<p>An estimated twenty-five percent of the fifty-seven million annual deaths worldwide can be directly attributed to infectious disease. Mammals contain both adaptive and innate immune systems to deal with invading pathogens. The genetic model organism <em>Caenorhabditis elegans</em> lacks an adaptive immune system, which makes it a powerful model organism to study the innate immune system without the added complexity of an adaptive immune system. Multiple human pathogens can cause lethal infections in <em>C. elegans</em> and several <em>C. elegans</em> innate immune pathways have been identified that are conserved with mammals and protect the nematode from infection. The goal of this work was to identify novel bacterial virulence factors and innate immune defenses against pathogens by using the genetic model organism <em>C. elegans</em>. We established <em>C. elegans</em> as a model for <em>Yersinia pestis</em> infection and used this model to identify novel bacterial virulence factors that were also important for virulence in a mammalian model of infection. Previous studies demonstrated that <em>C. elegans</em> can identify bacterial pathogens using sensory neurons and activate an avoidance response that requires components of G-protein signaling pathways. We screened forty <em>C. elegans</em> strains containing mutations in chemosensory G-protein coupled receptors for altered survival on pathogen and identified <em>npr-1</em> to be required for full <em>C. elegans</em> defense against pathogens. We found that activation of the NPR-1 nervous circuit enhances host susceptibility to microbial infection while inhibition of the circuit boosts innate immunity. This data provides the first evidence that innate immunity in <em>C. elegans</em> is directly linked to the nervous system and establishes the nematode as a novel system to study neuroimmunology. From this work, we have identified <em>Y. pestis</em> virulence-related genes and <em>C. elegans</em> innate immune effector genes required for innate immunity to human bacterial pathogens.</p> / Dissertation

Pseudomonas aeruginosa et Yersinia pestis sont responsables d'infections graves chez les individus immunodéprimés et de la peste, respectivement. Leur pathogénicité repose sur de nombreux facteurs de virulence dont le système de sécrétion de type III (SST3) qui a une action prépondérante lors d'infections aiguës. Le SST3 est composé d'une base ancrée dans la double membrane bactérienne, d'une aiguille creuse érigée à la surface et d'un pore de translocation inséré dans la membrane de la cellule hôte permettant à la bactérie d'y injecter des toxines. L'objet de cette thèse est l'étude de l'interactome de l'antigène protecteur V, PcrV chez P. aeruginosa et LcrV chez Y. pestis. Celui-ci est situé au sommet de l'aiguille et est nécessaire au processus de translocation des toxines. L'étude des propriétés biochimiques de la protéine in vitro nous a permis de mettre en évidence sa capacité à former des oligomères présentant une structure en forme d'anneaux. Les multimères ont été observés par chromatographie d'exclusion de taille, gel natif, spectrométrie de masse native et MET. Leur formation est dépendante de la présence de l'hélice α12 C terminale de PcrV et de l'intégrité de ses résidus hydrophobes. Le processus d'assemblage de la protéine est nécessaire à sa fonction in vivo : des mutants qui sont incapables d'oligomériser perdent leur cytotoxicité envers les cellules eucaryotes. <br />Puis, l'interaction directe entre PcrV et la sous unité formant l'aiguille, PscF, a été mise en évidence in vitro par co-purification. De plus, deux mutants ponctuels de PscF dont le phénotype présente un défaut de translocation se sont montrés défectueux pour la liaison avec PcrV. Enfin, l'hélice C terminale de PscF est échangeable avec l'hélice α12 C terminale de PcrV comme l'atteste la capacité de polymérisation d'un hybride créé entre ces deux protéines, suggérant un rôle de celle-ci dans la formation du complexe F-V. L'ensemble de ces études montre que l'assemblage multimérique des antigènes V ainsi que leur position au sommet de l'aiguille sont des éléments essentiels à leur fonction, avec un rôle prépondérant de l'hélice α12 C terminale de PcrV. Ces conclusions pourraient permettre de mieux cibler les développements futurs de nouveaux vaccins ou agents antimicrobiens.