Thèse soutenue

Caractérisation de l'homéostasie et de l'impact de l'hème sur les capacités de virulence et de colonisation de bactéries à GRAM positif

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Auteur / Autrice : Laetitia Joubert
Direction : Delphine Lechardeur
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Microbiologie
Date : Soutenance le 20/12/2016
Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : AgroParisTech (France ; 2007-....)
Laboratoire : Microbiologie de l'Alimentation au Service de la Santé humaine (Jouy-en-Josas)
Jury : Président / Présidente : Christina Nielsen-Leroux
Examinateurs / Examinatrices : Christina Nielsen-Leroux, Claire Poyart, Jean-Marc Ghigo, Shaynoor Dramsi, Olivier Dussurget
Rapporteurs / Rapporteuses : Claire Poyart, Jean-Marc Ghigo

Résumé

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L’hème est une molécule essentielle à de nombreuses fonctions bactériennes. Cependant, cette molécule génère des radicaux libres qui lui confèrent des propriétés toxiques. Nous avons caractérisé les mécanismes de l’homéostasie de l’hème impliquant le transporteur d’efflux HrtBA. Chez L. lactis nous avons démontré que HrtBA empêche l’accumulation membranaire et intracellulaire d’hème exogène par un mécanisme ménaquinone dépendant. HrtBA est aussi présent chez de nombreux pathogènes. Chez S. agalactiae, la transcription de HrtBA est régulée par un système à deux composants HssRS. Le senseur HssS reconnait l’hème exogène internalisé. Pour élucider le rôle de l’hème de l’hôte dans la virulence de S. agalactiae, un modèle d’infection systémique chez la souris utilisant la luminescence (lux) et l’imagerie in vivo (IVIS) a été mis en place. Le suivi de la luminescence de bactéries hypersensibles à l’hème (ΔhrtBA) montre que l’hème de l’hôte est toxique et que la capacité de S. agalactiae à assurer son homéostasie est déterminante pour ’linfection. De manière similaire, en montrant que le métabolisme respiratoire est indispensable pour l’infection (ΔcydA), S. agalactiae dépend donc de sa capacité à acquérir l’hème de l’hôte pour être infectieuse. En utilisant le promoteur de HrtBA couplé à l’opéron lux, nous avons étudié la capacité de S. agalactiae à détecter et acquérir l’hème in vivo au cours de l’infection. Nos résultats montrent que l’hème de l’hôte est particulièrement biodisponible dans le foie. Au contraire dans le cerveau, l’hème n’est pas détecté par la bactérie. Nos résultats démontrent que l’hème de l’hôte est un paramètre important des capacités d’adaptation de S. agalactiae à son hôte lors de l’infection. Bloquer HrtBA ou le senseur d’hème HssS pourrait constituer une cible pour la recherche antibiotique chez S. agalactiae ou d’autres pathogènes. Enfin, nous avons démontré chez E. faecalis que l’expression de HrtBA est aussi dépendante d’un système à deux composants. Nous avons utilisé la même stratégie que pour S. agalactiae pour créer un senseur d’hème spécifique qui a permis de démontrer pour la première fois que E. faecalis rencontre et utilise l’hème du tractus digestif.