Etude du rôle des polykétides mycobactériens dans la biogénèse de l'enveloppe et la virulence des mycobactéries : caractérisation de l'étape de condensation des acides mycoliques

par Damien Portevin

Thèse de doctorat en Biochimie

Sous la direction de Christophe Guilhot.

Soutenue en 2005

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Certaines mycobactéries sont responsables à l'heure actuelle et depuis l'antiquité de pathologies infectieuses graves comme la tuberculose, résultante d'une infection par Mycobacterium tuberculosis. En dépit d'une médecine efficace liée à l'avènement des antibiotiques, cette infection bactérienne est à l'échelle mondiale, la première cause de mortalité dûe à un agent infectieux. Deux millions de décès seraient annuellement liés à cette pathologie selon les données de l'organisation mondiale de la santé (OMS, 2002). La tuberculose est un véritable fléau dans la majorité des pays en voie de développement où son endémie corrèle celle liée à l'épidémie du VIH, et le nombre de tuberculeux recensé en Europe comme dans d'autres pays développés reste non négligeable. La pathogénie du bacille tuberculeux laisse apparaître un équilibre quasi-parasitique avec un tiers de la population mondiale infectée. L'apparition de souches multi-résistantes aux chimiothérapies actuelles inquiète le milieu médical en réduisant le nombre de médicaments disponibles. Une stratégie de prise en charge mondiale par l'OMS a récemment été adoptée pour tenter d'endiguer l'épidémie de tuberculose. En parallèle, des efforts en recherche fondamentale et clinique sont entrepris afin de décortiquer la pathogénie du bacille tuberculeux pour mieux le combattre. Dans cet objectif, le séquençage récent de son génome a représenté une avancée majeure. Il dévoile notamment 250 gènes relatifs à la biosynthèse lipidique, soit cinq fois plus que chez E. Coli, dont 24 coderaient des polykétides synthases (Pks). Ces enzymes sont sources de molécules complexes souvent biologiquement actives, dont la toxine de Mycobacterium ulcerans, la mycolactone, est particulièrement représentative chez les mycobactéries. Récemment, nombre de produits de polykétides synthases se sont révélés être des composantes de l'enveloppe de Mycobacterium tuberculosis. Cette enveloppe représente une arme remarquable pour le bacille tuberculeux tant par la barrière d'imperméabilité qu'elle constitue que par ses propriétés immunologiques vraisemblablement impliquées dans sa résistance à l'immunité de l'hôte. L'approche génétique abordée dans ce travail a permis d'évaluer la contribution des différents polykétides mycobactériens dans la virulence de M. Bovis BCG et M. Tuberculosis en modèle murin. De plus, nous avons pu caractériser la fonction d'un locus comprenant la polykétide synthase 13 ainsi qu'une acyl-AMP synthase et une acyl-coA carboxylase dans la dernière étape de la biosynthèse des acides mycoliques, lipides majeurs de l'enveloppe mycobactérienne et essentiels pour la survie des mycobactéries. Ainsi, les enzymes caractérisées dans ce travail constituent des cibles de choix pour le développement de nouveaux antituberculeux.


  • Résumé

    Since the antiquity, mycobacteria have been involved in lethal pathology such as leprosy or tuberculosis, the latter caused by Mycobacterium tuberculosis and the former by Mycobacterium leprae. Despite modern medicine including antibiotics, tuberculosis keep on being the first cause of mortality due to a single infectious agent with an average of two millions deaths per year, according to the world health organisation (WHO, 2002). Tuberculosis is a real plague in the majority of developping countries where its endemy correlates those of the HIV epidemy. Furthermore the number of tuberculosis patient number in Europe as well as in other developping countries is still not negligible. Moreover, the emergence of strains resistant to the currently used antibiotics is worrying the medical profession by reducing avalaible active molecules. Without the huge mortality associated with tuberculosis, this disease would be considered as a parasitic infection regarding the estimated number of infected but asymptomatic people (around 33% of the world population). Recently, the WHO has initiated a global approach to control the epidemy. In a parallel direction, efforts in fondamental and clinical investigation are under way to understand tuberculosis pathogeny and to developp new clinical tools. Recently, the entire genome of M. Tuberculosis was sequenced. It revealed 250 genes related to lipid biosynthesis, which represents a considerable involvment regarding the approximativly 50 genes found in E. Coli genome. Remarkably 24 of this 250 genes encode polyketide synthase (Pks). In other bacteria, these enzymes are known to produce complex molecules with pharmaceutical interest. In mycobacteria, the mycolactone, is a potent toxin produced by Mycobacterium ulcerans. Recently, numerous polyketides has been shown to be components of the M. Tuberculosis envelop. This envelop represents a powerfull weapon for the tuberculous bacillus constituting a permeability barrier and delivering immunological advantages. The genetic approach used in this work allowed us to evaluate the contribution of the various polyketides in the virulence of M. Bovis BCG and M. Tuberculosis in a mouse model. Furthermore, we caracterised the fonction of the locus including the polyketide synthase 13, an acyl-AMP synthase and an acyl-coA carboxylase in the last step of mycolic acid biosynthesis. Mycolic acids are major constituent of the mycobacterial cell envelop and are essential for mycobacterial viability, therefore the enzymes caracterised in the second part of this work constitutes promising targets for developping new antituberculous drugs.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 132 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 125-132

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2005TOU30173
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