Physiopathologie des infections ostéo-articulaires sur matériel à Escherichia coli

Physiopathology of escherichia coli orthopaedic implant infections

• Auteur / Autrice : Lise Cremet
• Direction : Nathalie Caroff, Stéphane Corvec
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie, médecine et santé. Bactériologie
• Date : Soutenance en 2015
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé Nantes-Angers (2008-2021)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Nantes Université. Pôle SantéUFR des Sciences Pharmaceutiques et Biologiques (Nantes) - Université Nantes-Angers-Le Mans - COMUE (2009-2015)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Os -- Infections

Biofilms

Hémolysines

Ostéoblastes

Escherichia coli

Résumé

Les bacilles à Gram négatif sont impliqués dans 6 à 23% des infections ostéo-articulaires sur matériel (IOAM), et Escherichia coli est la première cause de ces infections. La pathogénèse des IOAMs à E. Coli reste encore mal connue. Dans le but de déterminer si les souches de E. Coli responsables d'IOAMs présentent une virulence spécifique et/ou une capacité particulière à échapper au système immunitaire, 30 souches cliniques de E. Coli isolées dans ce contexte ont été étudiées. Nos travaux soulignent le fort potentiel pathogène de la majorité des E. Coli isolés d'IOAMs, et indiquent que des souches de E. Coli uropathogènes pourraient être responsables, après diffusion hématogène, d'un grand nombre d'IOAMs à E. Coli. La plupart des E. Coli isolés d'IOAMs parviennent à échapper à l'activité bactéricide des polynucléaires neutrophiles et du système du complément, impliqués dans la réponse précoce à l'infection. Seule une faible proportion des souches semble capable de former du biofilm in vitro. Nous montrons aussi la faible adhérence et très faible internalisation des E. Coli isolés d'IOAMs, dans les cellules ostéoblastiques. Les souches les plus adhérentes induisent la même réponse cytokinique (IL-6 et TNF-α) que des souches de Staphylococcus aureus ou Pseudomonas aeruginosa, isolées dans le même contexte. Enfin, nos travaux mettent en évidence l'importante activité cytolytique des souches de E. Coli productrices d'alpha-hémolysine, vis-à-vis des polynucléaires neutrophiles et des cellules ostéoblastiques.

Gram-negative bacilli are involved in 6 to 23% of orthopaedic implant infections (OII), and E. Coli is the first cause of Gram-negative OII. However, the pathogenesis of E. Coli has not been investigated in this context. To better understand if E. Coli strains from OII can be distinguished on the basis of a singular virulence and/or an ability to avoid host innate immune responses, 30 clinical strains isolated in this context were studied. Most of the 30 OII E. Coli showed a high virulence potential, and urinary tract infections and bacteremia represented a common source of implant seeding. Our results highlight the formidable subversive capacities of OII E. Coli against two major components of the innate immunity, i. E. Polymorphonuclear neutrophils and the complement system. Only a few proportion of the strains formed a strong biofilm in our experimental conditions. Furthermore, the OII E. Coli showed low adherence rates to osteoblastic cells and were poorly internalized. The most adherent strains induced IL-6 or TNF-α responses, which were equivalent to those elicited by S. Aureus or P. Aeruginosa strains recovered in the same clinical context. Finally, our study highlighted the high cytolytic potential of the alpha-hemolysin-producing E. Coli strains towards polymorphonuclear neutrophils and osteoblastic cells.