Etude des facteurs d'opportunisme chez Staphyloccocus lugdunensis

Study of opportunism factors in Staphylococcus lugdunensis

• Auteur / Autrice : Marion Aubourg
• Direction : Jean-Christophe Giard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 26/11/2021
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche risques microbiens (Caen ; 2012-2022)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Caen Normandie (1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Martine Pestel-Caron
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Christophe Giard, Sigrid Flahaut, Gilles Prévost, Nicolas Verneuil, François Guérin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sigrid Flahaut, Gilles Prévost

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stress oxydatif

Biofilms

Carence en fer

Virulence (microbiologie)

Staphylococcus lugdunensis

Mots clés libres

Système Agr

Régulateur transcriptionnel

AgrA

Régulateur ARNIII

Limitation en fer

Staphylococcus lugdunensis

Agr system

AgrA transcriptional regulator

RNAIII regulator

Virulence

Iron limitation

Biofilm

Oxidative stress

Résumé

Mon projet de thèse portant sur l’étude des facteurs d’opportunisme chez Staphylococcus lugdunensis avait pour but de mieux comprendre comment cette bactérie commensale peut être responsable d’in- fections graves. La première partie de nos travaux a consisté en la construction chez S. lugdunensis de mutants ΔagrA et ΔARNIII, codant des régulateurs potentiellement impliqués dans la virulence, afin de les caractériser phénotypiquement et d’identifier les membres des régulons par des analyses transcripto- mique et protéomique globales. Nos résultats ont mis en évidence que AgrA est le régulateur majeur du système Agr chez S. lugdunensis et qu’il contrôle l’expression de gènes lui permettant d’être plus virulent, de s’adapter aux stress environnementaux (notamment les stress osmotique et oxydatif), d’induire la formation de biofilm ainsi que la synthèse des pigments caroténoïdes. La seconde partie de nos travaux a consisté à évaluer l’impact de la limitation en fer, qui représente un stress rencontré par les bactéries pendant l’infection, sur l’expression de la pathogénicité de S. lugdunensis. Des approches phénotypique, transcriptomique et protéomique ont été entreprises et la méthode d’évaluation de la pathogénicité de S. lugdunensis en modèle d’infection de larves de Galleria mellonella a été mise au point. Nos données ont révélé que la carence en fer chez S. lugdunensis est un stress qui favorise sa capacité à former du biofilm tandis qu’il diminue sa résistance au stress oxydatif ainsi que sa virulence. De plus, en réponse à la condition de limitation en fer, S. lugdunensis est capable de mettre en place plusieurs mécanismes d’acquisition du fer, ce qui lui apporte vraisemblablement un avantage lors de l’infection et peut expliquer en partie le caractère opportuniste de ce pathogène.

My PhD project on the study of opportunistic factors in Staphylococcus lugdunensis aimed to better un- derstand how this commensal bacterium can be responsible for serious infections. The first part of our work was the construction of the ΔagrA and ΔRNAIII mutants of S. lugdunensis, encoding regulators potentially involved in virulence, to phenotypically characterize them and to identify the members of the regulons by global transcriptomic and proteomic analyzes. Our results have shown that AgrA is the major regulator of the Agr system in S. lugdunensis and that it controls the expression of genes allowing it to be more virulent, to adapt to environmental stresses (especially osmotic and oxidative stresses), to induce the formation of biofilm as well as the synthesis of carotenoid pigments. The second part of our work con- sisted in evaluating the impact of iron limitation, which represents a stress encountered by bacteria during infection, on the expression of the pathogenicity of S. lugdunensis. Phenotypic, transcriptomic and pro- teomic approaches were undertaken and the method for evaluating the pathogenicity of S. lugdunensis in a model of infection of Galleria mellonella larvae was developed. Our data revealed that iron deficiency in S. lugdunensis is a stress that promotes its ability to form biofilm while decreasing its resistance to oxidative stress as well as its virulence. Moreover, in response to this condition, S. lugdunensis is able to set up several mechanisms of iron acquisition, which probably provides it an advantage during infection and may partly explain the opportunistic behavior of this pathogen.