Caractérisation du système BAC impliqué dans la formation de biofilms chez Pseudomonas aeruginosa

• Auteur / Autrice : Mohamed Amine Ben Mlouka
• Direction : Pascal Cosette, Thierry Jouenne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Microbiologie
• Date : Soutenance en 2014
• Etablissement(s) : Rouen
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale normande de chimie (Caen)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Polymères, biopolymères, surfaces (Saint-Etienne-du-Rouvray, Seine-Maritime ; 1974-...)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bactéries -- Adhésivité

Phénotype

Protéomique

Infections à Pseudomonas aeruginosa

Biofilms

Pseudomonas aeruginosa

Résumé

Pseudomonas aeruginosa est une bactérie Gram négatif, pathogène opportuniste, impliquée dans un grand nombre d'infections nosocomiales. Cette bactérie est aussi responsable des surinfections broncho-pulmonaires chez les patients atteints de mucoviscidose. Cette prééminence est en partie due à sa capacité à former des biofilms qui lui confèrent une résistance exceptionnelle aux antimicrobiens. Les présents travaux ont eu comme objectif la caractérisation du système protéique baptisé BAC «Biofilm Associated Cluster», impliquant les protéines codées par le cluster de gènes PA3729-PA3732. L’objectif était d’évaluer l’implication de ce système dans la formation du biofilm et la sécrétion de lipides. Les tests phénotypiques réalisés sur les souches mutantes ont permis de confirmer le rôle du système BAC dans l’adhésion de la bactérie et la production de rhamnolipides. Les études de compartimentation par analyse protéomique ont permis de proposer des localisations pour les protéines PA3729 et PA3731 du système. Les études de conductance réalisées sur la protéine PA3729 purifiée, après reconstitution en bicouche lipidique, ont montré que cette protéine forme majoritairement un petit canal de 28 pS. Enfin, les études interactomiques par ITC (Isothermal Titration Calorimetry) sur les différentes protéines ont confirmé des interactions protéine-protéine entre certaines protéines du système, en particulier entre PA3731 et PA3732. En conclusion, le système BAC pourrait être un nouveau système de sécrétion, non encore caractérisé, impliqué dans la production extracellulaire de lipides. Ce système serait impliqué dans l’adhésion de la bactérie aux surfaces biotiques et abiotiques.

Pseudomonas aeruginosa is a gram negative bacterium, involved in a large number of nosocomial infections. This microorganism is also the main infectious agent involved in bronchopulmonary infections in cystic fibrosis patients. This is largely linked to the high ability of this bacterium to form biofilms which confers an increased resistance to antibiotics. The aim of the present study was to characterize the BAC “biofilm associated cluster”, system which involves proteins coded by the pA3729-pA3732 gene cluster. The aim was to evaluate the involvement of this system in the biofilm formation and lipid secretion. KO bac mutants were tested for their ability to adhere on biotic and abiotic surfaces. Thereafter, targeted proteomics approaches were implemented to decipher the potential localization of the different proteins of the BAC system. Preliminary functional experiments were also performed on the PA3729 purified protein which is probably addressed to the outer membrane. Lastly, interactomic experiments were realized on the BAC system purified proteins, by using the Isothermal Titration Calorimetry approach. Phenotypic tests performed with the mutants confirmed the role of the BAC system in the bacterial adhesion. Montal-Muller experiments demonstrated that the PA3729 protein was able to display a channel. Interactomic investigations confirmed the interaction between proteins of BAC system, in particular between PA3731 and PA3732. From these investigations, we hypothesize that the BAC system could be a new secretion system, not characterized yet, involved in extracellular lipid production. This system is involved in the bacterial adhesion to biotic and abiotic surfaces.