Etude comparative du rôle du Quorum Sensing dans la régulation de l'expression des facteurs de virulence chez un isolat clinique de Staphylococcus Aureus en culture planctonique et en biofilm

Role of Quorum Sensing system in regulating the expression of virulence factors of a clinical isolate of Staphylococcus aureus : a comparative study between biofilm and planktonic cultures

• Auteur / Autrice : Heïdy Eleaume
• Direction : Saïd Jabbouri
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie moléculaire
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Littoral
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de recherche sur les biomatériaux et les biotechnologies (Boulogne-sur-mer, Pas-de-Calais)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Virulence (microbiologie)

Régulation (biologie)

Biofilms

Staphylocoque doré

Mots clés libres

PCR quantitative en temps réel

Quorum Sensing

Résumé

Staphylococcus Aureus est un pathogène opportuniste produisant un grand nombre de facteurs de virulence. Parmi ceux-ci, la toxine a excrétée, codée par hla, et la protéine A de surface, codée par spa, sont souvent utilisées comme modèle d'étude de la régulation de l'expression des facteurs de virulence. Le système de quorum sensing (QS), codé par le locus agr, intervient dans leur régulation in vitro. La capacité de S. Aureus à former des biofilm est aussi considéré comme facteur de virulence permettant d'aggraver et de rendre chronique les infections. L'un des composants du biofilm (le PIA) est synthétisé par les produits du locus ica. Le rôle du QS dans la régulation de l'expression de hla, de spa et ica a été étudié chez un isolat clinique issu d'une infection sur prothèse orthopédique et chez son mutant isogénique délété dans le gène agrC, au cours de la croissance en conditions planctonique et sessile dans le biofilm. La technique de PCR quantitative en temps réel associée à la méthode de quantification relative des transcrits desgènes d'interêt, en utilisant le transcrit 16S comme standard interne se sont révélées les mieux adaptées à l'étude de la transcription au cours de la croissance. Dans les deux conditions de culture, nous avons montré que le transcrit RNAIII, molécule effectrice du QS, était exprimée à un niveau basal en absence d'agrC, supposé être absolument requis pour son expression. Notre étude a également mis en évidence, pour la première fois une activation d'ica par le QS, alors que la production de biofilm est supérieure chez le mutant. Enfin, la régulation de l'expression d'hla et spa par le QS est très différente selon les conditions de culture.

Staphylococcus aureus is an opportunistic pathogen producing a large number of virulence factors. Among these, the secreted alpha-toxin, encoded by hla, and the surface-associated protein A, encoded by spa, are often considered as reporters of virulence factors regulation studies. The quorum sensing (QS) system, encoded by agr, is involved in their regulation in vitro. The biofilm formation ability of S. Aureus is also considered as a virulence factor, as it is the cause of heavier and chronic infections. One of the biofilm components (PIA) is synthesized by the products of the ica locus. QS involvement in the expression regulation of hla, spa and ica is studied in a clinical strain, isolated from an infected prosthesis, and in an isogenic mutant strain deleted in agrC gene, during planktonic and biofilm sessile growth. The real-time quantitative PCR technique associated with relative quantification method of target genes transcripts compared to 16S transcripts appeared to be the best method for transcription study during growth. In both growth conditions, we have demonstrated that the RNAIII transcript, the QS molecular effector, was expressed in a basal level in agrC mutant. In the same time, our study has for the first time outlined an ica activation by the QS, whereas the biofilm production by the mutant was more important. Finally, hla and spa expression regulation by QS is very different depending on growing conditions.