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ANALYSE GÉNOMIQUE ET FONCTIONNELLE, DE CLONES EMERGENTS DE CITROBACTER FREUNDII PRODUISANT UNE CARBAPENEMASE

par Laura Biez

Projet de thèse en Microbiologie

Sous la direction de Thierry Naas et de Laurent Dortet.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué , en partenariat avec Immunologie des maladies virales, auto-immunes, hématologiques et bactériennes (laboratoire) et de Faculté de pharmacie (référent) depuis le 30-09-2019 .


  • Résumé

    Le combat contre les bactéries redevient un enjeu majeur de santé publique avec la dissémination des bactéries multi-résistantes (BMR) et la sélection de souches toto-résistantes. L'aggravation de cette situation nous ramènerait à l'ère pré-antibiotique, compromettant de nombreuses avancées de la médecine moderne qui requièrent des traitements antibiotiques, comme souligné par le rapport de l'OMS intitulé 'Antibacterial resistance : Global report on surveillance' (1). Les beta-lactamines, par leurs propriétés bactéricides, leur bonne tolérance, et leur efficacité clinique, sont parmi les antibiotiques les plus prescrits. Les carbapénèmes sont les beta-lactamines les plus puissantes et sont considérées comme les antibiotiques de dernier recourt lors d'infections par des bactéries à Gram négatif (2). L'utilisation des carbapénèmes est à l'origine de l'émergence de bactéries multi résistantes (BMR) et plus particulièrement d'Entérobactéries productrices de carbapénèmases (EPC)(2-6) associés à la modification quantitative ou qualitative des canaux d'entrée des carbapenèmes, les porines, ou à la surproduction de pompe a efflux. Citrobacter freundii est un bacille à Gram négatif appartenant à la famille des entérobacteries. Le Centre National de Référence (CNR) de résistance aux antibiotiques a recensé une émergence de souches de C. freundii résistants aux carbapénèmes. En effet, d'après le rapport d'activité de 2018 le nombre d'isolats de C. freundii résistants aux carbapénèmes augmentait de façon linéaire (x 2,5 sur 4 ans) entre 2012 et 2016. En revanche, depuis 2017, cet accroissement s'esrt largement accéléré avec un nombre de souches C. freundii résistants aux carbapénèmes qui a triplé en 2 ans. De plus parmi ses sopuches de C. freundii résistante aux carbapénèmes la quasit totalité (>90%) sont des souche productrices de carbapénèmase. Cette augmentation soudaine de souches productrice de carbapénèmase parmi les C. freundii suscite donc quelles interrogations. Cette amplification traduit-elle l'émergence d'un ou plusieurs clones à haut risques responsable de la dissémination ? Existe t-il chez C. freundii des structures génétiques particulières responsables de la dissémination des gènes codant pour les carbapénèmase ? Les résultats préliminaires sur le séquençage de 333 isolats de Citrobacter sp. producteurs des carbapénèmase a montré une prévalence plus marquée de certains clones de C. freundii ainsi que l'avènement de nouvelles espèces de Citrobacter.. Le projet de thèse va donc s'articuler autour de plusieurs axes de recherche : 1) L'étude de la capacité de ces clones de C. freundii à fort potentiel de dissémination d'acquérir de l'ADN éxogène dont les gènes de résistance. 2) L'étude de la différence de virulence entre les différents clones de C. freundii les plus prévalents par rapport au souches sporadiques. Cette partie du projet inclura une étude de la production de biofilm, d'adhésion aux cellules eucaryotes ainsi que des déterminations de doses létales LD50 sur un modèle de Galleria mellonella. 3) Une étude de génomique comparative sera réalisée afin de déterminer les caractéristiques génétiques uniques de ces clones à risque. Le but étant de pouvoir mettre à jour des gènes particuliers chez ces clones à risques et de démontrer leur rôle en tant que facteur de virulence ou d'adaptation pouvant expliquer la dissémination des clones qui les possèdent. 4) Caractériser les nouvelles espèces de Citrobacter par des méthodes biochimiques et lipidomiques. 5) Caractériser biochimiquement et génétiquement l'ensemble des carbapénèmases identifiés chez Citrobacter sp. de notre collection, y compris les nouvelles enzymes ou les nouveaux variants (NB : au moins deux nouveaux variants d'OXA-48 et un nouveau variant de VIM). De plus, in interet particulier sera porté sur le support génétique, afin de mettre en exergue une association support, gène de résistance et C. freundii (ST ?).

