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Dissertations / Theses on the topic 'Phagosome'
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Guo, Manman. "Phagosome proteomes in activated macrophages." Thesis, University of Dundee, 2015. https://discovery.dundee.ac.uk/en/studentTheses/c5a94702-2164-4acc-9763-bdfcaf1229dc.
Full textAbstract:
Macrophages play key roles in innate and adaptive immune systems not only in the response to pathogens but also in tissue homeostasis. They are extremely plastic and recognize external stimuli such as cytokines with substantial changes to the proteome and molecular functions. One major macrophage function altered by cytokine activation is phagocytosis and phagosome maturation, through which macrophages engulf foreign material such as microbes or apoptotic cells to form phagosomes which then fuse with endosome and finally lysosomes, where the particles are finally degraded. My project aims at investigating the phagosome functions regulated in activated macrophages and further exploring the mechanism by which alternative activation regulates phagosome biogenesis. First of all, a comparison of phagosome proteomes of BMDMs and RAW 264.7 cells was performed, suggesting that there are significant differences for a large number of proteins including important receptors such as mannose receptor 1 and Siglec-1. Moreover, BMDM phagosomes mature considerably faster when validated using fluorogenic phagosome function assays. For the main goal of my project, I have performed a thorough proteomics analysis of the phagosome proteomes of non-activated (RestingMΦ), alternative-activated (IL4 treated, AAMΦ), classical-activated (LPS and IFNγ treated, CAMΦ) and reprogrammed (IL4 activated then LPS and IFNγ treated, ReMΦ) BMDMs. Results indicate that alternative activation leads to phagosomal recruitment of proteins in favour of apoptotic cell clearance, enhanced fusion with lysosomes as well as with parts of the endoplasmic reticulum (ER). Both proteomics and phagosome function assays showed that the phagosome maturation is enhanced in AAMΦ and reduced in CAMΦ and ReMΦ. As side projects, I have also compared phagosome proteomes in IL4 treated, IL13 treated and IL10 treated BMDMs and analysed cellular total proteomes of AAMΦ and RestingMΦ. Furthermore, proteomic data suggest the specific recruitment of TAK1/MKK7/JNK signalling to the phagosomes in AAMΦ, which was confirmed by immunoblotting and fluorescence microscopy. I uncovered that K63 polyubiquitylation of phagosomal proteins is enhanced in AAMΦ, which is responsible for the translocation of TAK1 complex. In AAMΦ, 55 K63 polyubiquitylation sites on 33 phagosomal proteins were identified, including macrophage scavenger receptor 1 (MSR1/SRA). This receptor was further found to be specifically polyubiquitylated on phagosomes upon alternative activation, and MSR1 activation leads to enhanced JNK activation in AAMΦ. Finally, three hypotheses of the function of JNK pathway on phagosomes were described. Firstly, proteomics reveals a reduction of ER and lipid metabolic proteins to phagosomes by the inhibition of JNK, suggesting that TAK1/MKK7/JNK signalling might regulate phagosomal lipid handling. Secondly, JNK might phosphorylate the lipid-activated transcription factor, PPARγ, to regulate macrophage gene expression in lipid metabolism. Finally, loss of MSR1 impairs oxLDL induced JNK activation and M2-to-M1 shift of macrophages, indicating that MSR1/JNK cascade mediates phenotypic shift of AAMΦ upon lipid laden. In conclusion, the work in this thesis provides comprehensive characterisation of phagosomal and cellular proteomes in activated BMDMs. Moreover, TAK1/MKK7/JNK signalling was found for the first time to be specially recruited to phagosomes by K63 polyubiquitylation, and 55 novel K63 polyubiquitylation sites on 33 phagosomal proteins were identified, including MSR1. We hypothesise that JNK signalling might regulate lipid metabolism in AAMΦ.
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Smith, Leanne May. "Investigating phagosome dynamics of microbial pathogens." Thesis, University of Birmingham, 2015. http://etheses.bham.ac.uk//id/eprint/4937/.
Full textAbstract:
Many microbial pathogens are able to evade killing by phagocytes of the innate immune system. This thesis focuses on two pathogens: the fungal pathogen \(Cryptococcus\) \(neoformans\) and the bacterial pathogen \(Streptococcus\) \(agalactiae\). \(C\). \(neoformans\) causes severe cryptococcal meningitis in mostly immunocompromised hosts, such as those with HIV infection. In contrast, \(S\). \(agalactiae\) is the leading cause of neonatal sepsis and meningitis. The interaction between macrophages and these pathogens is likely to be critical in determining dissemination and outcome of disease in both instances. A collection of \(S\). \(agalactiae\) clinical isolates, ranging in origin from colonisation cases to severe infection cases, were tested for their ability to persist with a macrophage cell line. Surprisingly, persistence within macrophages was a characteristic shared by all of the isolates tested. Furthermore, by investigating the \(Streptococcus\)-containing phagosome, it was revealed that streptococci are able to manipulate the acidification of macrophage phagosomes. Similarly, the maturation of phagosomes containing the fungal pathogen \(C\). \(neoformans\) was explored. Cryptococci are shown to be able to manipulate the phagosome they reside within. This is driven by modified acquisition of Rab GTPases to the phagosome, as well as altered acidification and cathepsin activity within \(Cryptococcus\)-containing phagosomes.
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Boucherit, Nicolas. "Mécanisme d'interférence de la conversion du phagosome par Coxiella burnetii." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM5061/document.
Full textAbstract:
Pour survivre et se multiplier dans leurs cellules hôtes les bactéries intracellulaires ont élaboré divers mécanismes d'échappement à la réponse immunitaire. L’altération du trafic intracellulaire est une des stratégies utilisée par ces agents pathogènes. Ainsi Coxiella burnetii, bactérie intracellulaire stricte responsable chez l’homme de la fièvre Q, bloque la maturation du phagosome afin de résider et se multiplier dans un compartiment incapable de fusionner avec les lysosomes. Ce défaut de fusion est associé à la virulence bactérienne. Pour analyser le défaut de maturation du phagosome de C. burnetii, j’ai étudié le rôle du lipopolysaccharide (LPS) de C. burnetii dans le trafic intracellulaire de cette bactérie. J’ai montré que le LPS de C. burneti, unique par sa structure, ne permet pas l’activation de la MAPKinase p38α, entrainant un défaut dans le recrutement du complexe HOPS (homotypic fusion and vacuole protein sorting complex) nécessaire à la conversion phagosomale. J’ai en effet montré que le recrutement du complexe HOPS requiert la phosphorylation de la protéine Vps (vacuolar protein sorting) 41. La transfection de macrophages permettant la surexpression d’un activateur de p38 et l’utilisation de mutants phosphomimétiques de Vps41 ont montré une restauration de la conversion phagosomale. Il apparaît ainsi que la MAPK-p38α et son dialogue avec Vps41 jouent un rôle central dans la maturation du phagosome de C. burnetii en phagolysosome. L’utilisation de la structure atypique de son LPS permet ainsi à C. burnetii de se soustraire à la réponse protectrice de l'hôteTo survive and replicate in their host, microbes have evolved several strategies to hijack the microbicidal properties of the immune cells. C. burnetii, the q fever agent, survive and replicate in macrophages through the alteration of the phago-lysosome biogenesis. To further analyze the nature of the defect phagosome maturation of C. burnetii, I studied the role of lipopolysaccharide (LPS) of C. burnetii in the intracellular trafficking of the bacteria. The LPS is unable to activate the p38α MAPKinase, which explains that the virulent bacteria are not directed to a degradative compartment . The lack of activation of the p38α MAPKinase , which involves a commitment TLR4 antagonist by LPS, has the effect of preventing the recruitment of the HOPS complex ( homotypic fusion and vacuole protein sorting complex) , a complex require for the phagosomal conversion. I have shown that the recruitment of HOPS requires phosphorylation of protein Vps (vacuolar protein sorting) 41. Transfection of macrophages by an activator of p38 and using phosphomimétiques mutants VPS41 showed restoration of phagosome maturation. It thus appears that the p38α MAPK and his dialogue with VPS41 play a central role in phagosome maturation of C. burnetii in the phagolysosome. Use of the unique structure of the LPS allows C. burnetii to evade the protective response of the host
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Pietersen, Ray-Dean Donovan. "Proteomic analysis of the Mycobacterium avium-containing phagosome membrane." Master's thesis, University of Cape Town, 2010. http://hdl.handle.net/11427/12226.
Full textAbstract:
Includes abstract.Includes bibliographical references (leaves 139-158).
Pathogenic mycobacteria, like [Mycobacterium tuberculosis] M.tb and Mycobacterium avium (M.av), reside intracellularly in phagosomes where they are able to survive, because they block the process of phagosome maturation. ... An approach of characterizing M.av-containing phagosomes in terms of cell surface-derived glycoconjugates, revealed that these phagosomes show a 3- to 4-fold depletion of these glycoconjugates as compared to early endosomes with which the phagosomes continuously fuse and exchange membrane molecules... The aim of this study is to identify the depleted / possibly enriched cell surface derived glycoproteins on the phagosome membrane of M.av-containing phagosomes, because they might play a role in mycobacteria's intracellular survival.
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Geffken, Anna Christina [Verfasser]. "Mycobacterium tuberculosis – host-cell interactions in the phagosome / Anna Christina Geffken." Lübeck : Zentrale Hochschulbibliothek Lübeck, 2016. http://d-nb.info/1098170482/34.
Full text
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Hackam, David Joel. "Mechanisms of phagosome formation, maturation and acidification, implications for intracellular infection." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1998. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape10/PQDD_0003/NQ41434.pdf.
Full text
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Bajno, Lydia. "Focal exocytosis of VAMP3-containing vesicles at sites of phagosome formation." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2000. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape2/PQDD_0018/MQ53328.pdf.
Full text
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Schnettger, L. "The role of the small GTPase Rab20 in Mycobacterium tuberculosis phagosome biology." Thesis, University College London (University of London), 2016. http://discovery.ucl.ac.uk/1532039/.
Full textAbstract:
Mycobacterium tuberculosis is an intracellular pathogen that arrests phagosome maturation to survive within macrophages and cause disease. The process of phagosome maturation is important for the innate immunity against intracellular pathogens as well as the adaptive immunity and antigen processing. Activation by cytokines such as IFN-γ can modulate immune responses to infection. Several Rab GTPases regulate M. tuberculosis phagosome maturation, highlighting the importance of intracellular trafficking in this process. There is compelling evidence that M. tuberculosis can colonise several niches within macrophages, both in heterogeneous membrane-bound compartments as well as in the cytosol. In this thesis, the control of M. tuberculosis infection by IFN-γ through modulation of intracellular trafficking and thereby the intracellular niche occupied by this pathogen was investigated. First, a novel IFN-γ/Rab20 dependent pathway that targets pathogens into spacious phagosomes for elimination in macrophages is described. IFN-γ induced Rab20 expression and association with phagosomes. The analysis of spatiotemporal dynamics of M. tuberculosis phagosomes showed that in contrast to Rab5, PI3P or Rab7; EGFP-Rab20 was retained on M. tuberculosis phagosomes for up to 24 hours, which was comparable to endogenous Rab20 association with M. tuberculosis phagosomes in IFN-γ activated macrophages. IFN-γ increased interaction of M. tuberculosis phagosomes with the endosomal network via Rab20, targeting mycobacteria to spacious, proteolytic compartments resulting in inhibition of M. tuberculosis growth. Furthermore, this targeting of M. tuberculosis to spacious phagosomes reduced phagosomal damage and access of mycobacteria to the cytosol. In resting macrophages, M. tuberculosis was able to subvert this targeting to spacious compartments in a manner that was dependent on its ESX-1 secretion system. Altogether, this work reports a cell-autonomous, IFN-γ/Rab20 dependent pathway that results in elimination of M. tuberculosis by retention of mycobacteria in membrane-bound spacious compartments.
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Pei, Gang [Verfasser], and Michael [Akademischer Betreuer] Steinert. "Role of Rab20 in phagosome maturation and mycobacterial killing / Gang Pei ; Betreuer: Michael Steinert." Braunschweig : Technische Universität Braunschweig, 2013. http://d-nb.info/1175822019/34.
