Lutte contre les biofilms de Pseudomonas aeruginosa dans le contexte de la mucoviscidose

par Marjolaine Simon

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Alain Dufour.

Soutenue le 02-04-2015

à Lorient , dans le cadre de École doctorale Sciences de la mer (Plouzané, Finistère) , en partenariat avec Université européenne de Bretagne (PRES) .

Le jury était composé de Alexis Bazire, Sylvie Chevalier-Laurency, Jocelyne Caillon.

Les rapporteurs étaient Christine Roques, Patrick Di Martino.


  • Résumé

    Pseudomonas aeruginosa est un pathogène opportuniste induisant des infections chroniques chez les patients atteints de mucoviscidose. L'éradication de ces infections est presque impossible à l'âge adulte du fait de la formation de biofilms dans les poumons des patients. Les traitements antibiotiques actuels sont peu efficaces contre les biofilms car ce mode de vie assure d'une part la protection des bactéries contre les agents anti-microbiens par l'intermédiaire de la matrice extracellulaire, et favorise d'autre part l'émergence de mécanismes de résistance. Il est donc essentiel de trouver des alternatives thérapeutiques. La bactérie marine Pseudoalteromonas sp. 3J6 sécrète une molécule à activité anti-biofilm efficace contre la souche de laboratoire P. aeruginosa PA01 et les souches cliniques P. aeruginosa MUC-N1, MUC-N2 et MUC-P4. Ces souches ont été caractérisées aux niveaux de leur formation de biofilms in vitro et de leur virulence . Ceci a montré que ces souches sont très différentes les unes des autres et qu'une seule souche, telle que la souche de laboratoire PA01, ne peut pas être représentative des profils observés. Il est donc nécessaire de mener les études anti-biofilms sur plusieurs souches, telles que celles que nous avons sélectionnées. Le potentiel thérapeutique du surnageant de culture (SNa.Js} de Pseudoalteromonas sp. 3J6 et son extrait (Ea.Js} a été étudié en évaluant leur toxicité, la réponse inflammatoire, leur impact sur la production de facteurs de virulence et leur potentiel thérapeutique . SNa.Js et Ea.Js n'étaient pas toxiques vis-à-vis des modèles testés, n'induisaient pas de réponse inflammatoire dans les poumons de souris et n'augmentaient pas la production par P. aeruginosa des facteurs de virulence quantifiés. De plus, SNa.Js s'est avèré être aussi efficace que l'antibiotique ciprofloxacine pour traiter une infection à P. aeruginosa MUC-N2 in vivo sur modèle murin. Ces résultats sont encourageants quant à un potentiel thérapeutique de la molécule à activité anti-biofilm pour contribuer au traitement des infections à P. aeruginosa chez les patients atteints de mucoviscidose.

  • Titre traduit

    Fight against Pseudomonas aeruginosa biofilms in Cystic Fibrosis


  • Résumé

    Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen leading to chronic infections in patients suffering of cystic fibrosis. Eradication of these infections is almost impossible in adults because of biofilm formation in patient's lungs. Current antibiotics treatments are not efficient enough against biofilms because this lifestyle first protects bacteria from antimicrobial agents via the biofilm extracellular matrix and secondly promotes the emergence of antibiotic resistance mechanisms. lt is therefore essential to find therapeutic alternatives . The marine bacterium Pseudoalteromonas sp. 3J6 secretes an anti-biofilm molecule active against the laboratory P. aeruginosa PA01 strain and the P. aeruginosa clinical strains MUC-N1, MUC-N2 and MUC­ P4. These strains were characterized at the levels of in vitro biofilm formation, and of their virulence. This part of the research work highlighted that these strains are different from one to another and that a single strain, such as the laboratory strain PA01, cannot be representative of the various patterns. Anti-biofilm studies have thus to be performed on several strains, such as the ones we selected. The therapeutic potential of the culture supernatant (SNa.Js} of Pseudoalteromonas sp. 3J6 and its extract Ea.Js was studied by evaluating their toxicity, inflammatory response, impact on virulence factors production, and therapeutic efficiency. SNa.Js and Ea.Js were not taxie against the tested models; did not induce inflammatory response in mice lungs, and did not enhance virulence factor production by clinical P. aerugonisa strains. Moreover, SNa.Js was as efficient as the ciprofloxacin antibiotic to treat an in vivo infection by P. aeruginosa MUC-N2 on mice. These results are encouraging as for a therapeutic potential of the anti-biofilm molecule to contribute at the treatment of P. aeruginosa infections of cystic fibrosis patients.

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