Comprehension of the mechanisms of action of antimicrobial molecules using nanobiotechnologies

par Cécile Formosa

Thèse de doctorat en Nano-physique, nano-composants, nano-mesures

Sous la direction de Etienne Dague et de Raphaël Duval.

Soutenue en 2014

à Toulouse 3 .

  • Titre traduit

    Comprendre les cibles d'action de molécules antimicrobiennes à l'aide des nanobiotechnologies


  • Résumé

    Mon travail de thèse consiste à utiliser les techniques de Microscopie à Force Atomique (AFM) pour étudier les microorganisms pathogènes, et leurs interactions avec des antimicrobiens. Ces dernières décennies, la résistance microbienne a augmenté de façon dramatique. Les bactéries et levures pathogènes sont à l'origine d'infections mettant en jeu la vie de patients. Il y a donc deux urgences : la première est de trouver de nouveaux antimicrobiens; pour cela il faut acquérir des données fondamentales sur la paroi des microorganismes, afin d'identifier des cibles. La deuxième urgence est donc de développer des nouvelles techniques pour explorer la paroi des. Durant cette thèse nous avons donc utilisé l'AFM, adapté aux conditions biologiques. Un avantage de l'AFM est la possibilité de travailler en liquide, ce qui nous a permis d'imager l'élongation de cellules de P. Aeruginosa traitées avec un antibiotique, ainsi que la disparition de la capsule de K. Pneumoniae traitée avec de la colistine. L'AFM est aussi une machine de force qui enregistre des courbes de force permettant d'accéder aux propriétés nanomécaniques et d'adhésion des cellules. Nous avons ainsi observé les modifications des propriétés adhésives de la levure C. Albicans traité avec de la caspofongine. Enfin il est possible de fonctionnaliser des pointes AFM avec des biomolécules ; cette stratégie nous a permis de localiser des protéines spécifiques à la surface de levures et cellules animales, et d'étudier la paroi de P. Aeruginosa traité par un antibactérien innovant, le Cx1. Pour conclure, cette thèse a permis d'adresser spécifiquement la contribution de la biophysique en microbiologie clinique.


  • Résumé

    My PhD work consists in using Atomic Force Microscopy (AFM) techniques to study pathogenic microorganisms, and to probe their interactions with antimicrobials. During the last three decades, microbial resistance has dramatically increased and spread around the world. Pathogenic bacteria and yeasts are the cause of life-threatening infections in some patients. There are therefore two emergencies; the first one is to find new antimicrobial molecules; for that, it is mandatory to get further knowledge on the microbial cell wall. Therefore the second emergency is to develop new techniques to explore microbial surfaces. During my PhD, we took advantage of a technology coming from physics, and adapted to biological conditions, AFM. An advantage of AFM is the possibility to work in liquid on living cells, which allowed us to image the elongation of cells of P. Aeruginosa treated by ticarcillin, and the removal of capsular polysaccharides from K. Pneumoniae upon treatment with colistin. AFM is also a force machine, able to record force distance curves that give access to nanomechanical and adhesive properties of cells. We could observe the modifications of the adhesive properties of the yeast C. Albicans, treated by caspofungin. Finally it is possible to functionalize AFM tips with biomolecules; we used this strategy to localize specific proteins at the surface of living yeasts and mammalian cells, and to study the cell wall of P. Aeruginosa treated by an innovative antibacterial, Cx1. In conclusion, during my PhD, we especially addressed the contribution of biophysics in clinical microbiology.

Autre version

Cette thèse a donné lieu à une publication en 2014 par [CCSD] [diffusion/distribution] à Villeurbanne

Comprehension of the mechanisms of action of antimicrobial molecules using nanobiotechnologies

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Informations

  • Détails : 1 vol. (295 p.)
  • Annexes : Références bibliogr. en fin de chapitres. Annexes

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2014 TOU3 0114
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