  • Titre traduit

    GENOMICS AND FUNCTIONAL ANALYSIS OF EMERGENT CARBAPENEMASE-PRODUCING CITROBACTER FREUNDII CLONES


  • Résumé

    Le combat contre les bactéries redevient un enjeu majeur de santé publique avec la dissémination des bactéries multi-résistantes (BMR) et la sélection de souches toto-résistantes. L'aggravation de cette situation nous ramènerait à l'ère pré-antibiotique, compromettant de nombreuses avancées de la médecine moderne qui requièrent des traitements antibiotiques, comme souligné par le rapport de l'OMS intitulé 'Antibacterial resistance : Global report on surveillance'. Les β-lactamines, par leurs propriétés bactéricides, leur bonne tolérance, et leur efficacité clinique, sont parmi les antibiotiques les plus prescrits. Les carbapénèmes sont les β-lactamines les plus puissantes et sont considérées comme les antibiotiques de dernier recourt lors d'infections par des bactéries à Gram négatif. L'utilisation des carbapénèmes est à l'origine de l'émergence de bactéries multi résistantes (BMR) et plus particulièrement d'Entérobactéries productrices de carbapénèmases (EPC)(1) associés à la modification quantitative ou qualitative des canaux d'entrée des carbapenèmes, les porines, ou à la surproduction de pompe a efflux. Citrobacter freundii est un bacille à Gram négatif appartenant à la famille des entérobacteries. Le Centre National de Référence (CNR) de résistance aux antibiotiques a recensé une émergence de souches de C. freundii résistants aux carbapénèmes. En effet, d'après le rapport d'activité de 2018 le nombre d'isolats de C. freundii résistants aux carbapénèmes augmentait de façon linéaire (x 2,5 sur 4 ans) entre 2012 et 2016. En revanche, depuis 2017, cet accroissement s'esrt largement accéléré avec un nombre de souches C. freundii résistants aux carbapénèmes qui a triplé en 2 ans. De plus parmi ses sopuches de C. freundii résistante aux carbapénèmes la quasit totalité (>90%) sont des souche productrices de carbapénèmase. Cette augmentation soudaine de souches productrice de carbapénèmase parmi les C. freundii suscite donc quelles interrogations. Cette amplification traduit-elle l'émergence d'un ou plusieurs clones à haut risques responsable de la dissémination ? Existe t-il chez C. freundii des structures génétiques particulières responsables de la dissémination des gènes codant pour les carbapénèmase ? Les résultats préliminaires sur le séquençage de 333 isolats de Citrobacter sp. producteurs des carbapénèmase a montré une prévalence plus marquée de certains clones de C. freundii ainsi que l'avènement de nouvelles espèces de Citrobacter.. Le projet de thèse va donc s'articuler autour de plusieurs axes de recherche : 1) L'étude de la capacité de ces clones de C. freundii à fort potentiel de dissémination d'acquérir de l'ADN éxogène dont les gènes de résistance. 2) L'étude de la différence de virulence entre les différents clones de C. freundii les plus prévalents par rapport au souches sporadiques. Cette partie du projet inclura une étude de la production de biofilm, d'adhésion aux cellules eucaryotes ainsi que des déterminations de doses létales LD50 sur un modèle de Galleria mellonella. 3) Une étude de génomique comparative sera réalisée afin de déterminer les caractéristiques génétiques uniques de ces clones à risque. Le but étant de pouvoir mettre à jour des gènes particuliers chez ces clones à risques et de démontrer leur rôle en tant que facteur de virulence ou d'adaptation pouvant expliquer la dissémination des clones qui les possèdent. 4) Caractériser les nouvelles espèces de Citrobacter par des méthodes biochimiques et lipidomiques. 5) Caractériser biochimiquement et génétiquement l'ensemble des carbapénèmases identifiés chez Citrobacter sp. de notre collection, y compris les nouvelles enzymes ou les nouveaux variants (NB : au moins deux nouveaux variants d'OXA-48 et un nouveau variant de VIM). De plus, in interet particulier sera porté sur le support génétique, afin de mettre en exergue une association support, gène de résistance et C. freundii (ST ?).