Implication du quorum-sensing et de protéines membranaires dans la formation de biofilm par Klebsiella pneumoniae

par Cécilia de Araujo

Thèse de doctorat en Microbiologie

Sous la direction de Christiane Forestier.

Soutenue en 2010

à Clermont Ferrand 1 .


  • Résumé

    Les infections nosocomiales sont de problèmes majeurs de santé publique. Parmi les bactéries incriminées, le pathogène opportuniste Klebsiella pneumoniae joue un rôle prépondérant car capable de former des agrégats appelés biofilms à la surface de matériel hospitalier ce qui constitue une source de contamination et entraîne une résistance aux agents antimicrobiens. Le développement du biofilm est un processus dynamique. Au sein de diverses espèces bactériennes, plusieurs facteurs bactériens impliqués ont été décrits, notamment des éléments de surface, ainsi qu'un système de communication bactérienne intercellulaire appelé "quorum-sensing" décrit chez K. Pneumoniae. Nous avons montré que K. Pneumoniae possède des gènes codant potentiellement des transporteurs des molécules signal du QS de type 2. Nous avons montré que ce mécanisme de régulation module la biosynthèse du lipopolysaccharide. En parallèle, nous avons caractérisé un mutant de transposition de K. Pneumoniae, déficient dans la formation de biofilm. Grâce à une approche protéomique, nous avons comparé les protéines membranaires présentes chez ce mutant et la souche sauvage. Trois protéines sous-produites ont été identifiées chez le mutant de transposition ; OmpC, OmpX et une porine YfaZ-like. Une lipoprotéine et un homologue de FtsZ étaient présents en surabondance. Des mutants isogéniques ou de surexpresssion ont été construits. Leur analyse dans ces modèles de biofilm en microfermenteur a confirmé les résultats de l'analyse protéomique. Plusieurs hypothèses sont émises quant au processus de régulation permettant de contrôler simultanément l'expression des gènes codant ces 5 protéines au sein des biofilms.

  • Titre traduit

    Involvement of quorun-sensing and membrane proteins in biofilm formation by Klebsiella pneumoniae


  • Résumé

    Nosocomial infections represent a major healthcare problem with Klebsiella pneumoniae among the most frequently involved Gram-negative bacteria. They are able to form aggregates called biofilms on medical devices, which enhances their ability to disseminate and leads to increased antibiotic resistance. Biofilm development is a sequential dynamic process. Different bacterial factors involved in biofilm formation, such as surface components or an inter-cellular communication system called "quorum-sensing" which was described in K. Pneumoniae. We showed that K. Pneumoniae harbors genes encoding putative import and export mechanisms of the signalling molecules produced by the type 2 "quorum-sensing" system. In addition, we showed that this regulation system also modulates the biosynthesis of lipopolysaccharide. In parallel, we characterized a previously isolated transopron insertional mutant deficient in biofilm formation. A comparative proteomic approach of membrane protein extracts from sessile bacteria showed that five proteins were differentially produced in the insertional mutant. Two outer membrane proteins, OmpC and OmpX and a putative porin of the YfaZ family were underproduced whereas a lipoprotein, Lpp, and a homologue of FTSZ, a division cell protein, were overproduced in the mutant. Biofilm phenotype observed with isogenic mutants or overexpression mutants confirmed the results obtained by proteomic analysis. We suggest several possible explanations of the regulation process involved in the simultaneous expression control of the five genes encoding these proteins and their relationship with the transposon insertion region and biofilm formation.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (202 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 150-201

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  • Bibliothèque : Bibliothèque Clermont Université. Section Santé.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2010 TPD03
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