Salmonellen spp. sind invasive, intrazelluläre Pathogene, die in einem membranumhüllten Kompartiment innerhalb der infizierten Wirtszelle überleben. Wie auch andere intrazelluläre Pathogene repliziert Salmonella in dieser intrazellulären Nische, obwohl es anscheinend von sowohl extra- als auch intrazellulären Nährstoffquellen isoliert ist. Wir zeigen hier, dass intrazelluläre Salmonella den Proteinabbau des Wirts ausnutzen, um Aminosäuren in Form von Peptiden zu erhalten. Dieser spezielle, auch als Chaperon-vermittelte Autophagie bekannte, Abbauweg spielt eine Rolle im Transport zytosolischer Proteine zum Abbau im Lysosom. Ein Salmonellenmutant, der nur in Anwesenheit von Peptiden im Medium als Aminosäurenquelle wächst, wies intrazellulär eine Wachstumsrate auf, die der des Wildtyps ähnlich war. Dies deutet darauf hin, dass Peptide intrazellulär für Salmonella zugänglich sind. Wir fanden heraus, dass die Salmonella-enthaltende Vakuole (SCV, Salmonella containing vacuole) die Wirtproteine LAMP-2A und Hsc73, Kernkomponenten von CMA, anzieht, jedoch nicht lysosomale Proteine wie LAMP-2B und LIMP-2. Im Gegensatz zum Salmonellawildtyp zeigte der peptidabhängige Mutantentstamm stark verringertes Wachstum, wenn die Wirtszellen mit CMA-Inhibitoren behandelt wurde. Diese Ergebnisse zeigen einen neuen Mechanismus auf, durch den ein intrazelluläres Pathogen vom membranumhüllten Kompartiment aus Zugriff auf Cytosol der Wirtzelle zur Beschaffung von Nährstoffen hat. Wir schlagen vor, dass diese Ergebnisse eine Erklärung für die Rückfälle von persistenten Salmonellainfektionen liefern können. Des Weitern schlagen wir diesen Mechanismus als moegliches Ziel antibakterieller Therapeutika zur Bekämpfung intrazellulärer Pathogene vor. / Salmonella spp. are invasive, intracellular pathogens which survive and proliferate within a membrane-bound compartment inside infected host cells. Like other intracellular pathogens, Salmonella replicates within this intracellular niche, despite its apparent isolation from both extra- and intracellular sources of nutrients. Here, we show that intracellular Salmonella acquire amino acids in the form of peptides by co-opting the host protein degradation pathway known as chaperone-mediated autophagy (CMA) involved in the transport of cytosolic proteins to the lysosome for degradation. A mutant of Salmonella strictly dependent upon peptides in growth media as a source of amino acids, showed intracellular growth similar to the wild-type strain in host cells, indicating intracellular access to peptides. We found that the Salmonella-containing vacuole (SCV) acquires the host cell proteins LAMP-2A and Hsc73, key components of CMA, but excludes lysosomal proteins such as LAMP-2B and LIMP-2. In contrast to wild-type Salmonella, the peptide-dependent mutant strain showed a severe reduction in growth when host cells were treated with inhibitors of CMA.. These results reveal a novel means whereby an intracellular pathogen can access the host cell cytosol to acquire nutrients from within its membrane-bound compartment. We suggest these results may provide an explanation for relapse infections resulting from persistent Salmonella infections, and suggest a possible means of targeting antibacterials against intracellular pathogens.

