p. 1-71 / Submitted by Santiago Fabio (fabio.ssantiago@hotmail.com) on 2013-04-23T20:07:08Z No. of bitstreams: 1 11111ee.pdf: 1402726 bytes, checksum: 47dcda030901a96f687080b863e3c5a0 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Creuza Silva(mariakreuza@yahoo.com.br) on 2013-05-04T17:25:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 11111ee.pdf: 1402726 bytes, checksum: 47dcda030901a96f687080b863e3c5a0 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-04T17:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11111ee.pdf: 1402726 bytes, checksum: 47dcda030901a96f687080b863e3c5a0 (MD5) Previous issue date: 2010 / Apesar de a peste encontrar-se silente em todo o território brasileiro, seu agente etiológico, a bactéria Yersinia Pestis, permanece firmemente arraigada em seus focos naturais. Desta forma, e tendo em vista a existência de fatores condicionantes, não se pode desconsiderar que a doença, apesar de controlada, continua oferecendo riscos à população. A ocorrência de sorologia positiva para peste em carnívoros domésticos de algumas regiões pestígenas da Bahia nos últimos anos implica na necessidade de uma avaliação mais criteriosa, no intuito de verificar se ainda existe circulação do bacilo pestoso nessas áreas. Analisou-se, neste estudo, a presença de infecção por Y. pestis através do inquérito de soroprevalência em humanos, cães e roedores; e detecção da bactéria em roedores e pool de pulgas. A partir da aplicação de um questionário estruturado avaliou-se a associação existente entre fatores ambientais, sócio-econômicos e biológicos e a soroprevalência da infecção em humanos. Os 630 soros examinados (88 de humanos, 480 de cães, 62 de roedores) apresentaram-se não-reagentes para peste e as análises bacteriológicas realizadas em 14 roedores e 2 pool de pulgas não identificaram a bactéria. No entanto, tais resultados não configuram erradicação da doença no Estado. A natureza cíclica da peste indica que ela pode passar por longos períodos de silêncio e depois ressurgir acometendo um grande número de pessoas. Portanto, a manutenção de uma vigilância ativa e permanente se faz necessária para a detecção precoce da doença e desenvolvimento oportuno das medidas de controle pertinentes. / Salvador

Yesinia pestis est l'agent de la peste, maladie infectieuse spontanément mortelle, et une bactérie classée parmi les agents de bioterrorisme de groupe A [http://www.bt.cd.gov/agent/plague]. Les cas sporadiques ont été rapportés dans plusieurs pays d'Asie, d'Afrique, et d'Amérique et la peste reste endémique en Afrique (République Démocratique du Congo; Madagascar) qui déclare le plus grand nombre de cas annuels. La majorité de cas de peste chez les humains et les animaux sauvages se manifeste dans les régions délimitées géographiquement et appelées communément les foyers de la peste. Les mécanismes de la résistance de la peste dans le sol des foyers reste de nos jours un sujet de recherche alors que la peste est maintenant considérée comme une maladie re-émergente. Au cours de notre travail, nous avons développé un outil pour l'identification de Y. pestis par spectrométrie de masse MALDI-TOF MS. Cette méthode s'est avérée très simple et efficace pour l'identification au niveau des espèces, et constitue une méthode de première ligne d'identification. Nous avons ensuite montré que Y. pestis survivait et maintenait sa virulence pendant au moins neuf mois dans le sol stérilisé par la vapeur et humidifié, dépourvu d'éléments nutritifs ajoutés et d'invertébrés du sol. Afin de contribuer à l'étude de l'épidémiologie de la peste, nous avons démontré que seul le biovar Oriantalis est transmis dans un modèle animal par les poux d'homme (Pediculus humanus), les biovars Antiqua et Medievalis de Y. pestis n'étant pas transmissibles par les poux de corps. Le mécanisme impliqué dans la transmission de la peste par les poux de corps reste inconnu, ce qui voudrait dire que le mécanisme de l'adaptation de Y. pestis Orientalis