Implication du métabolisme des sucres dans le pouvoir pathogène d'Escherichia coli

Involvement of sugar metabolism in Escherichia coli pathogenicity

• Auteur / Autrice : Vanessa Martinez-Jehanne
• Direction : Chantal Le Bouguénec
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie et virologie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Animaux

Désoxyribose

Opéron

microbiologie

Intestins

Interactions hôte-pathogène

Escherichia coli

Résumé

Escherichia coli est une espèce bactérienne très hétérogène incluant des souches commensales et des souches pathogènes extra-intestinales et intestinales. La capacité de ces souches à produire ces infections a été liée à la production de facteurs de pathogénicité. La caractérisation des régions génétiques codant ces facteurs a révélé qu'elles hébergent également de nombreux gènes codant pour des protéines impliquées dans le métabolisme bactérien. Le rôle de ces gènes de métabolisme dans le pouvoir pathogène des bactéries commence à être dévoilé. Lors de ce travail nous avons étudié 2 opérons métaboliques: l'opéron deoK, qui code pour l'utilisation du désoxyribose comme seule source de carbone, et l’opéron vpe, qui code pour un nouveau complexe de l’enzyme II du système phosphotranférase (PTS) d'E. Coli. Ces deux opérons sont situés dans une région métabolique hautement conservée et plus fréquemment associée aux souches pathogènes qu'aux souches commensales & E. Coli. L'expression, in vitro, des opérons deoK et vpe confère aux souches qui les portent des avantages compétitifs lors de la croissance en différents milieux. L'utilisation de différents modèles expérimentaux chez l'animal nous a permis de mettre en évidence que les opérons deoK et vpe sont importants pour la virulence des bactéries et jouent un rôle important dans la capacité des souches à s'implanter au niveau de la flore intestinale et à coloniser les reins. Ce travail a permis de mettre en évidence l'importance du métabolisme bactérien dans la capacité des bactéries à s'adapter aux différents environnements rencontrés au sein de l’hôte ainsi que dans le pouvoir pathogène des souches d'E. Coli.

Escherichia coli species includes both commensal and pathogenic strains causing extra-intestinal and intestinal infections. The ability of E. Coli strains to induce infections is related to the production of virulence factors. Characterization of genetic regions carrying these virulence factors revealed that they also lodge many genes coding for proteins involved in bacterial metabolism. The role of these metabolic genes in bacterial pathogenicity begins to be analysed. During this work we studied 2 metabolic operons the deoK operon, that confers the ability to use deoxyribose as the sole carbon source, and the vpe operon, that code for a new enzyme II complex of the phosphotranferase System (PTS) of E. Coli. These two operons are located in a metabolic region that is highly conserved and more frequently associated with pathogenic strains than with commensals E. Coli strains. We showed that in vitro expression of deoK and vpe operons confers competitive advantages for bacterial growth in different mediums. We use various experimental animal models and show that the deoK and vpe operons are important for bacterial virulence and play a large role in the capacity of the strains to establish within thé intestinal flora and to colonize the kidneys. This work revealed the importance of metabolism, and specially, sugar metabolism, for bacterial adaptation to the various environments encountered within the host and for bacterial pathogenicity.