Analyse des génomes complets de E. coli et S. aureus pour la compréhension de la dissémination de ces espèces dans la population communautaire

Analysis of the whole genomes of E. coli and S. aureus to gain insight into the spread of these species in community settings

• Auteur / Autrice : Maxime Danjean
• Direction : Paul-Louis Woerther, Laure Surgers
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Inscription en doctorat le 02/11/2021
• Etablissement(s) : Paris 12
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de la Vie et de la Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : DYNAMIC Dynamique de la colonisation fongique de l'épithélium respiratoire chez l'Homme et l'animal

Mots clés

Mots clés libres

Escherichia coli

Staphylococcus aureus

Séquençage de génome complet

Epidémiologie moléculaire

Comparaison des génomes

Voies de transmissions

Escherichia coli

Staphylococcus aureus

Whole genome sequencing

Molecular epidemiology

Genomes comparison

Transmissions routes

Résumé

La diffusion épidémique de E. coli et S. aureus est une problématique hospitalière et communautaire. Bien que la communauté constitue le principal réservoir, il existe encore peu d'études sur l'émergence et la dissémination des clones épidémiques en son sein. La détermination du portage bactérien au sein de foyers de populations au sein de la communauté permet mieux comprendre les mécanismes de diffusion. Dans ce contexte, le séquençage à haut débit des génomes complets (WGS) à l'échelle du nucléotide est une méthode de haute résolution qui permet la caractérisation des isolats bactériens et de décrire l'épidémiologie moléculaire. Les outils bio-informatiques de phylogénie moléculaire associés au i) core-genome MLST (cgMLST) et ii) la mesure des Single Nucleotide Polymorphism (SNP) permettent de retracer les clusters d'individus porteurs et les proximité des génomes. Le WGS sera mis à profit dans une population d'individus à risque d'infections sexuellement transmissibles (IST) pour étudier l'épidémiologie du portage et la transmission épidémique de E. coli et S. aureus en son sein. La corrélation des données génomiques avec la base de données épidémiologiques permettra de déterminer les risques associés aux clones émergents et de connaître les voies de transmissions spécifiques. En conclusion, ce projet permettra de mieux comprendre l'épidémiologie moléculaire du portage bactérien au sein de la communauté.

The epidemic spread of E. coli and S. aureus is both a hospital and a community problem. Although the community is the main reservoir, there are still few studies on the emergence and dissemination of epidemic clones within it. Identifying bacterial carriage in community outbreaks provides a better understanding of dissemination routes. In this context, high-throughput whole-genome sequencing (WGS) at nucleotide scale is a high-resolution method for characterizing bacterial isolates and depicting molecular epidemiology. Bioinformatics tools for molecular phylogeny, combined with i) core-genome MLST (cgMLST) and ii) Single Nucleotide Polymorphism (SNP) measurement, can be used to track clusters of carriers and to quantify genome proximity. WGS will be applied to a population of individuals at risk of sexually transmitted infections (STIs) to investigate the epidemiology of carriage and epidemic transmission of E. coli and S. aureus within it. By correlating genomic data with the epidemiological metadata, the risks associated with emerging clones can be determined, and specific transmission routes identified. In conclusion, this project will provide a better understanding of the molecular epidemiology of bacterial carriage in the community.