à des nouveaux vecteurs qui sont corrélés aux circonstances de l'épidémie mortelle provoquée par la peste bubonique, reste aussi inconnu. Au cours d'un dernier travail, nous avons étudié des nouveaux composés pour la prophylaxie de la peste. Notamment, nous avons évalué le potentiel du lovastatine dans la prévention de la mortalité pendant la peste. Il a été démontré sur un modèle d'expérimentation avec les souris que la lovastatine réduisait considérablement le taux de mortalité associée à la peste. Toutes les données que nous avons rapportées dans ce rapport de thèse sont destinées à mieux comprendre le cycle épidémiologique de la peste. / Yersinia pestis is the agent of deadly plague and a bacterium listed in the group A of potential bioterrorism agents [http://www.bt.cdc.gov/agent/plague/]. Sporadic cases are reported in several countries in Asia, Africa and America. Majority of human plague cases and enzootic animals occur in the geographical areas of so-called plague foci. The mechanisms sustaining geographical foci of plague remain poorly understood and plague been classified as a currently re-emerging disease. As first step, we established new front line tool for Y. pestis identification by using MALDI-TOF MS. This method was demonstrated to be simple and effective for Y. pestis identification at species level. Second step, we demonstrated that Y. pestis survived fully virulent for at least 9 months in a steam sterilized, humidified soil devoid of any nutritional supplements or any soil invertebrates. In third step we successfully demonstrated that the human louse (Pediculus humanus) as vector of plague and the body lice transmission of plague was restricted to Orientalis biovar; Antiqua and Medievalis biovars of Y. pestis were not able to transmit by body lice. This result shows that a un- explained mechanism is involved in the body lice transmission of plague and Y. pestis Orientalis adaptation to newly described vectors which effectively correlates the mass death caused by bubonic plague in Black Death individuals. Finally we conclude our study by exploring new compounds for the plague prophylaxis. The potential role of lovastatin in the prevention of mortality during plague was assessed. Lovastatin could significantly reduce the mortality associated with plague in an experimental mouse model. All These data herein we reported in our study may help to better understanding the epidemiology of plague.

Made available in DSpace on 2016-03-28T12:34:06Z (GMT). No. of bitstreams: 3 480.pdf: 1790566 bytes, checksum: fa7db34091b49d7221ed81205a289cf4 (MD5) 2011lins-rhfb.pdf: 1790566 bytes, checksum: fa7db34091b49d7221ed81205a289cf4 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas Aggeu Magalhães. Recife, PE, Brasil / Yersinia pestis é o agente causador da peste, doença primária de roedores, transmitida por pulgas infectadas, podendo infectar o homem e outros mamíferos. A maioria dos estudos de genotipagem realizada em cepas brasileiras de Y. pestis demonstrou baixo poder discriminatório, revelando padrões genotípicos semelhantes para cepas com diferentes características epidemiológicas. A análise do clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) vem sendo utilizada para genotipagem e estudos filogenéticos em diferentes gêneros bacterianos, inclusive de Y. pestis. Neste estudo foi realizada a genotipagem de cepas de Y. pestis da coleção de cultura do Serviço Nacional de Referência em Peste do Centro de Pesquisas Aggeu Magalhães - CPqAM/FIOCRUZ, isoladas nos três focos de peste do Estado de Pernambuco, pela análise dos locos CRISPR. Para as amplificações das 51 amostras, foram utilizados primers dirigidos às sequências CRISPR descritas na literatura (YPa, YPb e YPc). Os amplicons obtidos, após PCR, foram sequenciados, a fim de analisar a estrutura de cada loco CRISPR. Dois locos se apresentaram polimórficos: YPa, com alelos de 150pb a 570pb e YPb, com alelos de 330pb a 331pb. O loco YPc se mostrou