Rôle des flagelles et de la mobilité dans la formation de biofilms par Bacillus cereus

par Ali Houry

Thèse de doctorat en Microbiologie

Sous la direction de Michel Gohar et de Stéphane Aymerich.

Le président du jury était Michael Dubow.

Le jury était composé de Michel Gohar, Stéphane Aymerich, Michael Dubow, Agnès Fouet, Pascal Piveteau, Nelly Henry, Romain Briandet.

Les rapporteurs étaient Agnès Fouet, Pascal Piveteau.


  • Résumé

    Bacillus cereus est fréquemment associé à des toxi-infections alimentaires et peut être responsable de pathologies opportunistes sévères. La présence de B. Cereus dans les industries agro-alimentaires compromet la qualité et surtout la sécurité des produits finis. La capacité de B. Cereus à former des biofilms sur différentes surfaces, renforce sa persistance sur les équipements de production industrielle. Les travaux présentés dans cette thèse ont permis d'une part de caractériser la dynamique de formation du biofilm par B. Cereus et d'autre part, de mettre en évidence et de clarifier le rôle joué par les flagelles et par la mobilité flagellaire dans la formation de ce biofilm dans différentes conditions de culture. Nous avons montré que, en condition statique de culture, en tubes de verre ou en microplaques, la mobilité flagellaire est indispensable pour la formation du biofilm. La mobilité flagellaire est également impliquée dans le recrutement de bactéries planctoniques par le biofilm en développement et permet l'expansion du biofilm sur la surface colonisée. Nous avons montré que B. Cereus, est aussi capable de former des biofilms immergés dans les conditions de flux continu en flow-cell. La mobilité flagellaire n'est pas requise pour la formation du biofilm dans ces conditions. L'observation de ces biofilms en microscopie confocale montre la présence d'une sous-population de bactéries mobiles capables de traverser les différentes couches du biofilm. Enfin, nous avons montré que la mobilité flagellaire est impliquée dans le pouvoir pathogène de la bactérie chez la larve du lépidoptère Galleria mellonella infectée par voie orale. La mobilité, favorise l'adhésion des bactéries sur des cellules épithéliales HeLa.


  • Résumé

    Bacillus cereus is an opportunistic pathogen frequently associated with food poisoning and involved in rare but severe local or systemic infections. Contamination of food industry products by B. Cereus can result in economical injuries and might raise safety concerns. The capacity of B. Cereus to form biofilm on different surfaces increases its persistence in the food industry equipments. Here, we have determined the dynamics of biofilm formation by B. Cereus and the roles played by flagella and flagellar motility in B. Ce reus biofilm formation in different growth conditions. We have shown that, in static cultures runned in glass tubes or in microtiter plates, flagellar motility is required for biofilm formation. Motility was necessary for the bacteria to have access to the air-liquid interface where the biofilm develops. Flagellar motility was also involved in the recruitment of planktonic bacteria by the biofilm and promoted biofilm expansion on the colonized surface. We found that B. Cereus is able to form immersed biofilms in continuous flow conditions in flow­cells. However, in these growth conditions, flagellar motility was not required for biofilm formation. Observation of biofilms by confocal microscopy have shown the presence of a subpopulation of bacteria able to move through the different biofilm. The speed of these mobile bacteria could reach values up to approximately 16 μm/s. This speed decreased when the biofilm became older and mature, probably as a consequence of an increase in the exopolysaccharide matrix density. Finally, we demonstrated that flagellar mobility was involved in the bacterium pathogenicity in an isect model. In this model, larvae of the wax moth Galleria mellonela was infected by the oral route. Motility, but not the simple presence of flagella, promoted adhesion of bacteria on epithelial HeLa cells.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2009)369
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