Soutenance de thèse de KNOTHA MUDALIGE APPUHAMY

T. whipplei est une actinobactérie qui provoque diverses infections, dont la maladie de Whipple. Cependant les infections à T. whipplei sont rares et principalement associées aux hommes caucasiens d'âge moyen. Les porteurs asymptomatiques sont courantes même dans les pays asiatiques et africains.Par conséquent, le développement de l'infection est suspecté d'être une conséquence d'un défaut immunitaire et d'une prédisposition génétique. Plusieurs études ont indiqué que l'infection se produit et se développe dans un microenviroment dominant avec les réponses immunitaires Th2 et que les bactéries se répliquent dans les macrophages. Auparavant, il a été démontré que les glycoprotéines associées à la membrane de T. whipplei sont hautement sialylées et N-glycosylées. De plus, il a été découvert que la déglycosylation des bactéries peut interférer avec la réplication dans les macrophages. Cependant, la composition de cet enrobage de sucre bactérien et sa contribution à l'infection sont restées largement inconnues. Par conséquent, dans cette étude, nous nous sommes d'abord concentrés sur la caractérisation de la composition de l'enrobage de sucre de T. whipplei à l'aide de lectines. Ainsi, nous avons découvert qu'en plus de l'acide sialique, les bactéries hébergent du fucose, du maltose et du galactose. Deuxièmement, nous nous sommes concentrés sur les galectines en tant que récepteurs plausibles pour les glycanes de T. whipplei .Les galectines sont une famille de lectines avec un domaine évolutif conservé qui se lie au β-galactose. Parmi les différentes galectines, la galectine-1 (Gal-1) et la galectine-3 (Gal-3) sont les membres les plus étudiés pour leur large éventail d'implication dans différentes fonctions physiopathologiques et cellulaires. Plus important encore, ils sont connus comme des régulateurs clés des réponses immunitaires. Lors des infections, Gal-1 et Gal-3 exercent un effet bactéricide direct et indirect. Cependant, certains agents pathogènes utilisent ces molécules pour améliorer l'entrée des cellules ou / et pour subvertir les réponses immunitaires en faveur de l'infection. La fonction des galectines pendant l'infection est principalement médiée par l'interaction de la galectine avec les glycanes de l'hôte et / ou du pathogène. En utilisant le transfert de lectine, nous avons constaté que les glycoprotéines associées à la membrane riche en β-galactose de T. whipplei se lient à la fois à Gal-1 et à Gal-3. Conformément à ces résultats, nous avons montré qu'in vitro T. whipplei module l'expression cellulaire et la distribution subcellulaire de Gal-1 et Gal-3. De plus, nous avons montré que l'ajout de Gal-1 ou Gal-3 soluble augmente la phagocytose des bactéries par les macrophages et l'inhibition de la galectine conduit à une diminution de l'infection. Nous avons également constaté que les sérums de patients atteints d'infections à T. whipplei ont un niveau significativement plus élevé de Gla-1 et un niveau inférieur de Gal-3 que celui des témoins sains. Ainsi, nous avons pu démontrer l'importance et les rôles plausibles des glycoprotéines de T. whipplei via une interaction médiée par la galectine en faveur de l'infection. En conclusion, cette étude fournit de nouvelles informations sur l'infection à T. whipplei via des interactions médiées par la glycane-galectine.

T. whipplei is an actinobacterium that causes variety of infections, including Whipple’s disease. Interestingly, T. whipplei infections are rare and predominantly associated with middle aged Caucasian males, but asymptomatic careers are common even in Asian and African countries. Therefore, the development of the infection is suspected to be a consequence of an immune defect and genetic predisposition. Several studies have denoted that the infection occurs and develops within a Th2 immune responses dominant microenvironment and bacteria replicates within macrophages. Previously it has been demonstrated that, T. whipplei membrane associated glycoproteins are highly sialylated and N-glycosylated. Additionally, it has been found that deglycosylation of bacteria could impair the replication in macrophages. However, the composition of this bacterial sugar coating and its contribution for the infection largely remained unknown. Therefore, in this study firstly we focused on characterizing the composition of T. whipplei sugar coating using lectin microarray and lectin blotting. Thereby, we found that beside from sialic acid the bacterium harbors fucose, maltose and galactose. Secondly, we focused on galectins as plausible receptors for T. whipplei glycans. Galectins are a family of lectins with evolutionary conserved domain that bind β-galactose. Among different galectins Galectin-1 (Gal-1) and Galectin-3 (Gal-3) are the most studied members for their broad range of involvement in different pathophysiological and cellular functions. More importantly they are known as key regulators of the immune responses. Upon infections Gal-1 and Gal-3 exert direct and indirect bactericidal effect. However, some pathogens utilize these molecules to enhance the cell entry or/and to subvert immune responses in favor of the infection. Functionality of galectins upon infection primarily mediated by galectin interaction with glycans from host or/and pathogen. Using lectin blotting we found that T. whipplei β-galactose rich membrane associated glycoproteins bind both Gal-1 and Gal-3. In line with this findings, we have shown that in vitro T. whipplei modulates cellular Gal-1 and Gal-3 level expression and the sub-cellular distribution of Gal-1 and Gal-3. Furthermore, we have demonstrated that addition of soluble Gal-1 or Gal-3 enhances phagocytosis of bacteria by macrophages and inhibition of galectin lead to decrease the infection. Additionally, we discovered that sera from patients with T. whipplei infection have a significantly higher level of Gla-1 and lower level of Gal-3 than that of healthy controls. Thereby, we were able to highlight the importance and plausible roles of T. whipplei glycoproteins via galectin mediated interaction in favor of the infection. In conclusion, this study provides a new insight to T. whipplei infection via bacterial glycan-galectin mediated interaction.