monomórfico com alelos de 208pb. Os padrões CRISPR obtidos para cepas de Y. pestis de focos de outros países foram os mesmos observados nas cepas brasileiras. Diferentes arranjos dos espaçadores (YPa, YPb e YPc) foram observados e possibilitou que as cepas fossem agrupadas em 12 perfis genotípicos (PG1-PG12). Dois perfis foram distribuídos nos três focos estudados: PG1 perfil mais frequente (38 cepas) e PG3 (seis cepas). Os demais perfis foram específicos de uma determinada região de isolamento: PG2 para o foco de Triunfo e PG4-PG7 para o foco de Araripe. Os perfis PG8 a PG12 representaram o restante das cepas de focos de outros países. As mesmas cepas foram analisadas, anteriormente, através de onze locos VNTR (MLVA), e foram agrupadas em 35 perfis genotípicos / A menor diversidade observada no CRISPR ocorre, provavelmente, devido à região estar envolvida na codificação gênica e com maior pressão seletiva, portanto, com menor risco de sofrer mutação decorrente de estocagem. A análise dos locos CRISPR, complementar ao uso do MLVA, será útil na identificação e rastreamento de novas cepas, contribuindo para o estabelecimento de medidas de controle adequadas nas áreas de foco para prevenção da peste e na investigação de novos casos que possam surgir no Brasil

RfaH is a unique bacterial protein that enhances transcription of a select group of long operons in many Gram-negative bacteria. Operons regulated by RfaH possess an upstream operon polarity suppressor sequence, which recruits the RfaH protein to the RNA polymerase during transcription of genes, most of which are involved in the synthesis of cell-surface features. These include synthesis of the lipopolysaccharide (LPS) core and O-antigen in Salmonella and Escherichia coli, as well as F-plasmid conjugation pilus and capsule in E. coli. LPS is an important virulence factor in many Gram-negative bacteria, and protects Y. pseudotuberculosis against host antimicrobial chemokines. Recently published high-throughput transposon mutant screens have also suggested a role for RfaH in the ability of Y. pseudotuberculosis to colonize mice. However, the role of RfaH in Y. pseudotuberculosis and its descendent Yersinia pestis has not been carefully examined. In these studies we investigated the effect RfaH has on the structure of the LPS in both species at different temperatures. We also identified LPS-synthesis related genes that are regulated by RfaH. We determined the effect of RfaH on bacterial resistance to host defense peptides, and the ability of Y. pseudotuberculosis to colonize mice. We found that the loss of the rfaH gene had different effects in Y. pseudotuberculosis and Y. pestis. Loss of rfaH caused a truncation in the core region in Y. pseudotuberculosis strain IP32953 at both 21°C and 37°C, but only at 37°C in Y. pestis strain KIM6+. Similarly, we found that transcription of individual genes that are predicted to function in core or O-antigen synthesis were downregulated in the rfaH mutant strains in both species, but the impact of rfaH deletion was greater in Y. pseudotuberculosis. When tested for their ability to survive in the presence of antimicrobial peptides, the Y. pseudotuberculosis rfaH deficient bacteria were much more susceptible than wild-type to killing by polymyxin and by the antimicrobial chemokine CCL28. However, the Y. pestis rfaH mutant strain was equally susceptible to CCL28 as the wild-type strain. Infection of mice with Y. pseudotuberculosis show that rfaH deficient bacteria were able to survive as effectively as the wild-type following oral or intravenous inoculation, with or without the pYV virulence plasmid. Overall, our results show that while RfaH controls LPS gene expression in both Y. pseudotuberculosis and Y. pestis, its impact is much greater in Y. pseudotuberculosis. Furthermore, although loss of rfaH greatly reduces the ability of Y. pseudotuberculosis to resist antimicrobial peptides, it is not required for virulence in this species.