Les salmonelles sont la première cause bactérienne d'infections d'origine alimentaire en France. Ces pathogènes zoonotiques sont présents dans de nombreuses sources animales et font l'objet d'une lutte dès l'élevage. Ainsi, identifier la contribution relative des différentes sources aux cas humains est essentiel pour mettre en place une politique de lutte efficace. L'outil bayésien d'attribution par typage microbiologique qui permet de déterminer le nombre de cas liés à chaque source est pour cela particulièrement adapté. Le principe du modèle consiste à comparer la distribution de types microbiologiques (sérotypes et sous-types), parmi les cas humains et dans les sources animales, en pondérant par les quantités des sources consommées et en tenant compte des spécificités des sources et des types. Les objectifs des travaux de thèse étaient d'identifier et collecter les données nécessaires pour appliquer un tel modèle et d'évaluer sa robustesse et l'impact de la qualité des données sur les résultats. Le système de surveillance français des salmonelles a pour cela été décrit et analysé, et une base de données suffisante pour appliquer le modèle a été constituée. L'application du modèle dans divers pays européens a montré les limites de l'approche. Comme attendu, le modèle est très sensible à l'information a priori informative que sa structure surparamétrée rend nécessaire. Nous avons proposé une paramétrisation plus adaptée basée sur les données. L'application du modèle à des données de surveillance passive (proportions) et actives (prévalences) a alors montré la robustesse du modèle. Ainsi, mettre en place une démarche d'attribution est possible en France. Les limites méthodologiques sont à explorer plus avant, mais les perspectives d'utilisation, notamment pour attribuer les cas en fonction de la résistance aux antibiotiques, justifient les efforts requis.

Huit cent trente et un troupeaux de vaches laitières répartis dans 5 états américains ont été enrôlés dans une étude de cohorte prospective. Un modèle d’équations d'estimation généralisées a été utilisé pour étudier l'association entre les signes cliniques et la détection de salmonelles dans les fèces des animaux soupçonnés de salmonellose clinique. La sensibilité et la spécificité de la culture bactériologique ont été estimées à l’aide d’un modèle de classes latentes. Dix-huit pour cent des 874 échantillons provenant de veaux et 29% des 1479 échantillons de vaches adultes étaient positifs pour Salmonella spp. Il n’a pas été possible d’établir une association claire entre les différents signes cliniques observés et la détection de salmonelles. Les 2 sérotypes les plus fréquemment isolés étaient Typhimurium et Newport. La probabilité de détecter des salmonelles était plus élevée chez les veaux où un autre agent entéropathogène était également détecté. La proportion d’échantillons positifs était plus élevée parmi les vaches ayant reçu des antibiotiques dans les jours précédant l’échantillonnage. La sensibilité de la culture a été estimée à 0,48 (intervalle de crédibilité à 95% [ICr95%]: 0,22-0,95) pour les veaux et 0,78 (ICr95%: 0,55-0,99) pour les vaches. La spécificité de la culture était de 0,94 (ICr95%: 0,87-1,00) pour les veaux et de 0,96 (ICr95%: 0,90-1,00) pour les vaches. Malgré une sensibilité imparfaite, la culture bactériologique demeure utile pour obtenir une meilleure estimation de la probabilité post-test de salmonellose clinique chez un bovin laitier, par rapport à la probabilité estimée suite au seul examen clinique. / Eight hundred and thirty-one dairy herds in 5 states in the northeast USA were enrolled in a prospective cohort study. A generalized estimating equations model including herd as a random effect was built to study the association between clinical signs and detection of Salmonella spp. in the faeces of animals suspected of clinical salmonellosis. The sensitivity and specificity of the bacteriological culture were estimated using a latent class model. Eighteen percent of the 874 samples from calves and 29% of the 1479 samples from adult cows were positive for Salmonella spp. It was not possible to establish a clear association between the various clinical signs and detection of Salmonella spp. in the faeces. The two most frequently isolated serotypes were Typhimurium and Newport. The probability of detecting salmonellas was higher for calves when another enteric pathogen was also detected. The proportion of positive samples was higher among cows that received antibiotics in the days preceding the sampling. The sensitivity of the bacteriological culture was estimated at 0.48 (95% credibility interval [95%CrI]: 0.22 to 0.95) for calves and 0.78 (95%CrI 0.55 to 0.99) for cows. The specificity of the culture was 0.94 (95%CrI: 0.87 to 1.00) for calves and 0.96 (95%CrI: 0.90 to 1.00) for cows. Despite imperfect sensitivity, bacterial culture remains useful to obtain a better estimate of the post-test probability of clinical salmonellosis in dairy cattle, compared to the estimated probability following the clinical examination alone.