Multirésistance des entérobactéries aux antibiotiques et modulation de l’influx et de l’efflux membranaires chez Escherichia coli ST131

Multidrug-resistance among Enterobacteriaceae and modulation of influx and efflux in Escherichia coli ST131

• Auteur / Autrice : Alix Pantel
• Direction : Albert Sotto, Jean-Philippe Lavigne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 09/12/2015
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Virulence bactérienne et infections chroniques (Nîmes)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Marie Pagès
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Albert Sotto, Jean-Philippe Lavigne, Jean-Marie Pagès, Marie-Hélène Nicolas-Chanoine, Anne-Véronique Davin-Regli
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Marie Pagès, Marie-Hélène Nicolas-Chanoine

Mots clés

Mots clés contrôlés

Virulence (microbiologie)

Entérobactéries

Escherichia coli

Résistance aux antibiotiques

Mots clés libres

Multirésistance aux antibiotiques

Escherichia coli ST131

Entérobactéries

Pompes d'efflux

Perméabilité membranaire

Virulence

Multidrug-Resistance

Escherichia coli ST131

Enterobacteriaceae

Efflux pumps

Outer membrane permeability

Virulence

Résumé

La diffusion des entérobactéries multirésistantes aux antibiotiques (MDR) à l’échelle mondiale constitue une menace de santé publique majeure. Résistantes à au moins trois classes d’antibiotiques, les entérobactéries MDR entrainent des infections échappant aux traitements de première intention. La première partie de ce travail s’intéresse à l’épidémiologie moléculaire des souches d’entérobactéries MDR isolées dans les infections et les colonisations des patients hospitalisés en Languedoc-Roussillon, en France, et dans un pays où cette épidémiologie est encore peu connue, l’Algérie. Nous avons montré, dans notre région et au niveau national, que la résistance aux carbapénèmes était essentiellement liée à des modifications de la perméabilité membranaire (87,4% des entérobactéries résistantes, au niveau national). Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons étudié les modulations de la perméabilité membranaire et de l’efflux chez Escherichia coli ST131, l’exemple-type d’un clone MDR. Nous avons montré que ce clone mondial présentait une remarquable adaptabilité à la pression antibiotique. Cette adaptabilité avait un impact significatif sur la virulence et le fitness de E. coli. Les capacités de formation de biofilm et la virulence chez Caenorhabditis elegans étaient augmentées chez les souches de phénotypes « efflux ». Inversement, les souches de phénotypes « imperméabilité » présentaient un faible potentiel de virulence, associé à une diminution significative de la formation de biofilm et de la mobilité par swimming.

The spread of multidrug-resistant (MDR) Enterobacteriaceae is a major public health threat worldwide. Resistant to at least three classes of antibiotics, MDR Enterobacteriaceae cause infections for which first-line treatments are inefficient. The first part of this work focused on the molecular epidemiology of MDR Enterobacteriaceae strains isolated in infections and colonizations of patients hospitalized in Languedoc-Roussillon, in France and in Algeria, a country where few data are currently available. We showed in our region and nationally, that resistance to carbapenems was mainly due to changes in membrane permeability (87.4% of resistant Enterobacteriaceae, nationally).In the second part of this work, we studied the modulation of membrane efflux and permeability in the quintessential example of an international MDR high-risk clone, Escherichia coli ST131. We showed that this global clone had a remarkable adaptability to antibiotic pressure. This adaptability had a significant impact on the virulence and the fitness of E. coli. The biofilm formation and virulence capacities in Caenorhabditis elegans model were increased in strains overexpressing an efflux system. Conversely, the strains with altered porins expression had a low potential virulence, associated with a significant reduction in biofilm formation and swimming mobility.