Submitted by Luiz Felipe Barbosa (luiz.fbabreu2@ufpe.br) on 2015-03-13T13:00:52Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Maria Paloma Silva de Barros_PPGG UFPE.pdf: 8103324 bytes, checksum: 8a69c263eb54cdd37eb3275985c8eb30 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T13:00:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Maria Paloma Silva de Barros_PPGG UFPE.pdf: 8103324 bytes, checksum: 8a69c263eb54cdd37eb3275985c8eb30 (MD5) Previous issue date: 2012-09-14 / A peste é uma doença que permanece enraizada em inúmeros focos naturais por todo o mundo. Embora o Brasil passe por um período de silenciamento epidemiológico, anticorpos antipestosos são detectados nas atividades de vigilância, sugerindo que estes focos permanecem ativos. A Yersinia pestis, agente causador da peste, apresenta uma história evolutiva recente e é considerada uma espécie, geneticamente, muito homogênea. Diante da necessidade de estudos mais aprofundados sobre as características moleculares e evolutivas dos isolados de Y. pestis dos focos do Brasil, realizamos neste trabalho uma caracterização de cepas da coleção biológica (Fiocruz-CYP) de Yersinia, provenientes de cinco focos de peste do Brasil, com a finalidade de compreender a adaptação da bactéria no ambiente. Realizamos a padronização e a análise de macrorestrição (PFGE) em 22 cepas de Y. pestis, 17 de um surto ocorrido em 1986 e cinco isoladas da atividade de vigilância. O PFGE não separou os isolados da rotina e do surto, entretanto foi capaz de revelar diversidade genética entre as cepas. As técnicas MLVA e CRISPR também foram utilizadas na genotipagem das cepas de Y. pestis. Doze locos VNTR (MLVA) analisados em 37 cepas, pertencentes a dois eventos epidemiológicos distintos, permitiram observar a separação dos grupos por evento e estabelecer uma relação epidemiológica. Três locos CRISPR (YPa, YPb e YPc) foram analisados em 146 cepas, apenas dois (YPa e YPb) se mostraram polimórficos. A análise desta região permitiu realizar uma caracterização intraespecífica e microevolutiva dos isolados de peste dos focos brasileiros. O MLVA e o CRISPR demonstraram uma melhor relação entre os dados epidemiológicos e moleculares, enquanto o PFGE apenas diferenciou os isolados de Y. pestis. Os dados gerados pelas três técnicas estudadas permitiram confirmar que houve apenas a entrada de um clone de Y. pestis no Brasil e observar que alguns processos adaptativos foram necessários para sua interiorização e fixação nos focos do país.

Submitted by Caroline Falcao (caroline.rfalcao@ufpe.br) on 2017-04-10T17:45:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) 2012-Tese-MariaPalomaBarros.pdf: 8071319 bytes, checksum: 0b3f7f14ac7d15cf16b3a5e185a6f89d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-10T17:45:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) 2012-Tese-MariaPalomaBarros.pdf: 8071319 bytes, checksum: 0b3f7f14ac7d15cf16b3a5e185a6f89d (MD5) Previous issue date: 2012-09-14 / A peste é uma doença que permanece enraizada em inúmeros focos naturais por todo o mundo. Embora o Brasil passe por um período de silenciamento epidemiológico, anticorpos antipestosos são detectados nas atividades de vigilância, sugerindo que estes focos permanecem ativos. A Yersinia pestis, agente causador da peste, apresenta uma história evolutiva recente e é considerada uma espécie, geneticamente, muito homogênea. Diante da necessidade de estudos mais aprofundados sobre as características moleculares e evolutivas dos isolados de Y. pestis dos focos do Brasil, realizamos neste trabalho uma caracterização de cepas da coleção biológica (Fiocruz-CYP) de Yersinia, provenientes de cinco focos de peste do Brasil, com a finalidade de compreender a adaptação da bactéria no ambiente. Realizamos a padronização e a análise de macrorestrição (PFGE) em 22 cepas de Y. pestis, 17 de um surto ocorrido em 1986 e cinco isoladas da atividade de vigilância. O PFGE não separou os isolados da rotina e do surto, entretanto foi capaz de revelar diversidade genética entre as cepas. As técnicas MLVA e CRISPR também