Analyse du transfert horizontal de gènes de résistance entre plasmides chez Escherichia coli. Transposition in vivo : peut-on prévoir le succès d'une bêta-lactamase ?

Horizontal transfer of resistance genes between natural plasmids in Escherichia coli : could we guess how success will have one beta-lactamase ?

• Auteur / Autrice : Mouna Doufair
• Direction : Guillaume Arlet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 30/09/2014
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe De Champs De Saint Leger, Bertrand Picard, Guennadi Sezonov, Céline Loot, Michel Denis

Mots clés

Mots clés contrôlés

Escherichia coli

Bêta-lactamases à spectre étendu

Mots clés libres

BLSE

E. coli

Transposition

Eléments mobiles

Transfert latéral de gène

Plasmide

Résumé

Les années 2000 sont marquées par l’émergence et la diffusion de souches résistantes aux antibiotiques en particulier chez les entérobactéries. Un des principaux mécanismes de résistance concerne les bêta-lactamines, ce sont les bêta-lactamases. Certains mécanismes de résistances ont connus ou connaissent actuellement un certain succès comme les bêta-lactamase à spectre étendu (BLSE) de type CTX-M puis récemment les carbapénèmases. La transmission de plasmides porteurs de ces enzymes joue un rôle prépondérant ainsi que certaines espèces comme Klebsiella pneumoniae et Escherichia coli qui est l’entérobactérie prépondérante dans le tube digestif de l’homme et des animaux et également la principale cause d’infection. Dans ce travail, nous avons étudié le transfert par transposition qui est le mécanisme clé de cette diffusion via différents plasmides parmi les plus prépondérants chez les entérobactéries dont essentiellement E. coli et K. pneumoniae. Nous avons également recherché une éventuelle relation avec le groupe phylogénétique, les gènes de résistance, type de plasmides et systèmes d’addiction plasmidique. Ce travail montre que les plasmides IncF ayant acquis TEM-1 ont de multiples systèmes d’addiction avec une fréquence plus élevée que les souches sensibles. Ce qui contribuerait à leur maintenance dans l’hôte. Les plasmides à large spectre d’hôte sont très rares chez ces souches de manière générale. Il ne semble pas y avoir de relation entre le groupe phylogénétique et les gènes de résistances dans cette étude. Quant au phénomène de transposition, il suscite la mise au point de conditions opératoires qui le régisse. Une détermination des conditions de stress a été réalisée et il reste à tracer le phénomène à proprement dit.

The last years are characterized by the spread of antibiotics resistant strains particularly in Enterobacteriacae. Various mechanisms of resistances were acquired and transmitted by species like K. pneumoniae. Bacterial plasmids play an important role in the horizontal transfer of antimicrobial drug resistance genes like: CTX-M enzymes witch become the most prevalent family of ESBLs and recently carbapenemases. In this work, we studied the transfer by transposition, the key mechanism of resistance genes diffusion, between different plasmids. We also sought a possible relation between the genetic background and the frequency of transposition, by testing various types of plasmids among the most prevalent E. coli and K. pneumoniae. This work shows that IncF plasmids having acquired TEM-1 have multiple addiction systems with a frequency higher than the sensitive strains. It would contribute to their maintenance in the host. By the way, broad range plasmids are very rare at these strains. In addition, it does not seem to be a relation between the phylo-group and the genes of resistances in this study. For the transposition event, we start to settle the operating conditions which govern this phenomenon. A determination of the stress conditions was established and it remains to be completed.