Pseudomonas aeruginosa multi-résistant : étude de nouvelles cibles antibiotiques.

par Manon Janet-Maitre

Projet de thèse en Virologie - Microbiologie - Immunologie

Sous la direction de Eric Faudry.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble) , en partenariat avec BCI - Biologie du Cancer et de l'Infection (laboratoire) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    Le développement d'antibiotiques a permis le contrôle ainsi que la prévention d'infections dans le milieu hospitalier. Cependant, leur usage mal adapté a conduit à l'émergence d'antibiorésistance, devenue aujourd'hui un problème majeur de santé publique à travers le monde. Des souches multi-résistantes sont identifiées régulièrement dans les milieux hospitaliers. C'est notamment le cas pour Pseudomonas aeruginosa, une bactérie pathogène opportuniste pour l'homme, responsable d'environ 10% des infections nosocomiales en Europe, classée par l'Organisation Mondiale de la Santé en 2017 en haut de liste des bactéries nécessitant le développement urgent de nouveaux antibiotiques. Des suites d'une étude génétique sur l'ensemble du génome, Tn-seq, réalisée dans la souris, différentes protéines de surface de P. aeruginosa ont été identifiées comme essentielles pour la persistance de P. aeruginosa in vivo. Ce projet vise à étudier ces candidats comme des cibles potentielles d'antibiotiques. Nous commencerons notamment avec l'étude de deux protéines de surface, dont l'environnement génétiques indique un potentiel rôle de la protéine d'intérêt dans la réponse aux antibiotiques. Ceci est en accord avec les résultats d'une étude RNA-seq, montrant une surexpression des gènes d'intérêt dans une souche clinique. Le premier objectif de ce projet est de comprendre la fonction ainsi que la régulation des gènes d'intérêt dans P. aeruginosa in vivo et in vitro. Pour cela, des études phénotypiques des mutants de délétion seront réalisées grâce à des méthodes développées dans le laboratoire comme la virulence envers des cellules eucaryotes et la résistance au sang humain. Les mutants seront aussi testés sur un modèle d'infection murin. De plus, les gènes d'intérêt sont activés par les polymyxines, une classe d'antibiotiques de dernier recours. Pour cette raison, nous étudierons la régulation de ces gènes par une approche globale sur l'ensemble du génome, afin d'identifier de potentiels régulateurs des gènes d'intérêt. Le deuxième objectif de ce projet sera d'établir l'intéractomes des protéines d'intérêt directement sur des cellules de P. aeruginosa par co-immunoprecipitation. Nous avons déjà optimisé les conditions d'expression et de purification d'une de ces protéines. Son étude structurale sera réalisée en collaboration avec l'IBS puis les données structurales seront ensuite validées par mutagenèse dans P. aeruginosa. Enfin, nous évaluerons le potentiel de ces protéines ainsi que de leurs partenaires comme cibles antibiotiques. Pour ceci, nous développerons un criblage de petites molécules pouvant inhiber leur fonction biologique. Ceci sera effectué en collaboration et dépendra des résultats des deux objectifs précédant.

  • Titre traduit

    Exploring novel antibiotic targets in multi-résistant Pseudomonas aeruginosa.


  • Résumé

    Antibiotic resistance is a major threat for human health, as recently highlighted by the World Health Organization (WHO). The failure to find new antibiotics in the last years calls for innovation in this field of research. The nosocomial pathogen Pseudomonas aeruginosa is of critical priority to identify new classes of targets and molecules. Recent genome-wide experiments, Tn-Seq, performed in mice, identified several envelope proteins, as essential for bacterial fitness in vivo. In this project, we propose to study those hits as putative targets for new antibiotics. Notably, we will start our studies with two surface proteins, whose genetic environment points toward a role of this protein in antibiotic resistance, in agreement with RNA-seq results displaying an overexpression of the associated genes in a clinical strain. The first objective of the project is to decipher the function and regulation of those genes in P. aeruginosa in vitro and in vivo. To that aim, the phenotype of the deletion mutants will be determined using classical screening techniques developed in the team including virulence toward eukaryotic cells, resistance in the whole blood model and sensitivity to a panoply of bactericides/antibiotics. The mutants will be tested in mouse models of infection available in the laboratory. Moreover, it has been shown that polymyxin B activates the expression of the genes of interest. We will further study this up-regulation by a genome-wide approach. We will employ genome-wide transposon mutagenesis to search for regulators of the gene of interest. The second main aim will be to identify the proteins' partners in cellulo, directly from P. aeruginosa cells using co-immunoprecipitation as well as getting a better understanding of their structural and functional features. We have already optimized the conditions to overproduce one of the proteins of interest. Structural characterization of the complexes will be done with our long-term collaborators at the IBS and structural data will be validated by mutagenesis in P. aeruginosa. Finally, we will evaluate the potential of these proteins and its partners as antibacterial targets. To that aim, we will tackle more translational aspects by developing tools to screen small molecules able to inhibit their biological function. This will be done in collaboration and will depend on results acquired from two previous objectives.