foram utilizadas na genotipagem das cepas de Y. pestis. Doze locos VNTR (MLVA) analisados em 37 cepas, pertencentes a dois eventos epidemiológicos distintos, permitiram observar a separação dos grupos por evento e estabelecer uma relação epidemiológica. Três locos CRISPR (YPa, YPb e YPc) foram analisados em 146 cepas, apenas dois (YPa e YPb) se mostraram polimórficos. A análise desta região permitiu realizar uma caracterização intraespecífica e microevolutiva dos isolados de peste dos focos brasileiros. O MLVA e o CRISPR demonstraram uma melhor relação entre os dados epidemiológicos e moleculares, enquanto o PFGE apenas diferenciou os isolados de Y. pestis. Os dados gerados pelas três técnicas estudadas permitiram confirmar que houve apenas a entrada de um clone de Y. pestis no Brasil e observar que alguns processos adaptativos foram necessários para sua interiorização e fixação nos focos do país. / Plague disease remains present in numerous natural foci worldwide. Although Brazil goes through a period of epidemiological silence antiplague antibodies are detected in the surveillance activities, suggesting that Brazilians foci remain active. Yersinia pestis, causative agent of plague, has a recent evolutionary history and is considered a very genetically homogeneous species. Given the need for further studies on the molecular and evolutionary characteristics of the isolates of Y. pestis of the Brazilian plague areas, we perform in this work a characterization of strains biological collection (Fiocruz-CYP) of Yersinia, from five outbreaks of plague in Brazil, with the aim of understanding the adaptation of bacteria to the environment. We carried out the standardization and macrorestriction analysis (PFGE) in 22 Y. pestis strains, 17 from an outbreak occurred in 1986 and five from surveillance activity. PFGE did not separate the isolates from surveillance and from outbreak, but it was able to reveal genetic diversity among strains. MLVA and CRISPR techniques were also used in genotyping Y. pestis strains. Analysis of 12 VNTR loci (MLVA) in 37 Y. pestisstrains, of two different epidemiological events, allowed observing the separation of groups establish an epidemiological link among the isolates. Three CRISPR loci (YPa, YPb and YPc) were analyzed in 146 Y. pestis strains, only two loci (YPa and YPb) were polymorphic. The analysis of this region allowed an intraspecific characterization and microevolutionary of the plague isolates in the Brazilian foci. The CRISPR and MLVA showed a better relationship between the epidemiological and molecular data, while PFGE differ only the Y. pestis strains. The data generated by the three techniques studied confirmed that there was only one entry clone Y. pestis in Brazil and observed that some adaptive processes were necessary for its internalization and fixation of these foci in our country.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:02:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo897_1.pdf: 8640800 bytes, checksum: a7ee3c6274f9d3c9d3a9f5fa7142d92d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / A evolução dos mecanismos de virulência bacteriana está diretamente relacionada com a aquisição dos elementos transponíveis. A compreensão desses fenômenos teve grande avanço com a produção de sequências completas de genomas. Atualmente, sete sequências completas de cepas de Yersinia pestis são conhecidas. Nossas análises dessas sequências revelaram novos aspectos sobre a evolução da ilha de alta patogenicidade (HPI), onde estão as sequências que codificam o sideróforo yersiniabactina (Ybt). As evidências de ciclos adaptativos, mesmo na ausência de genomas intermediários, proporcionaram informações de que a HPI das yersínias foi herdada monofileticamente, podendo a Vibrionaceae ser sua família ancestral. A metodologia foi baseada nas análises das sequências vizinhas às HPIs, assinaturas seletivas dos genes do operon ybt e seus homólogos e frequências do uso de códons dos genomas hospedeiros, que revelaram novos aspectos da evolução desta ilha genômica. Os padrões