Full text
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Bilkei-Gorzo, Orsolya. "Ubiquitylation regulates vesicle trafficking and innate immune responses on the phagosome of inflammatory macrophages." Thesis, University of Dundee, 2018. https://discovery.dundee.ac.uk/en/studentTheses/8661922d-9d5e-4a4a-bfd4-b0f5e5717c61.
Full textAbstract:
Macrophages are sentinels present in most tissues of the body, where they recognise and respond to biological dangers. Recognition and uptake of particles is mediated through phagocytic receptors which upon activation induce appropriate responses. These responses need to be tightly regulated in order to destroy pathogens but prevent uncontrolled inflammation. Phagocytosis is an evolutionarily conserved process required for host defence and homeostasis. During phagocytosis, particles are recognised by cell surface receptors that trigger rearrangement of the actin cytoskeleton and internalization of the bound particle into a de novo, membranous organelle known as the phagosome. Regulation of phagocytosis and phagosome maturation can be achieved through changes in transcription/translation and differential recruitment of proteins but also through their non-translational modifications. Here I explored the role of ubiquitylation in the phagosome biogenesis of Interferon-gamma (IFN-ɣ) activated macrophages. Ubiquitylation is a diverse, reversible post-translational modification which is not only involved in protein degradation but also in vesicle trafficking and immune signalling. My data shows that phagosomes are enriched in polyubiquitylation, which is further enhanced by IFN-ɣ. I applied a targeted AQUA peptide approach by which we quantified ubiquitin chain linkage peptides from phagosome samples by PRM. This data shows that all chain linkages apart from M1/linear chains are present on phagosomes. Furthermore, IFN-ɣ activation enhanced K11, K48 and K63 chains significantly. In order to identify the molecular function of this polyubiquitylation, I characterized the ubiquitinome of phagosomes of IFN-γ activated macrophages and can demonstrate that ubiquitylation is preferentially attached to proteins involved in vesicle trafficking, thereby delaying fusion with late endosomes and lysosomes. I demonstrated that most ubiquitin chains are on the cytoplasmic site of the phagosome enabling an interaction of ubiquitin chains with cytosolic proteins such as Rab7. Rab7 a major regulator of vesicle trafficking could be shown to be ubiquitylated on phagosomes. I further showed that phagosomal recruitment of the E3 ligase RNF115 is enhanced upon IFN-γ stimulation and RNF115 is responsible for most of the increase of K63 polyubiquitylation of phagosomal proteins. Knock-down of RNF115 promotes phagosome maturation and induces an increased pro-inflammatory response to Toll-like receptor (TLR) agonists, indicating that RNF115 is a negative regulator of vesicular trafficking to the lysosome and disruption of this pathway induces pro-inflammatory responses in macrophages. In conclusion, this is the first study showing unbiasedly that ubiquitylation plays an important role in vesicle trafficking to the lysosome.
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Ramond, Elodie. "Métabolisme des acides aminés dans l’échappement de Francisella tularensis du phagosome des macrophages infectés." Thesis, Paris 5, 2014. http://www.theses.fr/2014PA05T026/document.
Full textAbstract:
Francisella tularensis, l’agent étiologique de la tularémie, est une bactérie à multiplication intracellulaire facultative capable d’infecter de nombreux types cellulaires avec un tropisme particulier pour les macrophages. Cette bactérie est responsable d’infections graves chez de nombreuses espèces animales mais aussi chez l'homme. En particulier, la sous-espèce F. tularensis ssp tularensis a été classée comme agent de bioterrorisme de type A du fait de son pouvoir pathogène extrêmement élevé avec une faible dose infectieuse. Des approches de mutagénèse aléatoire et de criblage de banques de mutants ont suggéré l’importance des gènes impliqués dans les fonctions métaboliques et nutritionnelles dans le cycle intracellulaire de Francisella. Parmi ces gènes, on retrouve de très nombreux systèmes de transport d’acides aminés dont la sous-famille de transporteurs amino-polyamine-organocation (APC). Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à un transporteur APC codé par le gène FTN_0571, que nous avons appelé GadC. Pour comprendre l’importance de GadC dans la virulence de F. tularensis, nous avons réalisé un mutant chromosomique, délété du gène gadC, chez la sous-espèce novicida. Nous avons démontré que GadC est un importeur de glutamate et qu’il est nécessaire à la multiplication intracellulaire et à la virulence de Francisella, en assurant une sortie normale de la bactérie du phagosome. Ce phénomène s’explique par l’implication de GadC dans la résistance au stress oxydant généré dans le phagosome. De façon remarquable, la multiplication du mutant gadC est restaurée dans un contexte gp91phox-/-, incapable de générer des espèces réactives de l’oxygène, aussi bien in vitro qu’in vivo. Enfin, nous avons montré que l’activité de GadC modifie la production de certains intermédiaires du cycle de Krebs, et la transcription de l’enzyme qui leur est associée, démontrant un lien étroit entre la résistance au stress oxydant, le métabolisme du glutamate et la virulence de F. tularensis. Ces résultats nous ont conduits à nous intéresser à un autre transporteur appartenant à la sous-famille APC, présentant une homologie de 33% avec GadC, et que nous avons nommé ArgP. Nous montrons qu’un mutant argP présente un défaut de multiplication intracellulaire et de virulence résultant d’un retard sévère de sortie du phagosome. Ce phénotype s’explique par un défaut d’import d’arginine. L’inactivation du gène argP dans la sous-espèce holarctica LVS provoque des défauts de multiplication intracellulaire similaires à ceux observés dans la sous-espèce novicida, suggérant un rôle conservé du transporteur ArgP dans les différentes sous-espèces de F. tularensis. Comme l’arginine constitue un acide aminé essentiel pour la bactérie, nous nous sommes posés la question de l’importance de cet acide aminé durant la phase phagosomale. Une analyse du protéome bactérien du mutant argP de F. novicida, dans des conditions mimant les conditions nutritionnelles phagosomales, révèle que l’arginine joue un rôle prépondérant dans la traduction des protéines en affectant la synthèse des protéines ribosomales. L’ensemble des travaux réalisés au cours de cette thèse constitue la première démonstration de l’importance de l’acquisition d’acides aminés durant la phase phagosomale du cycle intracellulaire de F. tularensisFrancisella tularensis, the etiologic agent of the zoonotic disease tularemia, is a facultative intracellular bacterium which can infect multiple cell types with specific tropism for macrophages. This bacterium is responsible for severe infections in numerous animal species and in humans. Of note, F. tularensis subsp. tularensis has been classified as a type A bioterrorism agent because of its high infectivity and very low infectious dose. Genome sequence analyses and genome-scale genetic studies have revealed the importance of genes involved in metabolic functions throughout the bacterial intracellular cycle. Among these genes, several amino acid transporter where found to belong to the amino-acid-polyamine organocation subfamily (APC), prompting us to address the role of these transporters in bacterial virulence. We first focused on the APC transporter encoded by gene FTN_0571 in F. tularensis subsp. novicida and named GadC. We showed that GadC was a genuine glutamate importer, necessary for Francisella intracellular multiplication and virulence. gadC inactivation completely blocked bacterial phagosomal escape. Remarkably, multiplication of a gadC mutant was restored in gp91phox-/- macrophages that are unable to generate reactive oxygen species. Altogether, our study revealed that glutamate uptake was critical in bacterial oxidative stress resistance in the phagosomal compartment and highlighted possible links between glutamate utilization and the tricarboxylic acid (TCA) cycle. These results prompted us to address the role of a second APC transporter sharing 33 % amino acid identity with GadC and named ArgP. argP inactivation severely delayed bacterial phagosomal escape, thus impairing intracellular multiplication and virulence. We demonstrated that ArgP was a high affinity arginine transporter, suggesting that impaired phagosomal escape might be directly linked to an arginine import defect. argP inactivation in the F. tularensis subsp. holarctica Live vaccine strain also leads to a severe intracellular multiplication defect, consistent with a conserved role among all F. tularensis subspecies. Arginine is an essential amino acid for F. tularensis. To understand the importance of this amino acid during the phagosomal phase of the Francisella intracellular life cycle, a proteomic analysis of the bacteria, in conditions of arginine limitation, was carried out. This analysis revealed that arginine limitation affected in the argP mutant the expression of a series of proteins and in particular of all the ribosomal proteins. One may imagine that intracellular bacteria could also sense nutrient limitations in the phagosome as a subcellular localization signal. Altogether, these studies constitute the first demonstration of the importance of amino acid acquisition during F. tularensis phagosomal escape
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Abnave, Prasad. "Exploring mammalian immunity against intracellular bacteria through planarian flatworms." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM5049.
Full textAbstract:
Les interactions hôte-pathogène sont un jeu vaste et complexe entre agent pathogène et hôtepour la victoire de la bataille de la pathogenèse. Plusieurs organismes modèles sont étudiéspour illustrer les mécanismes impliqués dans ces interactions. Dans ma thèse, j'ai utilisé lesplanaires comme un organisme modèle pour explorer les interactions hôte-pathogène. Comme les différents organismes modèles peuvent mettre enévidence les différentes caractéristiques de l'immunité, j'ai décidé de tirer avantage del'absence de connaissances sur l'immunité des planaires en explorant l'inexplorée. Dans monprojet, j'ai infecté les planaires avec 16 bactéries pathogènes : les planaires y sont très résistantes. Pour en explorer lemécanisme j'ai effectué un profilage du transcriptome à partir deplanaires infectées, suivie par un criblage par ARN interférence des gènes up-régulés. J'aidécouvert les gènes qui régissent la résistance antibactérienne dans les planaires, et de façonintéressante, le criblage a permis de mettre en évidence un gène, MORN2, dont la fonctionimmunologique était complètement inconnue. L'induction et l'extinction de l'expression de MORN2dans les macrophages ont révélé que MORN2 contrôle l'internalisation, la réplication et letrafic des bactéries à l'intérieur de la cellule. Dans mon étude, j'ai démontré que MORN2 estun composant de la phagocytose associée à LC3 et qu'il peut surmonter le blocage de lafusion phagolysosomale imposée par les bactéries pathogènes. Ainsi ma thèse met en avantl'importance d'utiliser des organismes modèles inhabituels afin de dévoiler des mécanismesinexplorées et des molécules impliquées dans les interactions hôte-pathogèneHost-pathogen interaction is a vast and complex interplay between pathogen and hostto conquer the battle of pathogenesis. Several model organisms are being studied to illustratethe mechanisms involved in these interactions. In my thesis I have used planarians as a modelorganism to explore host-pathogen interactions. As different model organismscan highlight different features of immunity I decided to take advantage of lack of knowledgeabout planarian immunity and get benefits from exploring unexplored. In my project I haveinfected planarians with 16 pathogenic bacteria and I found that in contrary to othercommonly used model organisms such as Drosophila, C. elegans and zebrafish the planariansare highly resistant to bacterial infections. To explore the mechanism behind this resistance Iperformed infection induced transcriptome profiling followed by RNA interference screeningof up-regulated gens. I discovered genes governing antibacterial resistance in planarians andinterestingly the screening highlighted a gene MORN2 of which the immunological functionwas completely unknown. The human ortholog of MORN2 is then further assessed for itsantimicrobial function. Induced expression and down regulation of MORN2 in macrophagesrevealed that MORN2 controls uptake, replication and trafficking of bacteria inside the cell.In my study I demonstrated that MORN2 is a component of LC3-associated phagocytosis andit can overcome phagosome maturation blockage imposed by pathogenic bacteria. Thus mythesis propounds the importance of using unusual model organisms to unveil unexploredmechanisms and molecules involved in host-pathogen interactions
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MacGurn, Jason. "Analysis of Mycobacterium tuberculosis-mediated phagosome maturation arrest and a role for Esx-1 secretion." Diss., Search in ProQuest Dissertations & Theses. UC Only, 2007. http://gateway.proquest.com/openurl?url_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info:ofi/fmt:kev:mtx:dissertation&res_dat=xri:pqdiss&rft_dat=xri:pqdiss:3251936.
Full text
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Thi, Emily Phaps. "Studies in phagosome maturation : modulation by both the host phosphatidylinositol 3-kinase p110alpha and the mycobacterial protein PE-PGRS62." Thesis, University of British Columbia, 2012. http://hdl.handle.net/2429/43699.
