Des agents chimiosensibilisants pour lutter contre la résistance aux antibiotiques chez les bactéries Gram-négatif : criblage et caractérisation

Chemosensitizers against Gram negative bacteria : screening & characterization

• Auteur / Autrice : Vincent Lôme
• Direction : Jean-Michel Bolla
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 21/03/2017
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la vie et de la santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Membranes et Cibles Thérapeutiques (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Sophie Bleves
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Manuel Raimundo, Jean-Michel Jault
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Martin Picard, Hélène Munier-Lehmann
• DOI : 10.70675/68f2e499z4867z4eb5z8e99zc8da69081e75

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résistance aux antibiotiques

Bactéries Gram négatives

Synergie des médicaments

Mécanisme d'action (biochimie)

Mots clés libres

Antibiotiques

Criblage

Résistance

Synergie

Automatisation

Mécanisme d'action

Antimicrobials

Screening

Resistance

Automation

Synergy

Mechanism of action

Résumé

Les bactéries Gram-négatif possèdent une structure d'enveloppe, ainsi que des pompes d'efflux (i.e., systèmes de transport actif permettant de détoxifier la cellule bactérienne) qui les rendent naturellement résistantes aux antibiotiques. Ces deux caractéristiques constituent de véritables barrières qui s'opposent à l'accumulation d'une grande variété d'antibiotiques près de leur cible, à l'intérieur de la bactérie. La perturbation des mécanismes s’opposant à l’accumulation d’antibiotiques par des agents chimiosensibilisants représente une stratégie prometteuse.L’objectif de cette thèse était de mieux comprendre les mécanismes d'inhibition de la résistance qui s’oppose à l’accumulation d’antibiotiques chez les bactéries Gram- négatif.Dans un premier temps l'activité de divers agents chimiosensibilisants synthétiques a été caractérisée. Trois dérivés ont été identifiés pour augmenter significativement l'activité synergique avec les antibiotiques, préalablement observée avec le géraniol. Ces dérivés ont montré une activité inhibitrice des pompes d'efflux ou perméabilisatrice de la membrane externe, pouvant être à l'origine des synergies observées.Dans un second temps, une méthode de criblage a été mise au point, en permettant la détection spécifique des agents chimiosensibilisants tout en décrivant leur mécanisme d'action.Ces travaux de thèse ont participé à proposer une solution thérapeutique brevetée au stade pré-clinique. Ils ont en outre permis de mettre en place des outils originaux pour identifier de nouveaux chimiosensibilisants, mais aussi pour mieux comprendre comment perturber les barrières s'opposant à l'accumulation d'antibiotiques.

Gram-negative bacteria are naturally resistant to many classes of antibiotics thanks to their ability to control the accumulation of drugs. Decreasing membrane barrier permeability and producing efflux pumps that expel drugs outside bacteria, represent the prevalent mechanisms of this resistance. One of the most promising solutions consists in restoring antibiotic activity by targeting such barriers to accumulation, with chemosensitizers.The purpose of my PhD was to better understand the inhibition of resistance that opposes the accumulation of antibiotics in Gram-negative bacteria.In the first stage of the study, the activity of various synthetic chemosensitizers has been characterized. Three compounds were identified to significantly increase the synergistic activity with antibiotics, that was previously observed with geraniol. These derivatives showed an efflux pump inhibition or an outer membrane permeabilization effect, that could be related to the observed synergy.In the second stage of the study, a screening method has been developed for the specific detection of chemosensitizers, while describing their mechanism of action.This work participated in proposing a patented therapeutic solution in the preclinical stage. This study has led to new tools to identify novel chemosensitizers, but also to better understand how to impair the barriers opposing the accumulation of antibiotics.