Place de la structure génétique de l'espèce Escherichia coli dans l'état de son commensalisme intestinal et dans l'expression de sa virulence.

Impact of the genetic structure of Escherichia coli species in intestinal commensalism and in virulence expression

• Auteur / Autrice : Mounira Smati
• Direction : Bertrand Picard, Erick Denamur
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie moléculaire
• Date : Soutenance le 08/12/2014
• Etablissement(s) : Paris 13
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Galilée (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Université Paris 13
• Jury : Président / Présidente : Stéphane Bonacorsi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Schischmanoff
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Simonet, Roland Quentin

Mots clés

Mots clés contrôlés

PCR (génétique)

Commensalisme

Escherichia coli

Mots clés libres

Ilot de pathogenicité

Pathogenicity island

Résumé

Escherichia coli est le commensal aérobie le plus fréquent du tube digestif de l’homme et des animaux à sang chaud et le bacille à Gram négatif pathogène opportuniste le plus souvent impliqué dans les infections intestinales et extra intestinales de l’homme. C’est une espèce clonale chez laquelle 4 groupes phylogénétiques principaux, A, B1, B2 et D ont été décrits. L’objectif de cette thèse est d’étudier l’adaptation de E. coli et les rapports de cette adaptation avec la structure génétique de l’espèce caractérisée par les 4 groupes phylogénétiques dans deux circonstances : le commensalisme intestinal de l’homme et de plusieurs espèces animales sauvages et domestiques, herbivores et omnivores d’une part et la virulence extra-intestinale mesurée par l’expression des gènes codants pour un sidérophore, la yersiniabactine, dont les gènes sont situés au sein de l’ilot de pathogénicité HPI (PAI IV). La répartition dans les 4 groupes phylogénétiques des souches commensales du tube digestif de 100 hommes et de 137 animaux a été étudiée par une technique de PCR en temps réel originale. Trois principaux entérocolitypes, correspondant à des associations préférentielles de phylogroupes ont été ainsi décrits comme plus fréquents en fonction de la nature des hôtes.Chez l’homme, les souches du groupe B2 ont été retrouvés exclusives chez 15 % des individus et ont été clairement distinctes des souches B2 des animaux sauvages par la plus grande fréquence de leurs facteurs de virulences (sfa/foc et pks). L’effet du fond génétique des sous groupes II, III et IX du groupe B2 sur l’expression de la virulence liée au HPI a été étudié dans un modèle murin de virulence extra-intestinale et dans un modèle d’amibe sociale Dictyostelium discoideum, pouvant être assimilé à un macrophage. Le HPI chez E. coli interagît avec la clonalité de l’espèce qui s’exprime par l’existence des sous-groupes de B2. Dans les modèles de virulence que nous avons développés, les mêmes gènes ont, en fonction du fond génétique des différents isolats naturels, des effets différents.

Escherichia coli is the most abundant aerobic bacteria of the human microbiota, and a major opportunistic pathogen in humans. It is the clonal species for wich main phylogenetic groups have been described. The aim of this thesis is to study E. coli adaptation through the genetic structure of the specis in two circumstances : the intestinal comensalism, and the extra-intestinal virulence estimated via expression of genes encoding for yersiniabactin, a major siderophore, located on a high patogenicity island (HPI). The repartition of the 4 phylogroups has been studied in faecal microbiota of 100 humans and 137 animals thanks to an original quantitative PCR assay. Three main enterocolitypes, corresponding to associations of phylogroups, have been described. In humans, B2 phylogroup strains were exclusive in 15% of individuals and were shown to be clearly distinct from animal B2 strains on the base of the presence of two virulence factors (sfa/foc and pks). The impact of the genetic background of the B2 sub-groups II, III an IX on the virulence based on HPI was studied in a mice model and in an amoeba model Dictyostelium discoideum. The HPI interacts with the clonality of the species represented by the existence of the B2 subgroups.