Full textAbstract:
Phagosome maturation is a key innate immune response involving interactions of phagosomes with the endosomal system. These interactions result in the creation of a destructive, antimicrobial phagolysosome compartment. How this process is regulated is not entirely known, and intracellular pathogens such as Mycobacterium tuberculosis (Mtb) inhibit phagosome maturation as a survival strategy. We examined phagosome maturation from the perspective of two factors, one host- and one pathogen-derived. First, we determined whether the class IA phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K), p110α, contributes to maturation regulation. Of the various PI3Ks, only hVps34 is known to regulate phagosome maturation. During studies of phagosome maturation in THP-1 cells deficient in p110α, we discovered that this PI3K isoform controls maturation processes beyond Rab7 acquisition, leading to delivery of lysosomal markers. Phagosomes from p110α knockdown cells were markedly deficient in LAMP-1, LAMP-2 and β-galactosidase, and could not fuse with lysosomes. Despite lacking lysosomal components, p110α deficient phagosomes recruited Rab7 and its effectors RILP and HOPS components Vps16 and Vps41, suggesting that in addition to Rab7, p110α is required for phagolysosome formation.
We also examined how Mtb mediates phagosome maturation arrest by screening an Mtb genomic library for factors able to disrupt yeast vacuolar protein sorting (VPS). Since VPS is homologous to mammalian endosomal trafficking, factors that inhibit VPS might also arrest phagosome maturation. Four proteins able to disrupt yeast VPS were identified in this screen, two hypothetical proteins, Rv0900 and Rv1268c, the P-type ATPase Rv0425c, and PE-PGRS62. To study its effects on macrophage function, we generated M. smegmatis able to express PE-PGRS62. Murine macrophages infected with this construct had arrested phagosome maturation, displaying decreased Rab7 and LAMP-1 recruitment. Infected macrophages also expressed 2-3 fold less iNOS protein when compared to cells infected with control bacteria. Loss of PE-PGRS62 expression in M. marinum resulted in greater iNOS levels, and complementation of the mutant with PE-PGRS62 restored the ability to inhibit iNOS expression. Marked differences in colony morphology were also seen in M. smegmatis expressing PE-PGRS62 and in the M. marinum PE-PGRS62 transposon mutant. Our results suggest that PE-PGRS62 supports mycobacterial virulence via inhibition of phagosome maturation and iNOS expression.
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Dumas, Audrey. "Macrophage et infection par le VIH‐1 : perturbation des fonctions de clairance et d’activation." Thesis, Paris 5, 2014. http://www.theses.fr/2014PA05T039/document.
Full textAbstract:
La phagocytose, fonction fondamentale des macrophages, est un processus qui se décompose en deux étapes bien distinctes : les étapes précoces d’internalisation menant à la formation du phagosome et les étapes tardives de maturation du phagosome. Le virus de l’immunodéficience humaine de type I (VIH-1) infecte les macrophages, ce qui perturbe leurs fonctions. L’effet de l’infection virale dans ces cellules est peu caractérisé en comparaison des lymphocytes T. Des travaux antérieurs ont montré d’une part que l’étape précoce d’internalisation de larges particules et bactéries était bloquée de moitié dans les macrophages primaires humains infectés par le VIH-1 via Nef, la protéine de virulence majeure du virus et d’autres part, que la réponse cytokinique était atténuée chez les patients infectés. Ainsi, nous avons étudié l’effet du VIH-1 sur les étapes tardives de la phagocytose : la maturation du phagosome et l’activation des macrophages qui en résulte. Nous avons montré que le VIH-1 altère les étapes tardives de la phagocytose en inhibant la maturation du phagosome, définie par le recrutement de marqueurs tardifs de la voie d’endocytose, d’hydrolases et la production d’espèces réactives oxygénées. Malgré une pré-activation basale, les macrophages infectés par le VIH-1 sont incapables de répondre efficacement à une stimulation induite par phagocytose, ce qui conduit à une modulation de la réponse transcriptionnelle et cytokinique. La dynamique des microtubules et la migration centripète des phagosomes sont profondément affectées par le virus. De façon inattendue, la protéine virale Vpr est impliquée dans ces perturbations, alors que Nef ne joue pas de rôle notable. Nos résultats indiquent que les composants intracellulaires de la machinerie de tri endosomal sont détournés par le compartiment viral dans les macrophages infectés. Par cette étude, nous avons donc identifié la protéine Vpr comme nouveau modulateur de la dynamique des microtubules et du trafic intracellulaire, entraînant ainsi une altération profonde de la maturation du phagosome et de la clairance bactérienne dans les macrophages infectés. Ce travail contribue à mieux comprendre l’établissement d’infections opportunistes chez les patients infectésPhagocytosis, a crucial function of macrophages, is composed of two well defined steps : the early step of internalization leading to phagosome formation and the late step of phagosome maturation. The immunodeficiency virus type I (HIV-1) infects macrophages, which disturbs theirs functions. The effects of HIV-1 infection are poorly characterized in this cell type compared to T lymphocytes. Previous results have already shown that the early step of internalization of large particles and bacteria are half blocked by Nef in HIV-1 infected primary macrophages and that the cytokine response is attenuated in infected patients. Thus, we have studied the effect of HIV-1 infection on the late step of phagocytosis : phagosome maturation and the resulting macrophage activation. We shown that HIV-1 impairs late phagocytic events affecting the phagosome maturation, as defined by late endocytic markers and hydrolases recruitment, and reactives oxygens species production. HIV-1 infected macrophages exhibited a basal preactivation but appeared unable to respond efficiently to phagocytic triggers leading to cytokine and transcriptional modifications. Centripetal migration of phagosomes and microtubule dynamics were deeply altered upon viral infection. Surprisingly, the Vpr viral protein was implicated in these pertubations, while Nef was not. Our results revealed that elements of the endosomal sorting machinery were hijacked to the virus-containing compartments in HIV-infected macrophages. With this study, we identify Vpr as a modulator of the microtubule dynamics and intracellular trafficking, leading to alterations in phagosome maturation and bacterial clearance in HIV-1 infected macrophages. This work contribute to better understanding of the establishment of opportunistic infections in HIV-infected patients
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Gouzy, Alexandre. "Étude de l'utilisation des acides aminés aspartate et asparagine dans la virulence de mycobacterium tuberculosis." Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2144/.
Full textAbstract:
La tuberculose tue plus d'un million de personnes par an à travers le monde et constitue la première cause de mortalité humaine due à un agent bactérien unique. L'agent étiologique de la tuberculose est Mycobacterium tuberculosis, un pathogène intracellulaire se répliquant à l'intérieur des macrophages dans une vacuole appelée le phagosome où l'accessibilité en nutriments est restreinte. Une meilleure compréhension des mécanismes par lesquels le bacille acquiert et assimile les nutriments de son hôte pourrait aider à développer de nouvelles stratégies pour combattre la tuberculose. Nous avons pu mettre en évidence que M. Tuberulosis exploite les acides aminés aspartate et asparagine pour assurer sa croissance au cours de l'infection par l'utilisation des transporteurs AnsP1 et AnsP2 et de l'asparginase AnsA. Ce travail révèle, pour la première fois, que les acides aminés sont une source d'azote majeure utilisée par le bacille tuberculeux au cours de l'infection et ouvre la voie pour l'identification de nouveaux antituberculeux ciblant l'assimilation des acides aminés par ce pathogène au cours du cycle infectieuxTuberculosis causes about 2 million dead per year in the worldwide and constitutes the first cause of human death due to a single bacterial pathogen. The etiologic agent of tuberculosis is Mycobacterium tuberculosis, a facultative intracellular pathogen who replicates inside macrophages in a specialized membrane-bound vacuole, the phagosome, whose pH is slightly acidic and where access to nutrients is limited. Understanding how the bacillus extracts and incorporates nutrients from its host may help develop novel strategies to combat tuberculosis. Here, we could demonstrate that M. Tuberculosis exploits the amino acids aspartate and asparagine as a major nitrogen source to support growth during infection through the transporters AnsP1 and AnsP2 and the asparaginase AnsA. This work provide the evidence, for the first time, that amino acids are major nitrogen providers during host colonization and thus pave the way to identify new antituberculous compounds targeting assimilation of amino acids by the bacterium upon infection
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Tancred, Linda. "Mechanisms of the intracellular survival of Francisella tularensis." Doctoral thesis, Umeå universitet, Klinisk bakteriologi, 2011. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-45869.
Full textAbstract:
Francisella tularensis is a gram-negative, highly virulent, intracellular bacterium which causes the zoonotic disease tularemia. The subspecies tularensis and holarctica are clinically important, and the former is the more virulent. The intracellular lifestyle of F. tularensis is not completely understood, but after uptake in monocytes, the bacterium escapes from the phagosome within hours and replicates massively in the cytosol. The escape is dependent on factors encoded by the Intracellular Growth Locus (igl) operon, located in the Francisella Pathogenicity Island, FPI. The thesis was aimed to clarify and understand the interaction of F. tularensis strains with the endosomal pathway of monocytic cells in general and the roles of the Igl proteins and the global regulator MglA for this interaction in particular. A focus has also been to elucidate the roles of reactive oxygen and nitrogen species for the intracellular host-parasite interaction. We show that mutants in the IglB, IglC, or IglD proteins or their regulator MglA of the live vaccine strain, LVS (subspecies holarctica), all demonstrated reduced replication rates and lowered cytopathogenicity compared to the wild type in a J774 mouse macrophage cell model. Colocalization with LAMP-1 was significantly increased for the IglC, IglD and MglA mutants compared to LVS. This indicated an impaired ability to escape into the cytoplasm, while at the same time they, like LVS, partly prevented fusion with lysosomes. IFN-γ activation of the J774 host cells prior to infection had a bactericidal effect on LVS and all of the mutants, though the cidal effect was significantly more pronounced for the mutants. Following IFN-γ activation, a majority of the mutant-containing phagosomesfused with lysosomeswhile LVS remained localized in the cytosol without significantly increased interactions with the endosomal pathway. Previous studies have revealed that IFN-γ activation of F. tularensis-infected macrophages leads to control of infection but conclusions about the importance of reactive nitrogen and oxygen species on bacterial killing are inconsistent. We found that the growth inhibition resulting from IFN-γ activation could not be attributed to an increased oxidative burst since PMA-induced superoxide production was still inhibited by LVS to the same extent as in non-activated macrophages. On the other hand, reactive nitrogen species may in part have contributed to the cidal effect. To further assess the role of reactive nitrogen species to the killing of F. tularensis, nitric oxide was administrated exogenously to J774 cells infected with LVS. This led to significant killing of intracellular LVS with a concomitant increased phagosomal localization and downregulation of the virulence gene regulator mglA. These effects were reversed by addition of a peroxynitrite decomposition catalyst. A spontaneous avirulent mutant of subspecies tularensis, strain FSC043, was previously demonstrated to provide protective immunity in mice. Here, microscopic analyses of the strain revealed an unusual intracellular localization with a delayed phagosomal escape. This may account for the low virulence, while at the same time FSC043 remains immunogenic and thereby confers protection. The igl operon is intact in strain FCS043 and we hypothesize that a defect in the FPI gene pdpC contributed to the observed phenotype. Altogether, this thesis work demonstrates the importance of the mglA and igl genes for the virulence of F. tularensis and specifically their important roles for a functional phagosomal escape and inhibition of the host cell oxidative burst. Also, addition of exogenous nitric oxide likely leads to formation of peroxynitrite intracellularly, a reactive molecule which confines the bacterium to the phagosome and confers a significant bactericidal effect on intracellular F. tularensis.
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Caution, Kyle J. "Legionella pneumophila and caspases: modulation of the actin cytoskeleton." The Ohio State University, 2015. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1449147516.
Full text
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Lang, Thierry. "Etude des interactions macrophage-bactérie cinétique des communications entre le phagosome contenant des bactéries pathogènes ou non pathogènes et les autres compartiments membranaires impliqués dans l'endocytose /." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37606952j.
