Etude du microenvironnement matriciel de biofilms, rôle de polymères extracellulaires dans la structure du biofilm et le comportement bactérien

par Thomas Cousseau

Projet de thèse en Sciences de la vie et de la santé - Cergy

Sous la direction de Patrick Di martino.

Thèses en préparation à Cergy-Pontoise , dans le cadre de ED SI - Sciences et Ingénierie , en partenariat avec Equipe de recherche sur les relations matrice extracellulaire-cellules (laboratoire) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    Les biofilms sont des édifices macromoléculaires et cellulaires qui résultent de l'adhérence et du développement de microorganismes à l'interface solide/liquide ou liquide/air. Ils sont constitués de cellules enchâssées dans un réseau de polymères biologiques qui forment une matrice extracellulaire aux propriétés viscoélastiques. Des polysaccharides sont à la base de ces propriétés mécaniques, la viscoélasticité étant modulée par la teneur du biofilm en d'autres polymères extracellulaires comme les protéines amyloïdes et l'ADN extracellulaire. Une meilleure connaissance de la structure, de l'organisation et des fonctions des polymères extracellulaires de matrice au sein des biofilms permettra soit d'optimiser leur formation dans les biotechnologies à biofilm, soit de lutter contre leur développement dans l'industrie par des procédés de nettoyage ciblés ou en thérapie anti-infectieuse. L'objet des travaux de thèse sera de préciser le rôle des différents types de polymères de matrice dans la constitution de la structure en biofilm et d'étudier les interactions entre polymères au sein de la matrice. Pour caractériser ces éléments matriciels, des biofilms formés à l'interface solide/liquide ainsi que des biofilms flottants à l'interface liquide-air appelés pellicules, seront formés et étudiés en conditions statiques et sous contrainte hydrodynamique. En parallèle, des matrices artificielles à base de polysaccharides, de protéines et d'ADN, mimant les propriétés de matrices de ces biofilms, seront développées et étudiées pour leurs aspects structuraux et leurs rôles dans les propriétés mécaniques des biofilms.

  • Titre traduit

    Study of biofilm matrix microenvironment, role of extracellular polymers in the biofilm structure and bacterial behavior


  • Résumé

    Biofilms are macromolecular and cellular structures resulting from the adhesion of microorganisms and development at the interface solid / liquid or liquid / air. They consist of cells embedded in a network of biological polymers which form an extracellular matrix to the viscoelastic properties. Polysaccharides are the basis of these mechanical properties, viscoelasticity being modulated by the biofilm content of other polymers such as extracellular amyloid and extracellular DNA. A better understanding of the structure, organization and function of extracellular matrix polymer in biofilms will be to optimize their training in biotechnology biofilm or to fight against their development in industry by process targeted cleaning or anti-infectious therapy. The purpose of the thesis work will clarify the role of different types of matrix polymers in the formation of the biofilm structure and to study interactions between polymers in the matrix. To characterize these matrix elements, biofilms formed at the solid / liquid interface and floating biofilms at the liquid-air interface called dandruff, will be trained and studied in static conditions and under hydrodynamic stress. In parallel, artificial matrices based on polysaccharides, proteins and DNA, matrices mimicking properties of biofilms will be developed and studied for their structural aspects and their roles in the mechanical properties of biofilms.