Identification of Susceptibility factors to Panton-Valentine Leukocidin (PVL) and PVL+ S. aureus necrotizing pneumonia – PVLSuscept

Task1 being the coordination task) to identify the receptors/genetic susceptibility factors. Task 2 and task 3 comprise three functional screens and biochemical approaches aimed at identifying the (co)receptors for PVL. Task 4 focuses on the identification of genetic susceptibility factors to necrotizing pneumonia in pediatric patients
In task 5, we propose to integrate the results from the different screens.

Le projet a remarquablement avancé sur l'axe identification des récepteurs de PVL ce qui fait émerger des nouvelles questions: identification du récepteur des autres leucocidines. L'approche biochimique permettra de progresser dans la compréhension fine de l'interaction LukS-PV-C5aR1.
L'exome sequencing en plus de l'approche à l'aveugle permettra de se focaliser sur les gènes codant C5aR1, C5L2 et les acteurs en amont ou en aval de cette voie.

We will capitalize onto our results to investigate the receptors for others leukocidins and investigate the human polymorphisms of the identified receptor

NA

Staphylococcus aureus est un pathogène opportuniste qui colonise environ 20-30% des sujets humains et peut causer un large éventail de maladies. La virulence de S.aureus est en lien avec la sécrétion de très nombreuses facteurs de virulence produits par une grande proportion de souche. En revanche, une toxine formant des pores connue sous le nom de leucocidine de Panton Valentine (PVL) n’est présente que dans un nombre restreint de souches. La PVL est associée aux infections cutannées primitives (très fréquentes) et à une maladie beaucoup plus rare (30 cas par an en France) la pneumonie nécrosante survenant chez les enfants et adultes jeunes avec une mortalité élevée (60%). En dépit de cette association épidémiolgique, les mécanismes moléculaires de la pathogénie liée à la PVL restent mal connus. Ainsi la PVL cible et lyse les polynucléaires neutrophiles et les macrophages, mais d’autres toxines beaucoup plus prévalentes comme l’hémolysine gamma ont aussi cette activité. Cette redondance est donc peu compatible avec les données épidémiologiques ci-dessus. La compréhension de la diversité des hémolysines et de leur spécificité est gênée par le manque de connaissance des récepteurs (protéines ou lipides membranaires) qui confèrent la spécificité de ces toxines. Par ailleurs la grande rareté des pneumonies nécrosantes et la population jeune touchée suggèrent l’existence d’une prédisposition génétique affectant le(s) récepteur(s) et/ou la réponse immunitaire innée vis-à-vis de la PVL. Ce projet a pour objectif d’identifier le(s) récepteur(s) humains de la PVL et de caractériser les prédispositions génétiques conduisant certains individus à produire une réponse inflammatoire exacerbée.
Trois approches seront conduites en parralèlle :
1-trois cribles fonctionnels : 1-1 une librairie de ShRNA exprimée dans une lignée cellulaire sensible à la PVL ; 1-2 une librairie de cDNA issu d’une lignée sensible à la PVL exprimée dans une lignée résistante ; une librairie d’anticorps monoclonaux développés contre des membranes cellulaires de cellules sensibles
2-une approche biochimique basée sur des méthodes de pull-down, pontage, interactions en phase solide, appliquée à différents types cellulaires et utilisant les toxines recombinantes disponibles au laboratoire
3-une approche génétique s’appuyant sur une cohorte d’environs 100 patients atteints de pneumonie nécrosante collectée dans le cadre d’un PHRC qui a débuté en 2011. Nous formulons l’hypothèse que la susceptibilité est en lien avec prédisposition génétique de type Mendélienne. Nous investiguerons les patients pédiatriques sans facteur de risque par une approche candidat à la recherche de défauts fonctionnels de l’immunité phagocytaire, et par criblage complet du génome qui permet de détecter l’effet de gènes dont le rôle était à priori inconnu.
La combinaison de ces trois approches devrait conduire à identifier le récepteur de la PVL, les bases moléculaires de la susceptibilité de certains types cellulaires (PMN et macrophages), les bases moléculaires de la susceptibilité de certains espèces de mammifères (homme et lapin sont sensibles au contraire de la souris et des primates non humains), les base moléculaires de la susceptibilité accrue des individus atteints de pneumonie nécrosante.
Le projet s’appuie sur l’expertise synergique de l’équipe Bacterial Pathogenesis and Innate Immunity, INSERM U851, co-dirigée par F.Vandenesch et T. Henry, qui a une expertise dans les maladies staphylococciques, les facteurs de virulence et la réponse de l’hôte avec une focalisation sur la PVL, le Laboratory of Human Genetics of Infectious Diseases GHMI-INSERM-U980 (Capucine Picard, Laurent Abel) qui a une renommée dans le domaine des bases génétiques des maladies infectieuses, et le Macromolecular Engineering Laboratory (Thierry Vernet, Anne-Marie Di Gulmi) qui a une expertise solide en biologie structurale des protéines bactériennes et de leurs ligands eucaryotes.