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Lang, Thierry. "Etude des interactions macrophage-bacterie : cinetique des communications entre le phagosome contenant des bacteries pathogenes ou non pathogenes et les autres compartiments membranaires impliques dans l'endocytose." Paris 7, 1987. http://www.theses.fr/1987PA077126.
Full textAbstract:
Determiner si la pathogenicite de microbacterium avium s'exprime par une alteration du processus d'endocytose chez le macrophage de la moelle osseuse de souris. Caracterisation des echanges membranaires entre la surface cellulaire et les differents compartiments vacuolaires (pinosomes, endosomes, lysosomes) au cours de la pinocytose chez des macrophages non infectes ou infectes par une bacterie non pathogene (bacillus subtilis) ou pathogene (m. Avium)
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Botella, Hélène. "Étude du zinc et des ATPases de type P dans l'interaction entre Mycobacterium tuberculosis et les cellules hôtes." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1386/.
Full textAbstract:
Après infection d'une cellule hôte, telle qu'un macrophage, Mycobacterium tuberculosis (M. Tuberculosis) réside à l'intérieur d'un phagosome et est soumis aux actions cellulaires visant à l'éliminer. Afin de survivre et se multiplier, le bacille a développé des stratégies pour combattre ou contourner ces mécanismes bactéricides. Une étude portant sur l'interaction entre M. Tuberculosis et les cellules-hôtes, cellules dendritiques et macrophages, a révélé l'existence d'une famille de gènes mycobactériens fortement exprimés au cours de l'infection. Ces gènes codent pour des Ctp, protéines appartenant à la famille des ATPases de type PIB et prédites pour transporter des métaux de transition tels que Zn2+, Cd2+ ou Cu+. De façon complémentaire, la modulation de gènes cellulaires impliqués dans l'homéostasie du zinc a été mise en évidence. A partir de ces résultats, nous avons pu montrer qu'après infection par M. Tuberculosis se produit une libération massive de zinc à l'intérieur du macrophage, et qu'une partie de ce zinc s'accumule dans le phagosome. En réaction cet afflux massif de zinc, le bacille active les systèmes d'export du métal, dont l'ATPase de type P CtpC. En effet, un mutant inactivé dans le gène codant pour CtpC et très sensible au zinc et est atténué dans sa capacité à parasiter les macrophages. L'ensemble de ces résultats a pu être reproduit avec une souche sauvage et un mutant inactivé dans le gène codant pour l'ATPase de type P ZntA responsable de l'efflux du zinc chez Escherichia coli, suggérant que l'utilisation du zinc par les cellules immunitaires pour empoisonner les microorganismes est un mécanisme général de l'immunité innée antimicrobienneMycobacterium tuberculosis thrives within macrophages by residing in phagosomes and preventing them from maturing and fusing with lysosomes. A parallel transcriptional survey of intracellular mycobacteria and their host macrophages revealed signatures of heavy metal poisoning, in particular, mycobacterial genes encoding P-type ATPases CtpC, CtpG, and CtpV. These proteins are predicted to export heavy metals, such as Zn2+, Cd2+ or Cu+. In the host cell transcriptome, genes coding for metallothioneins and the zinc exporter ZnT1, were induced during infection. Consistent with this pattern of gene modulation, we observed a burst of free zinc inside macrophages, and Intraphagosomal zinc accumulation within a few hours postinfection. Zinc exposure led to rapid CtpC induction, and ctpC deficiency caused zinc retention within the mycobacterial cytoplasm, leading to impaired intracellular growth of the bacilli. Using a deficient strain of Escherichia coli in zntA, coding for its main zinc exporter, we obtained the same results of zinc accumulation and impairment of the growth in macrophages. Thus, the use of P1-type ATPases represents a M. Tuberculosis strategy to neutralize the toxic effects of zinc in macrophages. We propose that heavy metal toxicity and its counteraction might represent yet another chapter in the host-microbe arms race
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O'Brien, David Kenneth. "The Interactions of Clostridium Perfringens With Phagocytic Cells." Diss., Virginia Tech, 2003. http://hdl.handle.net/10919/27164.
Full textAbstract:
Clostridium perfringens is the most common cause of gas gangrene (clostridial myonecrosis), a disease that begins when ischemic tissues become contaminated with C. perfringens. C. perfringens quickly multiplies in ischemic tissues and spreads to healthy areas, leading to high levels of morbidity and mortality. As a species, the bacterium can synthesize thirteen different toxins. The alpha toxin (PLC) and perfringolysin O (PFO) are thought to be important virulence factors in gangrene. We wished to understand how C. perfringens is capable of avoiding killing by the host immune system, and determine if PLC and PFO play a role in this avoidance. We found C. perfringens was not killed by J774-33 cells or mouse peritoneal macrophages under aerobic or anaerobic conditions. Using electron microscopy, we showed that C. perfringens could escape the phagosome of J774-33 and mouse peritoneal macrophages. We believe the ability of C. perfringens to survive in the presence of macrophages is due to its ability to escape the phagosome. Using a variety of inhibitors of specific receptors, we identified those used by J774-33 cells to phagocytose C. perfringens. The scavenger receptor, mannose receptor(s), and complement receptor (CR3) were involved in the phagocytosis of C. perfringens. To determine if PFO or PLC were involved in the ability of C. perfringens to survive in the presence of macrophages, we constructed C. perfringens strains lacking these toxins. The ability of C. perfringens to survive in the presence of J774-33 cells is dependent on PFO, while survival in mouse peritoneal macrophages is dependent on PFO and PLC. The ability of C. perfringens to escape the phagosome of J774-33 cells and mouse peritoneal macrophages is mediated by either PFO or PLC. Using a mouse model, we found that PFO and PLC were necessary for C. perfringens to survive in vivo using infectious doses 1000 times lower than those required to initiate a gangrene infection. We propose that PFO and PLC play a critical role in the survival of C. perfringens during the early stages of gangrene infections, when phagocytic cells are present and bacterial numbers are low.Ph. D.
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Hara, Hideki. "Cytolysin-dependent escape of the bacterium from the phagosome is required but not sufficient for induction of the Th1 immune response against Listeria monocytogenes infection : distinct role of listeriolysin O determined by cytolysin gene replacement." Kyoto University, 2007. http://hdl.handle.net/2433/135771.
Full text
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Blocker, Ariel. "Analyse des interactions entre phagosomes et microtubules." Paris 11, 1995. http://www.theses.fr/1995PA112390.
Full textAbstract:
Le cytosquelette microtubulaire est une structure filamenteuse et dynamique qui participe a l'organisation des cellules, en particulier au positionnement des organelles intracellulaires. Il est requis dans de nombreuses etapes du routage des proteines via le transport vesiculaire, qu'il facilite par des mechanoenzymes, telles les moteurs microtubulaire kinesine et dyneine cytoplasmique. La phagocytose est l'engloutissement par des cellules d'autres cellules ou de particles de taille importantes (>0. 3 micron de diametre). Elle remplit diverses fonctions dans le monde vivant. Chez les vertebres, il existe des cellules specialisees dans la phagocytose, les leukocytes phagocytiques, et parmi eux les macrophages. Les macrophages sont specialises dans le ramassage et la destruction des microbes qui tentent de coloniser notre corps. Ils sont donc essentiels a l'elaboration d'une reponse immunitaire appropriee. Dans ces cellules, le processus de la phagocytose peut etre divise en quatre etapes principales: la liaison de la particule, son internalisation, la neutralisation du microbe, sa degradation et sa presentation antigenique, qui a lieu apres de multiples interactions avec les organelles de la voie endocytotique. Je me suis interessee aux etapes terminales de la phagocytose. Le modele utilise pour ce travail fut l'internalisation de billes de latex de 1 micron dans la lignee j774 de macrophages murins. J'ai montre que les microtubules sont requis pour la maturation des phagosomes afin de faciliter leurs interactions avec les organelles de l'endocytose, ces dernieres etant deja connues comme interagissant directement avec le cytosquelette microtubulaire. J'ai montre de surcroit que les phagosomes se deplacent lineairement sur des distances de plusieurs microns a l'interieur des cellules, essentiellement de maniere centripete mais aussi centrifuge, et que ce mouvement est ph- et microtubule-dependant. J'ai elabore un systeme in vitro qui mesure la liaison de phagosomes purifies aux microtubules. J'ai montre que cette liaison statique est decrue par la maturation des phagosomes, vraisemblablement via la regulation de proteines membranaires de ces organelles et qu'elle depend d'un facteur thermosensible de type map (microtubule-associated protein) d'environ 150 kd. Dans un second systeme in vitro tres similaire au premier, j'ai reconstitue la motilite des phagosomes le long de microtubules a polarite marquee. En utilisant ce systeme j'ai montre que les phagosomes se deplacent bidirectionnellement le long des microtubules a des vitesses approchant 1 micron/sec. La motilite des phagosomes s'accroit avec leur maturation et est due a la dyneine cytoplasmique ainsi qu'a un moteur ayant la capacite de mouvoir ces organelles vers l'extremite plus des microtubules et les caracteristiques pharmacologiques d'une kinesine. Je presente en conclusion comment ces systemes in vitro peuvent servir a l'avenir pour comprendre la regulation de la motilite des organelles le long des microtubules, a etudier la biophysique de ce processus et a adresser le role de la dynamique des microtubules dans ce phenomene
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Maurin, Max. "Rôle du pH phagolysosomial dans l'action des antibiotiques sur les bactéries intracellulaires." Paris 7, 1994. http://www.theses.fr/1994PA077067.
Full textAbstract:
L'absence d'activité d'un antibiotique sur un microorganisme à vie intracellulaire peut correspondre à son incapacité à pénétrer dans la cellule eucaryote, a une localisation subcellulaire différente de celle du microorganisme considéré, ou à une inactivation intracellulaire de l'antibiotique. Nous avons testé l'hypothèse d'une inactivation des antibiotiques dans le milieu phagolysosomial acide, à travers deux modèles de bactéries vivant dans ce compartiment cellulaire ; staphylococcus aureus et coxiella burnetii. Nous avons vérifié dans un premier temps la possibilité d'alcaliniser le ph phagolysosomial par l'utilisation d'agents lysosomotropes. Nous avons ensuite démontré l'effet bactéricide de l'association des agents lysosomotropes aux antibiotiques, alors que ni les agents lysosomotropes ni les antibiotiques n'étaient bactéricides isolement. L'alcalinisation phagolysosomiale est le mécanisme par lequel les agents lysosomotropes ont rétabli l'activité des antibiotiques. Nous avons par ailleurs élaboré un nouveau modèle expérimental d'endocardite à staphylococcus aureus chez le cobaye. Du fait de la méthodologie utilisée, ce modèle est plus proche de l'endocardite sur valve native. Notre but final est de créer un modèle d'endocardite à coxiella burnetii. Ce modèle permettrait notamment de tester in vivo l'activité de l'association des agents lysosomotropes aux antibiotiques.
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Horth, Cynthia. "Effect of Nramp1 on maturation of phagosomes containing Leishmania donovani." Thesis, McGill University, 2005. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=84039.
Full textAbstract:
Nramp1 is a membrane transporter that is essential for mouse resistance to infection with intracellular pathogens Mycobacterium, Salmonella and Leishmania. It is expressed in the lysosomal compartment of macrophages and is recruited to the phagosomal membrane after phagocytosis with kinetics similar to the lysosomal protein Lamp1. The Nramp1 effect on resistance/susceptibility to Leishmania infection is observed by counting the number of parasites in livers from infected mice. The mechanism by which Nramp1 limits liver replication of Leishmania is still unknown. The goal of the work presented was to explore the effect of Nramp1 on maturation of Leishmania parasitophorous vacuoles in macrophages ex vivo using primary macrophages isolated from Nramp1+/+ or isogenic Nramp1-/- mice infected with Leishmania. Immunofluorescence was used to monitor the kinetics of association of markers for different intracellular compartments with Leishmania vacuoles. The markers Lamp1, cathepsin D and M6PR were used together with Nramp1. No difference in the maturation kinetics of Leishmania vacuole was observed between Nramp1+/+ and Nramp1-/- macrophages for all markers and all times post-infection. In addition, the infection rate and multiplication of Leishmania monitored in infected macrophages ex vivo were not significantly different between Nramp1+/+ and Nramp1-/- cells in contrast to infected livers. Thus, the mechanism by which Nramp1 suppresses Leishmania replication should be further studied directly in vivo in infected livers from Nramp1+/+ and Nramp1-/- mice.
