Phylogénie et tropisme de Cutibacterium acnes : impact sur la réaction inflammatoire et la réaction immunitaire lors des infections sur implant

by Guillaume Aubin

Doctoral thesis in Biologie, Médecine, Santé

Under the supervision of Karim Asehnoune and Stéphane Corvec.

defended on 27-06-2017

in Nantes , under the authority of École doctorale Biologie-Santé Nantes-Angers .

Thesis committee President: Didier Lepelletier.

Thesis committee members: Jean-Philippe Lavigne.

Examiners: Francis Mégraud, Vincent Cattoir.


  • Abstract

    Using a Caenorhabditis elegans model, we identified two virulence groups of C. acnes not linked to their CC or clinical origin. Studies about C. acnes and bone cells interactions showed that CC36 C. acnes strains were significantly less internalized by osteoblasts and osteoclasts than CC18 and CC28 C. acnes strains. The CC18 C. acnes ATCC6919 isolate could survive intracellularly for at least 96 hours. C. acnes significantly decreased the resorption ability of osteoclasts with a major impact by the CC36 strain. Genome analysis revealed 27 genes possibly linked to these phenotypic behaviors. Studies about C. acnes interactions with immune cells revealed, thanks to a granuloma in vitro model, that isolate belonging to CC36 recruits more CD4+ lymphocytes inside the granuloma, whereas isolates belonging to CC18/28 recruit more CD4+ lymphocytes. The S8 strain isolated from the lymph node of a sarcoidosis patient generates more granulomas than other strains (acne and PJI isolates). Clinical strains of C. acnes resistant to rifampicin allowed us to characterize the mutations in the rpoB gene leading to this resistance. During this work, we identified and described a new species among the Actinobacteria phylum: Propionibacterium namnetense. Taken together, these studies provide new explanations about the development of C. acnes infections through the angle of the phylogeny of this bacteria. The aim of this thesis was to study the physiopathology of Cutibacterium (formerly Propionibacterium) acnes infections. From a phylogeny point of view, by MLST, we showed that C. acnes belonging to clonal complexes (CC) 36/53 were associated to prosthetic joint infections (PJI) and CC18/28 C. acnes isolates were linked to acne and spine material infections.


  • Abstract

    L’objectif de cette thèse a été d’étudier la physiopathologie des infections à Cutibacterium (anciennement Propionibacterium) acnes). D’un point de vue phylogénique, nous avons démontré par MLST la prédominance des complexes clonaux (CC) 36 et 53 au sein des infections sur prothèse articulaire et celles des CC18 et 28 au sein des isolats responsables d’acné ou d’infection sur matériel rachidien. Grâce à un modèle de Caenorhabditis elegans, nous avons identifié deux groupes de virulence chez C. acnes. Ces groupes n’étaient pas corrélés au CC ou à l’origine clinique des isolats. Les études d’interaction de C. acnes avec les cellules osseuses ont montré que les isolats appartenant au CC36 ne sont pas internalisés par les ostéoblastes et les ostéoclastes contrairement aux isolats appartenant aux CC18/28. Par ailleurs, ces derniers sont capables de persister au sein des ostéoblastes pendant au moins 96 heures. Les souches de C. acnes diminuent in vitro la résorption osseuse avec un effet plus marqué pour les isolats du CC36. L’analyse par séquençage du génome entier a révélé 27 gènes de C. acnes potentiellement liés au phénotype d’internalisation cellulaire. Les études d’interaction de C. acnes avec les cellulaires immunitaire ont révélé, grâce à un modèle de granulome in vitro, que les isolats appartenant au CC36 orientent la réponse immunitaire vers le recrutement de lymphocytes CD8+ alors que les isolats du CC18/28 orientent cette réponse vers le recrutement de lymphocytes CD4+. L’isolat S8 issu d’un ganglion d’un patient atteint de sarcoïdose engendrait la formation d’un plus grand nombre de granulomes. L’étude de souches cliniques de C. acnes résistantes à la rifampicine nous a permis de caractériser sur le plan moléculaire les mutations au sein du gène rpoB responsables de cette résistance. Au décours de ce travail, nous avons identifié et décrit une nouvelle espèce au sein du phylum des Actinobacteria : Propionibacterium namnetense. L’ensemble de ces travaux apporte de nouvelles explications sur le développement des infections à C. acnes à travers le prisme de la phylogénie de cette bactérie.


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