Etude de la réponse au stress oxydatif en lien avec la virulence et la résistance aux antibiotiques chez Enterococcus faecium

Study of the oxidative stress response in relation to virulence and antibiotic resistance in Enterococcus faecium

• Auteur / Autrice : Valentin Wasselin
• Direction : Abdellah Benachour
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moleculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 24/02/2022
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche risques microbiens (Caen ; 2012-2022)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Caen Normandie (1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Vincent Cattoir
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Abdellah Benachour, Raphaël Duval, Nathalie Leblond-Bourget, Johann Peltier, Eliette Riboulet-Bisson
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Raphaël Duval, Nathalie Leblond-Bourget

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tétracycline

Peroxydase

Superoxyde dismutase

Résistance aux antibiotiques

Stress oxydatif

Enterococcus faecium

Mots clés libres

NADH peroxydase

Enterococcus faecium

Oxidative stress

Antibiotic resistance

Superoxide dismutase

Tetracyclines

Résumé

Chez Enterococcus faecalis, un lien a été établi entre la réponse au stress oxydatif, la virulence et la tolérance aux antibiotiques. Cependant pour E. faecium, qui est plus préoccupant en raison d’une fréquence accrue de résistance aux antibiotiques, cet aspect n’est pas élucidé car la réponse à ce stress n’a pas encore été suffisamment caractérisée. Notre objectif était donc d’identifier les acteurs impliqués dans cette réponse chez E. faecium en vue d’élucider leurs fonctions physiologiques et de déterminer s’ils ont un rôle dans sa virulence et/ou sa résistance aux antibiotiques. Nous avons tout d’abord identifié les acteurs potentiels de cette réponse à savoir : une alkyl hydroperoxyde réductase, une catalase à manganèse (Mn-Cat), une NADH peroxydase (Npr), une glutathion peroxydase, deux protéines de résistance aux hydroperoxydes organiques ainsi qu’une superoxyde dismutase à manganèse (SodA). Nous avons ensuite montré que SodA intervient dans la protection contre l’anion superoxyde et les peroxydes, ainsi que dans la virulence de E. faecium AUS0004. De plus, même si l'expression des gènes codant la Mn-Cat et les peroxydases putatives est modulée différentiellement en présence de peroxydes, les protéines correspondantes ne semblent pas essentielles pour la survie de E. faecium face au stress oxydant. Cependant, nous avons mis en évidence que Npr dégrade le peroxyde d’hydrogène et qu’à la suite de son inactivation les tétracyclines connues comme étant bactériostatiques deviennent bactéricides. Ainsi, la capacité de E. faecium à résister au stress oxydatif préviendrait l’action bactéricide de cet antibiotique. En conclusion, ces résultats révèlent que la réponse au stress oxydatif de E. faecium participe à sa virulence et à sa résistance aux antibiotiques. Stimuler le stress oxydant chez cette bactérie pourrait alors permettre de potentialiser les traitements à base de tétracyclines.

In Enterococcus faecalis, a link has been established between the oxidative stress response, the virulence and antibiotic tolerance. However, for E. faecium, which is of greater concern due to an increased frequency of antibiotic resistance, this aspect is not elucidated as the response to this stress is not yet sufficiently characterised. Our objective was therefore to identify the actors involved in oxidant protection in E. faecium in order to elucidate their physiological function and to determine whether they have a role in its virulence and/or resistance to antibiotics. We first identified the potential actors of this response, namely: an alkyl hydroperoxide reductase, a manganese-dependent catalase (Mn-Cat), an NADH peroxidase (Npr), a glutathione peroxidase, two organic hydroperoxide resistance protein and a manganese superoxide dismutase (SodA). We then showed that SodA is involved in protection against superoxide anion and peroxides, as well as in the virulence of E. faecium AUS0004. Furthermore, although the expression of genes encoding Mn-Cat and putative peroxidases is differentially regulated in the presence of peroxides, the corresponding proteins do not appear to be essential for E. faecium survival during oxidative stress. However, we showed that Npr scavenges hydrogen peroxide and that when inactivated, tetracyclines known to be bacteriostatic become bactericidal. Thus, the ability of E. faecium to resist oxidative stress could prevent the bactericidal action of this antibiotic. In conclusion, these results indicate that the oxidative stress response of E. faecium contributes to its virulence and its resistance to antibiotics. The stimulation of oxidative stress in this bacterium could then potentiate tetracyclines treatments.