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Okai, Blessing. "The role of Rab14 in the maturation of macrophage phagosomes containing Candida albicans." Thesis, University of Aberdeen, 2014. http://digitool.abdn.ac.uk:80/webclient/DeliveryManager?pid=214847.
Full textAbstract:
The virulence of the opportunistic fungal pathogen Candida albicans is in part due to its ability to switch between a yeast and hyphal form; permitting physical rupture and escape from macrophages after phagocytosis. This interesting feature makes C. albicans a good model organism to study in the context of phagosome maturation and in particular, the role of the small GTPase Rab14 in this process. Rab14 is recruited to bacterial phagosomes containing Chlamydia trachomatis (Capmany & Damiani, 2010) and Mycobacterium bovis BCG (Kyei et al, 2006) and aids their survival in macrophages but its role in phagosomes containing fungal pathogens is not known. Here, an important role for Rab14 in protecting macrophages against hyphal mediated lysis by C. albicans is demonstrated. Macrophages were transfected to express eGFP-Rab14, or dominant negative variants (eGFP-Rab14 S25N and eGFP-Rab14N124I); or were transfected with anti-Rab14 siRNA; then infected with live C. albicans and observed using sophisticated live cell imaging and analysis tools. Phagosomes containing live C. albicans became transiently Rab14-positive within 2 minutes following engulfment. Interestingly, a prolonged retention of Rab14 on phagosomes depended on C. albicans morphology. Phagosomes containing hyphal forms retained Rab14 for twice as long as for phagosomes containing the yeast form. Depletion of endogenous Rab14 did not affect macrophage migration towards C. albicans, the rate of engulfment or acquisition of markers of early phagosome maturation to phagosomes containing C. albicans. Furthermore, reduced Rab14 expression did not influence the kinetics of Rab5 localisation to phagosomes in macrophages that were co-transfected. Importantly, partially depleting Rab14 delayed the appearance of late phagosome maturation indicators LAMP1 and activated cathepsin in phagosomes containing live C. albicans.Rab14 knockdown was associated with a significant increase in macrophage killing by C. alibica The data presented in this thesis demonstrate the dynamic relationship between host and pathogen which can be visualised in real time at the level of individual phagosomes. Rab14 plays an important role during phagosome maturation which impacts on the later stages of phagosome maturation and is important for phagocyte survival after phagocytosis of C. albicans.
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Lührmann, Anja. "Analyse der Reifung von Afipien- und Rhodokokken-enthaltenden Phagosomen in Makrophagen." [S.l.] : [s.n.], 2002. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=966000323.
Full text
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Marie-Anaïs, Florence. "Mécanismes de formation et de fermeture des phagosomes dans les macrophages." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2016. http://www.theses.fr/2016USPCB072/document.
Full textAbstract:
La phagocytose est un mécanisme cellulaire essentiel de l’organisme. Elle joue un rôle à la fois dans le maintien de l’homéostasie tissulaire mais également dans le système immunitaire. Ce processus, réalisé par des cellules phagocytaires, telles que les cellules dendritiques, les polymorphonucléaires neutrophiles ou les macrophages, permet l’ingestion et l’élimination quotidienne de particules de grandes tailles (>0,5 µm) : bactéries, champignons ou débris cellulaires. Il est induit par de nombreux récepteurs phagocytaires tels que les récepteurs aux fragments cristallisables des immunoglobulines (FcR) et les récepteurs au complément (CR3). Ceux-ci induisent des cascades de signalisation différentes mais aboutissant, toutes deux, à un remodelage du cytosquelette d’actine et de la membrane plasmique. Il y alors formation d’une coupe phagocytaire entourant et enfermant la particule à internaliser dans un compartiment clos appelé phagosome. Alors que de nombreuses études ont permis de disséquer l’organisation des coupes phagocytaires induites par les FcR, le mécanisme de fermeture des phagosomes n’était pas élucidé. Par ailleurs, les mécanismes moléculaires impliqués dans la formation des phagosomes suite à l’engagement des CR3 sont moins bien décrits. Au cours de ce travail, nous avons analysé le rôle de la dynamine 2, une GTPase impliquée dans les mécanismes de fission des vésicules d’endocytose, au cours de la formation et de la fermeture des phagosomes. Nous avons utilisé un système expérimental original utilisant la microscopie à ondes évanescentes pour montrer, que la dynamine 2 est recrutée avec l’actine dans les coupes phagocytaires en formation et qu’elle s’accumule au site de fermeture des phagosomes dans des macrophages vivants. L’inhibition de son activité GTPase induit une inhibition de l’efficacité de phagocytose et un défaut de la dynamique de l’actine lors de l’extension des coupes phagocytaires. De façon surprenante, la dépolymérisation de l’actine conduit à un défaut de recrutement de la dynamine 2 au site de la phagocytose mettant en évidence une régulation croisée entre la dynamine 2 et l’actine. Enfin cette étude a montré que la dynamine 2 joue un rôle critique dans la scission du phagosome. Dans un second temps, nous avons initié l’étude des mécanismes impliqués dans la régulation de l’activité du récepteur au complément CR3. L’activation de ce récepteur phagocytaire, qui fait partie de la famille des intégrines, requiert un ancrage à l’actine nécessaire à la signalisation vers la polymérisation d’actine et à la formation des coupes phagocytaires. L’ensemble de ces résultats contribue à une meilleure connaissance des mécanismes moléculaires fins impliqués dans la phagocytosePhagocytosis is an important cellular mechanism. It plays a role in both the maintenance of tissue homeostasis and in the immune system. This process, performed by phagocytic cells, including dendritic cells, polymorphonuclear neutrophils or macrophages, enables daily ingestion and elimination of large particles (> 0.5 microns) e.g. bacteria, fungi or cellular debris. It is induced by many phagocytic receptors such as the receptors for crystallizable fragments of immunoglobulins (FcR) and complement receptor (CR3). These receptors induce different signaling cascades but ultimately lead to a remodelling of the actin cytoskeleton and the plasma membrane. Next there is the formation of a phagocytic cup which surrounds and encloses the ingested particle in a closed compartment called the phagosome. While many studies have dissected the phagocytic cup organization induced by the FcR, the mechanism of phagosome closure was not understood. Furthermore, the molecular mechanisms involved in phagosome formation following CR3 engagement are less well described. In this work, we analyzed the role of dynamin 2, a GTPase involved in fission mechanisms of endocytosis vesicles, and in the formation and closure of phagosomes. We used an original experimental system using the total internal reflection fluorescence microscopy (TIRFM) to show that dynamin 2 is recruited with actin during phagocytic cup formation and accumulates at the site of phagosome closure in living macrophages. The inhibition of its GTPase activity induced an inhibition of phagocytosis and a defect in actin dynamics during pseudopod extension. Surprisingly, the depolymerization of actin lead to a defective recruitment of dynamin 2 at the phagocytic site showing there is a cross-regulation between dynamin 2 and actin. Finally, this study showed that dynamin 2 plays a critical role in the scission of the phagosome. Secondly, we initiated the study of the mechanisms involved in regulating the activity of the complement receptor CR3. Enabling this phagocytic receptor, part of the integrin family, requires anchoring actin which is necessary for signaling to the actin polymerization and the formation of phagocytic cups. All these results contribute to a better understanding of the molecular mechanisms involved in phagocytosis purposes
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Lyall, Natalie. "The role of RAB2 in the maturation of macrophage phagosomes containing Candida albicans." Thesis, University of Aberdeen, 2018. http://digitool.abdn.ac.uk:80/webclient/DeliveryManager?pid=238253.
Full textAbstract:
Phagosome maturation is a dynamic process involving the engulfment and degradation of pathogens by phagocytic cells. However, several pathogens have employed mechanisms that facilitate their survival and escape from the phagosome. The fungal pathogen, Candida albicans, is capable of switching from yeast to hyphal form to facilitate its pathogenicity and escape from the phagosome. Rab GTPases are key regulators in phagosome maturation by mediating interactions with the endocytic pathway and leading to biogenesis of the phagolysosome. The temporal localisation dynamics of Rab2 on maturing phagosomes containing live C. albicans was investigated. Live-cell imaging revealed green fluorescent protein (GFP)-tagged Rab2 was recruited to C. albicans-containing phagosomes. Rab2 appeared on phagosomes within 2 min following complete engulfment of C. albicans. Rab2 persisted transiently on macrophage phagosomes and this correlated with the length of C. albicans hyphae at the time of uptake, suggesting C. albicans morphology modulates Rab2 localisation dynamics. Expression of dominant negative or dominant active Rab2 did not affect macrophage migration, the rate of engulfment or phagosome acidification during the early stages of phagosome maturation. Furthermore, altered expression of Rab2 did not interfere with C. albicans ability to escape from and kill macrophages, suggesting Rab2 is not involved in the outcome of the host-pathogen interaction. However, altered expression of Rab2 reduced the acquisition of the late-stage phagosome maturation markers, cathepsin B and LAMP1, suggesting Rab2 impacts upon phagosome-lysosome fusion. Finally, the uptake of other particles by macrophages revealed Rab2 recruitment, as well as localisation dynamics on phagosomes, may be cargo-dependent. Through the use of live-cell imaging, real-time dynamics of phagosome biogenesis in live cells was examined, offering unique insight at the host-pathogen interface.
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Lawand, Myriam. "Rôle des transporteurs de peptides dans la présentation antigénique par les cellules dendritiques." Thesis, Paris 5, 2014. http://www.theses.fr/2014PA05T053.
