Intégrons de résistance et pression de sélection antibiotique

Resistant integrons and antibiotic selective pressure

• Auteur / Autrice : Olivier Barraud
• Direction : Marie-Cécile Ploy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie. Médecine. Santé
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Limoges

Mots clés

Mots clés contrôlés

Appareil digestif

Résistance aux antibiotiques

Intégrons

Résumé

Les intégrons sont des éléments génétiques bactériens de capture et d’expression de gènes sous forme de cassettes. Ils sont très répandus, majoritairement au sein des bactéries à Gram négatif (BGN). Les intégrons de résistance (IR) jouent un rôle majeur en bactériologie médicale en raison de leur capacité de recrutement et d’expression de gènes de résistance aux antibiotiques. L’objectif de ce travail de thèse était d’analyser les effets de la pression de sélection antibiotique sur les IR, d’un point de vue mécanistique sur les réarrangements de cassettes et d’un point de vue plus appliqué sur le portage digestif d’IR. Une première partie du travail à consister à réaliser des expériences de pression de sélection maîtrisée sur une souche d’Escherichia coli portant un IR synthétique avec 4 cassettes de résistance ; une seconde partie s’est attachée, grâce à la mise au point d’une technique de qPCR, à détecter les IR dans des environnements complexes soumis à des pressions de sélection antibiotique (tube digestif de patients hospitalisés, bactéries isolées d’effluent hospitalier ou de prélèvements cliniques) en se focalisant sur le lien entre IR et résistance aux antibiotiques afin d’évaluer la valeur prédictive des IR en tant que biomarqueurs. Pour la partie fondamentale, nos travaux ont montré, dans notre modèle, que l’intégrase était capable, sans être surexprimée, d’assurer des réarrangements de cassettes au sein d’un IR de façon à conférer à la bactérie une plus grande résistance à l’antibiotique qui exerçait la pression. Nos travaux appliqués ont permis de décrire de nouveaux IR au sein de bactéries et ont montré un effet de la pression de sélection antibiotique sur le portage digestif en IR. Le lien IR - résistance aux antibiotiques a été confirmé. Les IR semblent être un marqueur prometteur de la résistance aux antibiotiques chez les BGN, notamment en termes de valeur prédictive négative.

Integrons are bacterial genetic elements able to capture and express genes embedded within cassettes. Integrons are widely distributed notably among Gramnegative bacteria (GNB). Resistant integrons (RI) are involved in medical bacteriology due to their ability in recruiting and expressing genes encoding resistance to antibiotics. Aim of this work was to better understand the effect of antibiotic selective pressure on RI working both on a mechanistic level concerning gene cassette rearrangements and on an epidemiological level concerning the link between antibiotic selective pressure and digestive carriage of RI. First part of the work concerned experimental assays of antibiotic selective pressure on an Escherichia coli strain harboring a RI with 4 gene cassettes; second part first consisted in the development of a qPCR method to detect RI, and secondly detected RI in complex environments submitted to antibiotic selective pressures (stools of inpatients, bacteria isolated from hospital effluent or from clinical origin) with focus on the link between RI and antibiotic resistance so as to evaluate the predictive value of RI as biomarkers. Concerning fundamental work, we demonstrated, in our model, that integrase was able, without overexpression, to catalyze gene cassettes rearrangements so as to confer to the host bacteria a higher resistance against the antibiotic selective pressure. Epidemiological work leads to describe new RI among bacteria and showed an effect of antibiotic selective pressure on RI carriage. The link between RI and resistance to antibiotics was confirmed. RI could constitute a hopeful marker of antibiotic resistance in GNB, particularly if considering its negative predictive value.