Soutenance de thèse de Sonia MION

Ecole Doctorale
Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité
Biologie-Santé: Biochimie structurale
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
Quorum Sensing,Quorum Quenching,Traitement antimicrobien,Détection du quorum,Bactéries -- effets des médicaments et substances chimiques,Antibactériens -- pharmacologie
Keywords
Quorum Sensing,Quorum Quenching,Antimicrobial treatment,Enzymatic quenching,
Titre de thèse
Bloquer la communication des bactéries pour diminuer leur virulence et augmenter leur sensibilité aux traitements antimicrobiens
Quenching bacterial communication to inhibit their virulence and increase their sensitivity to antimicrobial treatments
Date
Vendredi 9 Octobre 2020 à 14:00
Adresse
Faculté des Sciences Médicales et Paramédicales secteur Timone (Aix-Marseille Université) 27 Boulevard Jean Moulin, 13385 Marseille
Salle de thèse n°2
Jury
Directeur de these M. Eric CHABRIERE Aix-Marseille Université
Rapporteur Mme Claire LE HéNAFF-LE MARREC Université de Bordeaux - Bordeaux INP
Rapporteur M. Raphaël LAMI Sorbonne Université
Examinateur Mme Sophie BLEVES Aix Marseille Université
Examinateur M. David DAUDé Gene&GreenTK

Résumé de la thèse

De nombreuses bactéries utilisent un système de communication moléculaire, le Quorum Sensing (QS), afin de synchroniser leur comportement en fonction de la densité de population. Le QS régule l’expression de gènes associés à la virulence, la formation de biofilm, la résistance aux antimicrobiens ou la compétition inter-espèces. Bloquer le QS, une stratégie appelée Quorum Quenching (QQ) est prometteuse pour diminuer la virulence bactérienne et augmenter l’efficacité des antibiotiques ou autres bactériophages. L’enzyme SsoPox, capable de bloquer le QS de bactéries à Gram négatif, a été étudiée ainsi que sa complémentarité avec des traitements antibactériens. L’enzyme s’est montrée capable de diminuer la virulence et la formation de biofilm chez des souches modèles et des isolats cliniques de Pseudomonas aeruginosa multirésistants. Des effets synergiques avec la ciprofloxacine et un cocktail de bactériophages ont par ailleurs mis en évidence sa capacité à augmenter la sensibilité des bactéries aux antimicrobiens. L’impact de SsoPox sur un mécanisme de résistance bactérien, le système CRISPR-Cas, a ensuite été démontré et permettrait de limiter le développement de résistances aux bactériophages. Enfin, l’utilisation d’une approche combinant protéomique et métabolomique a permis d’étudier l’impact de SsoPox sur une bactérie environnementale Chromobacterium violaceum et de montrer son potentiel pour modifier la compétition de la bactérie envers d’autres organismes procaryotes et eucaryotes. Ainsi tous ces travaux tendent à montrer que SsoPox serait efficace comme complément voire alternative aux antimicrobiens et pourrait également être utilisée pour modifier des microbiotes.

Thesis resume

Many bacteria use a molecular communication system, referred to as Quorum Sensing (QS), to synchronize their behavior in a cell density-dependent manner. QS regulates the expression of genes involved in virulence, biofilm formation, antimicrobial resistance or interspecies competition. Disrupting QS, a strategy called Quorum Quenching (QQ) is a promising way to inhibit bacterial virulence and increase antibiotic or bacteriophage efficiency. SsoPox, an enzyme able to quench QS of gram-negative bacteria, was studied along with its complementarity with antibacterial treatments. The enzyme successfully decreased virulence and biofilm formation in multi-resistant model strain and clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa. Synergetic effects with ciprofloxacin and a bacteriophage cocktail highlighted its capacity to enhance bacterial sensitivity to antimicrobials. SsoPox impact on a bacterial resistance mechanism, namely the CRISPR-Cas system, was then shown and could limit the development of resistance to bacteriophages. Finally, an approach combining proteomic and metabolomic analyses was used to investigate SsoPox impact on an environmental bacteria, Chromobacterium violaceum and was shown to alter its capacity to compete with prokaryotic and eukaryotic organisms. Thus, all this work suggests that SsoPox would be an efficient complement or even an alternative to antimicrobials and could also be used to modulate microbiota.