Full textAbstract:
Les cellules dendritiques (DCs) sont des cellules spécialisées dans la présentation de l'antigène aux lymphocytes (CPAs), capables d'initier des réponses immunitaires adaptatives et ce sont également les acteurs majeurs de la présentation croisée des antigènes exogènes par le complexe majeur d’histocompatibilité de classe I (CMH-I). Les mécanismes moléculaires et cellulaires de la présentation croisée ont beaucoup été étudiés, mais des questions importantes restent à élucider. Notre laboratoire a précédemment montré que la pré-incubation à basse température des DCs déficientes pour TAP (transporter associated with antigen processing) normalise l’expression de molécules du CMH-I à la surface et la présentation croisée des antigènes phagocytés par une voie dépendante du protéasome, suggérant que les phagosomes pourraient être dotés d’un transporteur alternatif pour importer les peptides générés dans le cytosol par le protéasome. Comme la source de CMH-I chargés par cette voie reste incertaine, il est possible que le rôle de TAP dans la présentation croisée des antigènes phagocytés soit indirect et limité à fournir les molécules de CMH-I disponibles pour un chargement pendant leur recyclage. Ainsi, notre objectif était de déterminer le rôle exact de TAP dans le transport de peptides à l'intérieur du phagosome et d'évaluer le rôle de TAP-L (TAP-like), un transporteur lysosomal ATP-dépendant avec une fonction putative dans la présentation antigénique. Nous avons mis au point une technique de transport des peptides par cytométrie en flux (phagoFACS) et montré que TAP est présent dans les phagosomes des DCs et est capable de transporter des peptides ayant une forte affinité pour TAP d'une manière ATP-dépendante. Cette technique permet l'exclusion des phagosomes ayant un défaut d’intégrité membranaire, obtenus lors de la préparation des phagosomes, et apporte une preuve directe de l'accumulation du peptide à l'intérieur des phagosomes. Les paramètres affectant cette accumulation sont la maturation phagosomale et la présence de molécules CMH-I liant le peptide. De façon surprenante, en l'absence de TAP, le peptide SIINFEKL dérivé de l’ovalbumine ayant une affinité intermédiaire pour TAP est transporté de manière ATP-dépendante dans le phagosome. Ceci est cohérent avec l’hypothèse suggérant la présence d'un autre transporteur de peptide dans les phagosomes des DCs. Nous avons utilisé la même technique pour évaluer la fonction physiologique de TAP-L dans le transport de peptides et montré que TAP-L est présent dans les phagosomes et serait responsable de l’import de peptides dans ces vésicules. Nos résultats suggèrent aussi que TAP-L semble jouer un rôle dans la présentation croisée des antigènes phagocytés à basse température. Ceci a été observé dans des DCs déficientes pour TAP et TAP-L, indiquant que les deux transporteurs pourraient coopérer pour assurer l’import des peptides dans les phagosomes. Nous avons également pu démontrer un rôle de TAP-L dans la présentation de l’antigène par CMH-II. Ces résultats nous encouragent à explorer les mécanismes sous-jacents à ces fonctions pour comprendre la contribution relative de chaque transporteur de peptides dans la présentation antigéniqueDendritic cells (DCs) are potent antigen-presenting cells, capable of activating resting T cells and of initiating primary and stimulating memory immune responses. DCs can efficiently use internalized antigens for presentation by major histocompatibility class I (MHC-I) molecules: a phenomenon referred to as “cross-presentation.” Cross-presentation is important in priming of CD8+ T-cell responses to a variety of pathogens and to tumors as well as in immune tolerance to self and in autoimmunity. The molecular and cell biological mechanisms underlying cross-presentation have been studied intensively but important issues remain unclear. Our laboratory has previously shown that the pre-incubation of TAP-deficient DCs at low temperature normalized surface MHC-I expression and cross-presentation of phagocytosed antigens in a proteasome-dependent pathway. This suggested that phagosomes might harbor an alternative peptide transporter to import peptides generated by cytosolic proteasome complexes. As the source of MHC-I loaded in this pathway remains unclear, it is possible that the principal or partial role of TAP in proteasome-dependent cross-presentation of phagocytosed antigens is to provide recycling cell surface class I molecules. Our aim was to assess the exact role of TAP in peptide transport into phagosomes and to examine the role of the transporter associated with antigen processing-like (TAP-L), a lysosomal transporter with a putative function in antigen presentation. We have developed an assay of peptide transport using flow cytometry (phagoFACS) and shown that TAP is present in DC phagosomes and capable of transporting at least peptides with high affinity to TAP in an ATP-dependant manner. Using this assay, which allowed for eliminating background due to leaky vesicles, we were able to provide direct evidence of peptide accumulation inside phagosomes. ATP-dependant peptide accumulation inside phagosomes was affected by phagosomal maturation and by the presence of a peptide-binding MHC class I-molecule. Surprisingly, in the absence of TAP, another peptide transporter may be able to transport a peptide with intermediate affinity to TAP, namely the ovalbumin peptide SIINFEKL, in an ATP-dependant manner. We used the same technique to assess the function of TAP-L in peptide transport and found that TAP-L may be involved in peptide import into phagosomes. Additional results suggest that TAP-L plays a role in MHC-II presentation and cross-presentation of phagocytosed antigens at low temperature. The latter was shown in DCs lacking both transporters, suggesting that TAP and TAP-L might cooperate to ensure peptide import into phagosomes. The mechanisms underlying these functions should be explored to understand the relative contribution of each peptide transporter to antigen presentation
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Holm, Åsa. "Leishmania donovani lipophosphoglycan : effects on actin and phagosomal maturation /." Linköping : Univ, 2003. http://www.bibl.liu.se/liupubl/disp/disp2003/med800s.pdf.
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Keller, Steve [Verfasser], and Holger [Akademischer Betreuer] Kress. "Abhängigkeit des phagosomalen Transportes von der Größe des Phagosomes / Steve Keller ; Betreuer: Holger Kress." Bayreuth : Universität Bayreuth, 2019. http://d-nb.info/1190170892/34.
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Dixon, Claire Marie. "Investigation of phagosomal compartments and prey digestion in protozoan predators." Thesis, Lancaster University, 2010. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.551660.
Full textAbstract:
Protozoan grazing is commonly recognised as a major factor in shaping the structure and composition of bacterial communities. However, the complexity in the relationship between these predators and their prey means that ingestion of bacteria is not always coupled with complete digestion. A large number of factors are thought to be involved in determining the outcome of an ingestion event, and is highlighted by the fact that there is a large amount of inconsistency in the literature regarding the digestibility of prey types. Protozoan phagosome processing is poorly understood - which in turn makes it difficult to explain why and how differential digestion of prey occurs. Summation of the research into phagocytosis highlights two main implications for protozoan research. Firstly, in comparison to other phagocytic cell types, particularly macrophage and Dictyostelium discoideum, research in protozoan cells is out-dated, and therefore limited. Secondly, this lag in research means that gaps in the knowledge of protozoan phagosome processing are often filled with information from other model phagocytes; but are they comparable? This study firstly aimed to increase our understanding of phagosome processing by profiling changes in phagosome pH and size over time. Initially attempts were made to update research focusing on the pH profile in protozoa. However, work with both direct and indirect methods, previously utilised in other phagocytic cell types, failed to produce an effective assay for ,pH profiling in ciliates. Therefore, the main conclusions of this work explored the methodological considerations required when working with ciliated protozoa and the transferability of techniques between evolutionary distant phagocytic organisms. This research then progressed to assaying phagosome size over time as a measure of phagosomal processing. Results challenged the current beliefs regarding phagosome processing and produced a new model of phagosome sizing over time. Furthermore, utilising the sizing profile, as a relatively simple measure of phagosome processing events, factors that could potentially lead to an altered outcome were investigated. In this way, the pre-culture conditions of both predator and prey were shown to be significant in affecting phagosome processing. The next study examined the experimental variability that may be affecting the perceived outcome of digestion; rather than the events at the processing level. Specifically, by focusing on the digestibility of prey types as a function of the number of prey cells per phagosome it was shown that this latter parameter could alter the probability of prey digestion, with complete digestion of phagosomal contents being more likely if <6 prey cell contained. Finally, an in silico investigation aimed to take a holistic view to get a measure of how relevant and valid comparisons between phagocytic cell types are. Specifically, by analysing the proteins of a known phagosomal component, the V-ATPase enzyme. This work suggested that care must be taken when drawing general comparisons regarding phagocytosis and future work should strive to incorporate a larger number of protozoan and prey types. Overall the results of this study add further support to the idea that the relationship between prey and protozoan predators is one which has many layers of complexity which in turn has implications for nutrient transfer in environmental models.
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Pretat, Lionel. "Trafic intracellulaire de bactéries intracellulaires au sein des macrophages." Aix-Marseille 2, 2009. http://www.theses.fr/2009AIX20721.
Full textAbstract:
De nombreuses bactéries pathogènes possèdent un mode de vie intracellulaire qui les met à l’abri de la réponse immune. On distingue les bactéries intracellulaires facultatives, capables de se multiplier hors des cellules, des bactéries intracellulaires strictes, qui ne peuvent survivre que dans leurs cellules hôtes. Différents types cellulaires peuvent être infectés par les bactéries intracellulaires mais les cellules myéloïdes sont des hôtes privilégiés de ces bactéries. Les macrophages jouent un rôle essentiel dans la mise en place de la réponse immune, étant à la fois initiateurs et effecteurs de la lutte antibactérienne. Initiateurs puisque, dès la pénétration de la bactérie dans l’organisme, certaines fonctions du macrophage telles que le chimiotactisme, la phagocytose et la production de cytokines sont activées. Ces fonctions constituent l’immunité naturelle. Les macrophages sont aussi initiateurs de la réponse immune spécifique puisqu’ils présentent l’antigène aux lymphocytes T. Grâce à des molécules de costimulation, ils activent les lymphocytes T qui acquièrent alors la capacité de produire des cytokines essentielles dans la lutte contre les microorganismes intracellulaires. Ces cytokines d’origine lymphocytaire, et en particulier l’interféron gamma (IFN-), activent à leur tour le potentiel microbicide des macrophages qui deviennent de puissants effecteurs de la lutte antibactérienne. Tandis que nombre de germes extracellulaires sont détruits par les macrophages avant même l’activation de l’immunité adaptative, l’élimination des microorganismes intracellulaires nécessite la coopération entre les macrophages et les lymphocytes T. Les puissantes capacités lytiques des macrophages activés nécessitent d’être finement régulées. Ainsi, le macrophage est en permanence soumis à l’action de cytokines activatrices et inhibitrices, de diverses origines cellulaires, agissant de façon autocrine et/ou paracrine. Ces cytokines constituent un réseau complexe qui contrôle l’état d’activation des macrophages. La capacité phagocytaire des macrophages et leur longue durée de vie en font des hôtes privilégiés pour les microorganismes à développement intracellulaire. Ainsi, de façon paradoxale, les bactéries intracellulaires résident principalement dans des cellules normalement destinées à les détruire. Pour survivre et se multiplier dans des cellules hôtes dotées d’un tel pouvoir lytique, les agents pathogènes ont donc été contraints d’élaborer divers mécanismes d’échappement à la réponse immunitaire. De nombreuses étapes de l’activation des macrophages sont ainsi susceptibles d’être affectées. Les bactéries intracellulaires peuvent moduler l’activation des monocytes/macrophages en induisant la synthèse de cytokines inhibant leurs propriétés microbicides. Elles peuvent également altérer le trafic intracellulaire et se retrouver alors dans une vacuole permettant leur survie et leur développement. L’objectif de ma thèse est d’étudier les mécanismes mis en place par des agents pathogènes tels que Tropheryma whipplei et Coxiella burnetii pour bloquer la maturation du phagosome dans lequel elles survivent.
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Czora, Kathrin [Verfasser]. "Charakterisierung ausgewählter Proteine des Phagosoms von Tetrahymena thermophila auf proteinbiochemischer und molekularbiologischer Ebene / Kathrin Czora." Wuppertal : Universitätsbibliothek Wuppertal, 2014. http://d-nb.info/1056818476/34.
Full text
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Lê-Bury, Gabrielle. "Infection des macrophages par le VIH-1 : facteurs moléculaires impliqués dans la production virale et dans le développement de bactéries opportunistes The HIV-1 protein Vpr impairs phagosome maturation by controlling microtubule-dependent trafficking Pronounced stealth phenotype and differential pyroptosis induction by invasive Salmonella Typhimurium revealed by coinfection of human macrophages with HIV Role of Solute Carriers in efficient HIV-1 production by human macrophages." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCB094.