e as diferenças de conteúdos de GC e das substituições sinônimas e não sinônimas indicam que os genes ybt e seus genomas hospedeiros passaram por diferentes pressões seletivas. Assim, grupos ancestrais diferentes encontraram formas distintas de preservar suas HPIs. Observamos que as sequências vizinhas das HPIs são reguladas por quorum sensing, indicando uma rede geral de regulação que envolve os genes ybt. A análise da organização cromossômica das sete cepas representativas de diferentes regiões do mundo revelou também uma dinâmica de rearranjos que poderia justificar o reconhecimento de novas variantes de Y. pestis até recentemente considerada uma espécie muito homogênea

Les systèmes toxine-antitoxine (STA) sont généralement constitués de deux petites protéines cytoplasmiques : une toxine stable et une antitoxine instable capable de neutraliser la toxine et de réprimer l’expression de l’opéron toxine-antitoxine. Une étude menée au laboratoire avait mis en évidence que la perte du gène hicB3 (ypo3369) de Y. pestis, codant une antitoxine solitaire putative, entraine un retard de la croissance bactérienne in vitro et une atténuation de la virulence dans un modèle murin de peste bubonique (Pradel et al., 2014). Par analyse in silico, nous avons détecté, en amont de hicB3, un petit gène non annoté candidat pour coder la toxine HicA3. La surproduction de HicA3 provoque la bactériostase chez Escherichia coli et Y. pestis et la production subséquente de HicB3 restaure la croissance. HicA3 et HicB3 constituent donc un STA fonctionnel. Cependant, la perte du STA HicA3B3 n’affecte pas la virulence de Y. pestis dans un modèle murin de peste bubonique. Nous avons ensuite purifié et caractérisé les protéines HicA3 et HicB3. La toxine HicA3 est une ribonucléase monomérique de 66 aa qui comporte un résidu histidine catalytique essentiel pour son activité. L’antitoxine HicB3 a une double fonction : elle interagit avec HicA3 pour la neutraliser et elle réprime le promoteur de l’opéron hicA3B3. Des expériences de retard sur gel et de fusions transcriptionnelles avec un gène rapporteur ont révélé que l’antitoxine HicB3 et le complexe HicA3-HicB3 se fixent sur deux opérateurs chevauchant les boîtes -10 et -35 du promoteur PhicA3. Nous avons également résolu la structure cristalline de l’antitoxine HicB3 et celle du complexe HicA3-HicB3. HicB3 est un tétramère qui comporte deux domaines de fixation à l’ADN du type ruban-hélice-hélice et deux domaines de neutralisation de la toxine. / Toxin-antitoxin systems (TAS) are generally constituted by two small cytoplasmic proteins: a stable toxin and an unstable antitoxin which neutralizes the toxin and represses the expression of the toxin-antitoxin operon. In previous research, our lab found that Yersinia pestis lacking the hicB3 (ypo3369) gene, encoding a putative orphan antitoxin, has a growth defect in vitro and is attenuated for virulence in a murine model of bubonic plague (Pradel et al., 2014). In silico analysis revealed a small gene upstream of hicB3, encoding a putative toxin that we called HicA3. HicA3 overproduction generates bacteriostasis of Escherichia coli and Y. pestis, and the subsequent production of HicB3 restores cell growth. HicA3 and HicB3 thus constitute a functional TAS. However, the lack of the HicA3B3 TAS does not affect Y. pestis virulence in a murine model of bubonic plague. We then purified and characterized the HicA3 and HicB3 proteins. The HicA3 toxin is a monomeric 66-aa ribonuclease with a catalytic histidine residue required for its activity. The HicB3 antitoxin has two functions: it binds and neutralizes HicA3 and it represses the hicA3B3 operon promoter. Gel-shift assays and transcriptional reporter fusion experiments showed that both HicB3 and the HicA3-HicB3 complex bind to two operators overlapping the -10 and -35 boxes of the PhicA3 promoter. We also solved the crystal structures of the HicB3 antitoxin and the HicA3-HicB3 complex. HicB3 is a tetramer with two DNA binding domains of the ribbon-helix-helix type and two toxin neutralization domains.