Full textAbstract:
Le Virus de l'Immunodéficience Humaine de type 1 (VIH-1) infecte les macrophages. Contrairement aux lymphocytes T CD4+, les macrophages résistent aux effets cytotoxiques du virus et représentent un réservoir pour ce pathogène. Dans ces cellules, le virus est produit et stocké dans un compartiment intracellulaire spécifique appelé VCC (Virus-Containing Compartment). Ce compartiment à pH neutre, transitoirement connecté à la membrane plasmique, reste cependant très peu caractérisé. Par ailleurs, le VIH-1 induit une perturbation des fonctions des macrophages, permettant ainsi le développement de bactéries opportunistes, telles que des souches particulières de Salmonella Typhimurium. Nous avons étudié en particulier des souches de Salmonella Typhimurium invasives non typhiques qui se sont développées, chez des patients séropositifs. Les objectifs de ma thèse ont donc été d'étudier, dans les macrophages primaires humains, les facteurs moléculaires impliqués dans la production du VIH-1 et le développement de souches invasives de Salmonella Typhimurium. Dans un premier temps, j'ai contribué à étudier les effets de l'infection par le VIH-1 sur les fonctions des macrophages. Leur fonction majeure est la phagocytose qui est un mécanisme de défense contre les pathogènes permettant leur internalisation et leur dégradation. Il avait déjà été montré au laboratoire que l'étape d'internalisation était en partie inhibée par le facteur de virulence Nef dans les macrophages infectés. Dans ce travail, nous avons montré que l'infection de ces cellules par le VIH-1 inhibe également la maturation des phagosomes, mais via la protéine virale Vpr. Nous avons aussi mis en évidence que le VIH-1 conduit le macrophage dans en état de pré-activation, mais empêche la cellule de répondre à un stimulus ultérieur comme une surinfection bactérienne. Dans un second temps, j'ai participé à l'étude des coinfections entre VIH-1 et les bactéries Salmonella Typhimurium invasives, qui ont émergé avec l'infection par le virus, en comparaison avec des souches de référence. Ce travail nous a permis de montrer que les bactéries, pour leur survie, n'exploitent pas le compartiment viral dans les macrophages co-infectés. J'ai ensuite observé que la souche invasive de Salmonella Typhimurium induit moins de mort cellulaire par pyroptose qu'une souche de référence. J'ai alors déterminé les voies de signalisation en amont de cette mort cellulaire qui est associée à un mécanisme inflammatoire. Ainsi, j'ai mis en évidence que la souche invasive de Salmonella détourne les mécanismes de pyroptose et survit mieux dans les macrophages, ce qui pourrait expliquer la dissémination observée chez les patients. Enfin, j'ai initié l'étude de nouveaux facteurs cellulaires impliqués dans la production virale par les macrophages. À la suite d'une analyse transcriptomique sur des macrophages primaires humains infectés ou non par le VIH-1, nous avons identifié un nombre important de transporteurs membranaires appelés SLC (Solute Carrier) dont l'expression est modulée par l'infection. Après la sélection de candidats, j'ai pu mettre en évidence que certains de ces SLC étaient importants pour la production virale par les macrophages. En conclusion, l'ensemble de ces travaux contribue à définir comment le VIH-1 infecte les macrophages et diminue leurs fonctions d'activation et de clairance, et comment se développent des bactéries opportunistes pathogènesHuman Immunodeficiency Virus type 1 (HIV-1) infects macrophages. In contrast to CD4+ T cells, macrophages are resistant to the cytotoxic effects of the virus and represent a reservoir for the pathogen. In these cells, the new virions are produced and stored in a specific intracellular compartment called Virus-Containing Compartment (VCC). This non-acidic compartment, transiently connected to the plasma membrane, remains poorly characterized. In addition, HIV-1 induces an alteration of macrophage function, allowing the development of opportunistic bacteria, such as specific strains of Salmonella Typhimurium. In particular, we studied invasive non-typhoidal Salmonella Typhimurium (iNTS) strains that developed in HIV-positive patients. The aims of my thesis have been to identify the molecular factors involved in the production of HIV-1 in primary human macrophages and to study the development of the invasive strains of Salmonella Typhimurium. First, I participed in studying the effects of HIV-1 infection on macrophage function. Their main role is phagocytosis, which is a defense mechanism enabling internalization and degradation of pathogens. It has previously been shown in the host laboratory that in HIV-1 infected macrophages, the internalization step is partially inhibited by the virulence factor Nef. In this work, we have shown that the infection of these cells by HIV-1 also inhibits the maturation of phagosomes, in this case, via the viral protein Vpr. Further, we have demonstrated that HIV-1 leads to a pre-activation state of the macrophage, while preventing the cell from responding to subsequent stimuli, such as bacterial superinfection. Secondly, I studied the coinfections between HIV-1 and an invasive strain of Salmonella Typhimurium that was compared to reference strains. This work demonstrated that bacteria do not hijack the viral compartment for their survival in co-infected macrophages. Additionally, the invasive strain of Salmonella Typhimurium was observed to induce less cell death by pyroptosis than a reference strain. The signaling pathways upstream of this cell death were determined to be associated with an inflammatory mechanism. Hence, it was demonstrated that the invasive strain of Salmonella hijacks the mechanism of pyroptosis to survive in macrophages. This may explain the dissemination observed in patients. Finally, a study of new cellular factors involved in viral production in macrophages was conducted. Following a transcriptomic analysis of human primary macrophages infected, or not, with HIV-1, we identified a large number of membrane transporters called SLC (Solute Carrier) whose expression was modulated by the infection. After selecting some of the candidates for further study, I have demonstrated that some of these SLCs are important for viral production in macrophages. In conclusion, this work contributes to defining how HIV-1 infects macrophages and disturbs their activation and clearance functions, and how opportunistic pathogenic bacteria develop
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Kühnel, Mark Philipp. "Biology of mycobacteria containing phagosomes acidification, fusion and actin nucleation ; with an emphasis on Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis /." [S.l.] : [s.n.], 2002. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=966096770.
Full text
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Peyron, Pascale. "Etude des voies d'entrée des mycobactéries dans les neutrophiles et de l'inhibition de la fusion entre phagosomes et lysosomes." Toulouse 3, 2001. http://www.theses.fr/2001TOU30070.
Full text
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Grosz, Magdalena [Verfasser], and Thomas [Gutachter] Rudel. "Identification of phagosomal escape relevant factors in Staphylococcus aureus infection / Magdalena Grosz ; Gutachter: Thomas Rudel." Würzburg : Universität Würzburg, 2015. http://d-nb.info/1119710197/34.
Full text
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Lindmark, Maria. "Regulation of phagocytosis and phagolysosome fusion in human leukocytes /." Linköping : Univ, 2003. http://www.bibl.liu.se/liupubl/disp/disp2003/med818s.pdf.
Full text
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Dupieux, Céline. "Mécanismes de pathogénie intracellulaire des Straphylococcus aureus hypervirulents au cours de l'infection osseuse." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1107.
Full textAbstract:
Staphylococcus aureus est capable d’être internalisé par les cellules eucaryotes, notamment au cours des infections osseuses, puis d’induire la mort de la cellule. Deux principaux mécanismes ont été décrits comme associés à la cytotoxicité de S. aureus : l’échappement phagosomal et le détournement de l’autophagie. Nous avons exploré ces deux mécanismes et le rôle de plusieurs toxines staphylococciques majeures (alpha-toxine (Hla), phenol-soluble modulins (PSM), bêta-toxine (Hlb)) dans la mort cellulaire, grâce à un modèle in vitro d’infection intracellulaire et des mutants isogéniques. L’échappement phagosomal nécessitant l’expression d’Hlb, inactivée par l’insertion d’un phage chez la majorité des souches cliniques, nous avons testé l’hypothèse d’une excision de ce phage induite par le stress intracellulaire. Nous avons montré que la restauration de l’expression d’Hlb par excision du phage existe de manière spontanée mais n’est pas induite par le passage intracellulaire et n’est pas associée à une hausse de la cytotoxicité. Dans un second temps, nous avons exploré la cytotoxicité d’une souche de S. aureus hypervirulente et avons montré qu’elle est associée à un détournement de l’autophagie via l’inhibition de la fusion autophagosome-lysosome, ceci étant associé à l’expressions des PSMa. Au contraire, Hla, les PSMß et la d-toxine ne semblent jouer aucun rôle intracellulaire chez les S. aureus hypervirulents. Enfin, nous avons mis en évidence que, dans un autre fond génétique de S. aureus, associé au pied diabétique, la cytotoxicité est principalement liée à la capacité de multiplication intracellulaire de la souche, modulée par la présence d’un phageStaphylococcus aureus is able to invade eukaryotic cells, in particular during bone infections, and induce cell death. Two mechanisms have been described as associated with S. aureus cytotoxicity: phagosomal escape and autophagy subversion. We investigated these two mechanisms and the respective roles of several staphylococcal toxins, alpha-toxin (Hla), phenol-soluble modulins (PSMs) and beta-toxin (Hlb), in cell death, using an in vitro intracellular infection model and isogenic mutants of S. aureus. Because Hlb is required for phagosomal escape but this toxin is inactivated by a prophage inserted into the hlb gene in most of clinical isolates of S. aureus, we tested the hypothesis of an excision of this phage induced by intracellular stress. We showed that restoration of Hlb expression due to the excision of hlb-converting phage exists spontaneously but is not induced by intracellular environment and does not increase the cytotoxicity of the strain. In a second part, we explored the cytotoxicity of an hypervirulent strain of S. aureus and demonstrated that it is associated with a subversion of host cell autophagy via an inhibition of autophagosome-lysosome fusion, in a PSMa-dependent manner. Conversely, Hla, PSMß and d-toxin appear to have no intracellular role in the cytotoxicity of hypervirulent S. aureus strains. Finally, we showed that, in another genetic background of S. aureus associated with diabetic foot ulcer, cytotoxicity was linked to the ability of intracellular replication of the strain, which was modulated by the presence of a phage
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Heigl, Ulrike [Verfasser], and Wulf [Akademischer Betreuer] Schneider. "Impact of tumor necrosis factor receptor-1 signalling to Listeria monocytogenes-containing phagosomes and its role for bacterial eradication / Ulrike Heigl. Betreuer: Wulf Schneider." Regensburg : Universitätsbibliothek Regensburg, 2011. http://d-nb.info/1030177740/34.
Full text
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Ray, Alistair Frank. "Expression and localisation of the Mycobacterium marinum potential virulence factor, MPM70 during infection : evidence for a post-phagosomal role in pathogenesis." Thesis, University of Leicester, 2011. http://hdl.handle.net/2381/10079.
Full textAbstract:
During infection, MPT70 is one of the most highly upregulated Mycobacterium tuberculosis genes, implying an important role in virulence. To track expression of MPT70 during macrophage infection, a Mycobacterium marinum: J774A.1 macrophage infection model was used with a custom polyclonal antibody raised against purified full-length, folded MPM70 without its N-terminal signal sequence (88% homology to M. tuberculosis MPT70). Immunofluorescence studies showed that MPM70 is localised in large, non-uniformly arranged buttresses along the mycobacterial cell surface. Analysis of representative confocal microscopy images revealed that MPM70 expression was lowest at initial infection levels of 1-5 mycobacteria per host cell, but was greatly upregulated at mycobacterial densities of over 6, where expression remained constant in around 20% of the infected cells up to mycobacterial densities of greater than 35. This implies that MPM70 expression is independent of mycobacterial density following the initial stages of infection and may be triggered by individual mycobacteria contacting a specific cytoplasmic host cell factor. Cytoplasmic tracks of MPM70 were a rare observation, but suggest that the protein may act as a molecular intermediate between the mycobacterial surface and a cytoplasmic host cell protein. Structural analyses and comparisons to eukaryotic homologues such as fasciclin and βig-H3 reveal two potential interaction faces on opposite sides of MPT70, which supports the hypothesis that MPT70/MPM70 may act as a ‘molecular bridge’ between two proteins. Evidence of MPM70 production in cell infections using a ΔRD1 strain of M. marinum showed that MPM70 expression is RD1 independent. We used the lysosomal marker LAMP-1 and the lypophilic dye DiIC18(5)-DS to show that expression of MPM70 occurs after mycobacteria have escaped from the phagolysosome. A possible role for MPM70 in the modulation of host cell actin was investigated, but fluorescent phalloidin staining showed no co-localisation with expressed MPM70.
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Klose, Matthias [Verfasser], and Stefan [Akademischer Betreuer] Linder. "Sorting Nexin-3 beeinflusst die Reifung von Borrelien-haltigen Phagosomen durch Bildung einer Plattform für PI(3)P, Rab5a und Galectin-9 / Matthias Klose ; Betreuer: Stefan Linder." Hamburg : Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg, 2019. http://d-nb.info/1200102045/34.
Full text
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Meyer, Lena. "The Francisella pathogenicity island : its role in type VI secretion and intracellular infection." Doctoral thesis, Umeå universitet, Institutionen för klinisk mikrobiologi, 2015. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-101321.
Full textAbstract:
Intracellular bacteria have developed various mechanisms to enter and persist in host cells and, at the same time, to evade the host immune response. One such pathogen is Francisella tularensis, the etiological agent of tularemia. After phagocytosis, this Gram-negative bacterium quickly escapes from the phagocytic compartment and replicates in the host cell cytosol. For this mode of infection, several components of the Francisella pathogenicity island (FPI) are critical. Interestingly, some FPI proteins share homology to components of Type VI Secretion Systems (T6SSs), but their assembly and functionality remains to be shown in Francisella.The thesis focused on the characterization of several of these FPI components; more specifically, how they contribute to the infection cycle as well as their possible role in the putative T6SS. We identified three unique mutants, ΔiglG, ΔiglI and ΔpdpE, which to various degrees were able to escape the phagosomal compartment, replicate in the host cytosol and cause host cell cytotoxicity. In contrast, ΔiglE as well as mutants within the conserved core components of T6SSs, VgrG and DotU, were defective for all of these processes. In the case of IglE, which is a lipoprotein and localized to the outer membrane of the bacterial cell wall, residues within its N-terminus were identified to be important for IglE function. Consistent with a suggested role as a trimeric membrane puncturing device, VgrG was found to form multimers. DotU stabilized the inner membrane protein IcmF, in agreement with its function as a core T6SS component. The functionality of the secretion system was shown by the translocation of several FPI proteins into the cytosol of infected macrophages, among them IglE, IglC and VgrG, of which IglE was the most prominently secreted protein. At the same time, the secretion was dependent on the core components VgrG, DotU but also on IglG. Although we and others have shown the importance of FPI proteins for the escape of F. tularensis, it has been difficult to assess their role in the subsequent replication, since mutants that fail to escape never reach the growth-permissive cytosol. For this reason, selected FPI mutants were microinjected into the cytosol of different cell types and their growth compared to their replication upon normal uptake. Our data suggest that not only the metabolic adaptation to the cytosolic compartment is important for the replication of intracytosolic bacteria, but also the mechanism of their uptake as well as the permissiveness of the cytosolic compartment per se.
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Guérin, Isabelle. "Strategies de survie des mycobacteries pathogenes dans les macrophages : role du cytosquelette d'actine sur la modulation des interactions entre les phagosomes hebergeant m. avium et les compartiments de la voie d'endocytose." Paris 7, 2000. http://www.theses.fr/2000PA077102.
Full textAbstract:
Les infections par les mycobacteries posent un probleme tres preoccupant de sante publique a l'echelle mondiale. En effet, mycobacterium tuberculosis infecte un tiers de la population mondiale et est responsable de 3 millions de deces par an. Quant a mycobacterium avium, elle est responsable d'infections generalisees souvent mortelles chez les sujets immunodeprimes. Les pathogenes a multiplication intracellulaire ont developpe plusieurs strategies pour echapper aux puissantes fonctions cytolytiques dans les phagosomes des macrophages de l'hote. L'inhibition des fusions entre phagosomes et lysosomes, demontree dans le cas de m. Avium, est un prototype de la strategie utilisee par toutes les mycobacteries pathogenes. Ces dernieres interferent avec le processus normal de transformation des phagosomes en phagolysosomes en inhibant le processus de maturation des phagosomes. Dans le but de contribuer a l'elucidation des strategies de survie etablies par m. Avium, nous avons etudie le role du cytosquelette d'actine dans les macrophages infectes. M. Avium provoque une depolymerisation de l'actine filamenteuse apres 1 jour d'infection qui a des consequences importantes sur les interactions entre les compartiments precoces de la voie d'endocytose et les vacuoles contenant les mycobacteries. Il semble donc que la desorganisation du cytosquelette d'actine provoquee par m. Avium intervienne sur la voie de maturation de la vacuole contenant les mycobacteries. La recherche et la caracterisation moleculaires d'effecteurs cellulaires et bacteriens qui permettent de moduler la voie de maturation de la vacuole ouvrent de nouvelles perspectives.
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Cebrián, José Ignacio. "Intracellular trafficking during antigen cross presentation in dendritic cells." Paris 5, 2011. http://www.theses.fr/2011PA05T045.
Full textAbstract:
Les cellules dendritiques (DCs) jouent un rôle essentiel dans l’initiation des réponses immunitaires adaptatives par les lymphocytes T. Ces cellules présentent des antigènes phagocytés sur les molécules de classe I et II du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) pour activer les lymphocytes T CD8+ et CD4+, respectivement. Contrairement à la présentation restreinte aux molécules de classe II du CMH, les voies intracellulaires impliquées dans la présentation des antigènes internalisés sur des molécules du CMH de classe I, un processus appelé présentation croisée, sont encore largement inconnus. Les DCs sont les seules cellules présentatrices d’antigènes à effectuer efficacement la présentation croisée. Ce processus a été impliqué dans l’établissement des réponses immunitaires cytotoxiques contre des bactéries, des tumeurs et certains virus qui n’infectent pas les DCs. Parmi les nombreuses caractéristiques, qui ont été proposées comme étant importantes pour la présentation croisée, la présence de composants du réticulum endoplasmique (RE) dans les phagosomes a généré une grande controverse. Ceci est en partie dû au fait que les mécanismes par lesquels ces composants sont recrutés dans la voie d’internalisation pour rencontrer les antigènes sont inconnus. En particulier, il reste à déterminer si des évènements de fusion entre le RE et les phagosomes ont lieu et s’ils sont nécessaires à la présentation croisée. Nos résultats ont identifié Sec22b comme un régulateur clé de la présentation croisée et des fonctions phagosomales dans les DCs. Cette molécule qui appartient à la famille des protéines SNARE est localisée dans le compartiment intermédiaire RE-Golgi et s’associe avec la Syntaxine 4, une SNARE de la membrane plasmique, qui est présente dans les phagosomes. La déplétion de Sec22b inhibe le recrutement de protéines résidentes du RE vers le phagosome et vers la vacuole contenant le parasite Toxoplasma gondii. Cette déplétion inhibe également la présentation croisée par les DCs d’antigènes phagocytés, endocytés, ou exprimés par T. Gondii ou E. Coli dans les DCs infectées par ces pathogènes. De plus, dans les DCs Sec22b déficientes, dans lesquelles les phagosomes sont dépourvus de composants du RE, la maturation phagosomale est accélérée et l’activité protéolytique est augmentée. L’ensemble de nos résultats montre que la fusion entre le RE et les phagosomes régule les fonctions de la voie d’internalisation des antigènes de manière à la rendre compatible et efficace pour leur présentation croiséeDendritic cells (DCs) are essential players in the initiation of adaptive T cell-mediated immune responses. They present phagocytosed antigens on class I and II molecules of the Major Histocompatibility Complex (MHC) to activate CD8+ and CD4+ T lymphocytes, respectively. In contrast to MHC class II-restricted presentation, the intracellular pathways involved in the presentation of internalized antigens on MHC class I molecules, a process known as cross presentation, remain unclear. DCs have been shown to be the only antigen presenting cells that can perform efficiently antigen cross presentation, and this process has been involved in establishing cytotoxic immune responses against bacteria, tumours and certain viruses that do not infect DCs. Among the many features that have been proposed to be important for cross presentation, the presence of endoplasmic reticulum (ER) components in phagosomes has generated a big controversy in the field. This is in part due to the fact that there is no evidence about the mechanism by which these components are recruited to the internalization pathway to encounter the antigens. Also, it is not clear if such fusion between phagosomes and the ER is absolutely required for cross presentation. Here we identify Sec22b as key regulator of cross presentation and of phagosomal functions in DCs. This protein that belongs to the SNARE family localizes to the ER-Golgi intermediate compartment and pairs to the plasma membrane SNARE Syntaxin 4, which is present in phagosomes. Depletion of Sec22b in DCs inhibits the recruitment of ER-resident proteins to phagosomes and to the vacuole containing the Toxoplasma gondii parasite. In Sec22b silenced DCs, cross presentation is compromised after antigen phagocytosis or endocytosis, as well as after invasion by T. Gondii or infection by E. Coli. We also observed that ER-deficient phagosomes acquire more rapidly lysosomal markers and display a higher proteolytic activity than normal DC phagosomes. Our results suggest that the fusion of the ER to phagosomes is essential for cross presentation not only by contributing with the MHC class I presentation machinery, but also by delaying phagosome maturation and promoting cross presentation conditions
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Adiko, Assi Aimé Cézaire. "Le rôle de la PI3Kinase gamma dans la fonction des cellules dendritiques." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCC307.
Full textAbstract:
Les cellules dendritiques (DCs) ont un rôle majeur dans le système immunitaire, étant à la frontière entre l’immunité innée et l’immunité adaptative. Grâce aux récepteurs de l’immunité innée comme les Toll-like Récepteurs, les DCs déclenchent une réponse inflammatoire et via la présentation de l’antigène par les complexes majeurs d’histocompatibilité (CMH) de classe I et II, elles activent les cellules T naïfs. Nous avons mis en évidence plusieurs mécanismes par lesquels les DCs activent les cellules T CD8+ et contrôlent les réponses inflammatoires déclenchées par les TLRs endosomaux. Nos résultalts montrent que le complexe p84/p110 de la PI3Kγ contrôle la présentation des complexes immuns en facilitant la production des espèces réactives d’oxygène dans les DCs de type 2 et les DCs dérivées de monocytes. Nous avons également décrit le rôle d’une population endosomale particulière, les endosomes de stockage dans le control de l’amplitude des rections inflammatoires déclenchées par le TLR9 et des facteurs qui régulent la dynamique des endosomes de stockage dans les DCs de type inflammatoire. L’ensemble des résultats de ces travaux aide à la compréhension des mécanismes qui permettent à la DC d’être la meilleure cellule présentatrice d’antigène et à l’amélioration des stratégies de vaccination ou d’immunothérapie anti-tumoraleDendritic cells (DCs) have a major role in the immune system, being on the borderline between innate and adaptive immunity. Via their innate immune receptors, such as Toll-like receptors, they trigger an inflammatory response and via the antigen presentation by the class I and II major histocompatibility complexes (MHC), they activate the naive T cells. During my PhD, we have highlighted first several mechanisms by which DCs activate CD8 + T cells. Next, we described new mechanisms by which DCs control the inflammatory responses triggered by endosomal TLRs. We have shown that the p110 / p84 complex of PI3Kγ controls the presentation of immune complexes by facilitating the production of reactive oxygen species in type 2 conventional DCs and in monocyte-derived DCs. In parallel, we described the role of storage endosomes, a particular endosomal population, in the control of TLR9-driven inflammatory response. Finally, we contributed to the identification of the factors that regulate the dynamics of endosomes of storage in inflammatory DCs. All these results will help understanding the mechanisms that allow DC to be the best antigen presenting cell and to improve vaccination strategies or anti-tumor immunotherapy
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Algret, Romain. "Le complexe SEA : Structure et Fonction d’un Nouveau Régulateur de la Voie TORC1." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA11T006.
Full textAbstract:
La voie TORC1 joue un rôle majeur dans le contrôle de la croissance cellulaire et de la réponse à divers stress. Le dérèglement de cette voie est constaté dans de nombreux cancers et autres maladies. Au cours de ma thèse, j’ai montré que le complexe SEA émerge comme un régulateur central des différentes activités de TORC1. Durant la carence azotée, les délétions des gènes du complexe SEA dans l’organisme modèle S.cerevisiae mènent à la délocalisation de la kinase Tor1 vers le cytoplasme, à des défauts d’autophagie et à la fragmentation de la vacuole. L’inactivation de TORC1 par le traitement avec la rapamycine ou pendant la carence azotée change le niveau d’expression des membres du complexe SEA. De plus, le complexe SEA interagit avec la mitochondrie, joue un rôle dans la réponse au stress oxydatif et peut servir de lien moléculaire entre les fonctions mitochondriales et la voie TORC1. Enfin, j’ai pu observer que le complexe SEA est impliqué dans les mécanismes de résistance à une drogue souvent utilisée en chimiothérapie, la doxorubicine. Je présente dans mes travaux la première carte d’interconnectivité des protéines composant le complexe SEA. Nos données suggèrent que le complexe SEA émerge comme une plateforme qui peut coordonner les activités structurales et enzymatiques nécessaires pour le fonctionnement efficace de la voie de signalisation TORC1The TORC1 pathway plays a major role in controlling cell growth and response to various stresses. Deregulation of this pathway is found in many cancers and other diseases. In my thesis, I have shown that the SEA complex emerges as a central regulator of the various activities of TORC1. During the nitrogen deficiency, deletions of SEA complex genes in the model organism S.cerevisiae lead to the relocation of Tor1 kinase to the cytoplasm, to defects in autophagy and the fragmentation of the vacuole. Inactivation of TORC1 by treatment with rapamycin or nitrogen starvation changes the level of expression of SEA complex members. Moreover, the SEA complex interacts with mitochondrion, plays a role in oxidative stress response and can serve as a molecular link between mitochondrial functions and TORC1 pathway. Finally, I observed that the SEA complex is involved in the mechanisms of resistance to a drug often used in chemotherapy, the doxorubicin. I present in my work the first interconnectivity map protein of the SEA complex component. Our data suggest that the SEA complex emerges as a platform that can coordinate structural and enzymatic activities necessary for the efficient function of the TORC1 signalling pathway