Plague bacteria (Yersinia pestis) are transmitted to susceptible mammals by fleas. At least 25 flea species found in North America have been identified as plague vectors. The most efficient flea vector is the Oriental rat flea Xenopsylla cheopis, while the cat flea Ctenocephalides felis is a poor vector. The factors that determine vector competence of different fleas are not known. The main obstacles that the bacteria must overcome in the flea gut are also unknown. Fleas' molecular responses to Y. pestis invading could be a determining factor to control the bacterial survival and growth. Good and poor vectors might have different gene expression patterns when they are infected with Y. pestis. To investigate this hypothesis, we constructed cDNA libraries of infected fleas (X. cheopis and C. felis) using Suppression Subtractive Hybridization at 1 and 2 days post-infection. The infection approaches were either hemocoel injection or oral infection. We measured expression of several of the genes using quantitative real-time PCR. The results indicated that changes in gene expression were modest. We observed that the route of infection (oral vs. hemocoel injection) had a strong effect on the genes that were upregulated, with hemocoel injection inducing more obvious immune-related genes than oral infection. We also saw that infected X. cheopis has different gene expression patterns than infected C. felis. Several of the genes from both species are predicted to be involved in production and removal of reactive oxygen species (ROS). Consistent with this observation, the levels of peroxide in X. cheopis midguts was higher following oral infection with Y. pestis, than in uninfected fleas, and Y. pestis grew differently in antioxidant-fed fleas, demonstrating that ROS production could be an important defense in fleas early after infection

Yersinia pestis, l'agent de la peste, est une bactérie à Gram-négatif classée comme agent pathogène ré-émergent et potentielle arme de bioterrorisme. De plus, l'apparition d'une souche multi-résistance de cette bactérie souligne la nécessité de mieux comprendre comment cette bactérie hyper-virulente interagit avec son hôte. Afin d'identifier des facteurs génétiques de vulnérabilité à la peste, notre laboratoire travaille sur la réponse de souris résistantes versus sensibles à Y. pestis. Notre stratégie pour identifier les facteurs génétiques impliqués dans la résistance/sensibilité à la peste combine une approche de cartographie de QTL (Quantitative Trait Locus) et d'analyse d'expression génique. Nous avons précédemment décrit la lignée SEG/Pas, issue de Mus spretus, comme la première résistante à une souche virulente de Y. pestis, alors que la plupart des lignées murines de laboratoire, telle que la lignée C57BL/6J, sont extrêmement sensible à la bactérie. Des croisements entre SEG/Pas et C57BL/6J nous ont permis d'identifier trois QTL impliqués dans la résistance à Y. pestis, localisés sur les chromosomes 3, 4 et 6. Deux des QTL (situés sur les chromosomes 4 et 6) ont pu être confirmés par l'analyse de lignées congéniques. Plus de 40 % des femelles bi-congéniques hétérozygotes pour ces deux QTL ont survécu à l'infection, alors que tous les témoins C57BL/6J ont succombé. La dissection de ces deux QTL par l'analyse de lignées sous-congéniques, nous a permis d'affiner l'architecture génétique de la résistance à la peste chez SEG/Pas. Nous avons conclu qu'un minimum de quatre facteurs génétiques, au sein de ces deux QTL, sont nécessaires pour augmenter la résistance à Y. pestis chez la Souris. Cependant, la production de plusieurs lignées congéniques portant le QTL situé sur le chromosome 3, dont une lignée triple congénique, ne nous a pas permis de confirmer l'existence de ce QTL. En parallèle de l'analyse génétique, nous avons déterminé que les macrophages de SEG/Pas et de C57BL/6J présentaient des caractéristiques différentes après exposition à Y. pestis. Une analyse différentielle du profil transcriptionnel des macrophages de ces deux lignées a été réalisée à l'aide de puces à ADN. Nos résultats montrent une forte activation de la production cytokinique dans les macrophages de SEG/Pas en réponse à la bactérie, activation qui n'est pas observée dans la lignée C57BL/6J. Ces résultats suggèrent que les souris SEG/Pas sont capables de mettre en place une réponse immune innée plus forte ou peut-être plus précoce que C57BL/6J. Nous avons ensuite étudié par qRT-PCR l'expression en cinétique de 44 gènes dans des macrophages de SEG/Pas, C57BL/6J et des bi-congéniques portant les QTL sur les chromosomes 4 et 6. Cette étude nous a permis de confirmer que les souris SEG/Pas sont capables se mettre en place une forte réponse inflammatoire lors de l'infection. Cependant, aucune différence significative n'a été observée entre la lignée bicongénique et la lignée parentale C57BL/6J. D'autres expériences seront nécessaires afin de mieux comprendre les mécanismes biologiques impliqués dans la résistance intermédiaire de cette lignée. La dissection génétique associée à l'analyse de l'expression génique de ces lignées résistante et sensible permet d'augmenter notre compréhension de la réponse de l'hôte à Y. pestis. / Yersinia pestis, the agent of plague, is a deadly gram-negative bacterium classified as a re-emerging pathogen and class A biological weapon. The appearance of a multi-resistant strain highlights the need to better understand how this pathogen kills its host. To identify genetic factors of host susceptibility to plague, our laboratory is investigating the response of resistant versus susceptible mice to Y. pestis. Our strategy to decipher genetic determinants involved in resistance to plague combines Quantitative Trait Loci (QTL) mapping with gene expression analysis. We previously described the Mus spretus-derived SEG/Pas strain as the first to resist fully virulent Y. pestis, while most inbred strains, such as C57BL/6, are highly susceptible. Crosses between these two strains identified three QTLs (located on chromosome 3, 4 and 6) contributing to resistance. Two of the QTLs (on chromosome 4 and 6) were confirmed through creation of congenic mice. Up to 40% of the congenic mice heterozygous at these two QTLs, on a C57BL/6J background, survived the infection while all C57BL/6J mice died. Further dissection of these two QTLs, through the use of subcongenic strains, enabled us to refine the genetic architecture of resistance to plague in SEG/Pas mice. We concluded that a minimum of four genetic factors, within these two QTLs, are required to increased resistance to Y. pestis in mice. Despite production of numerous congenic strains, including triple congenic mice, we were not able to confirm the existence of the third QTL identified on chromosome 3. In parallel to genetic studies, we determined that SEG/Pas and C57BL/6J macrophages exhibit distinct characteristics upon in vitro exposure to Y. pestis. The underlying molecular differences were investigated by using microarrays. Our results show strong activation of cytokines in SEG/Pas macrophages in response to Y. pestis, which is not found in C57BL/6J macrophages. These results suggest that SEG/Pas mice are able to better activate innate immune response to Y. pestis than C57BL/6J mice.We further studied the expression of 44 genes in a kinetic study on macrophages in vitro of SEG/Pas, C57BL/6J and bicongenic mice (carrying QTLs on chromosome 4 and 6). This study confirmed that SEG/Pas mice are able to build a stronger inflammatory response at early time of infection. Nevertheless no significant differences were observed in the bicongenic strain compared to C57BL/6J. Further studies will be required to understand the mechanisms involved in the intermediate resistance of this strain. This combination of genetic dissection and gene expression analysis of resistant and susceptible mouse strains will enhance our ability to better understand the host response to plague.