Obtention et évaluation de l’activité antibiofilm de peptides et peptidomimétiques issus de Capsicum baccatum var. pendulum (Solanaceae)

Peptides and peptidomimetics obtention from Capsicum baccatum var. pendulum (Solanaceae) aiming to the antibiofilm activity

• Auteur / Autrice : Rafael Gomes von Borowski
• Direction : Reynald Gillet, Simone Cristina Baggio Gnoatto
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie, virologie, parasitologie
• Date : Soutenance le 21/02/2019
• Etablissement(s) : Rennes 1 en cotutelle avec Universidade Federal do Rio Grande do Sul (Porto Alegre, Brésil)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : ComuE : Université Bretagne Loire (2016-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Génétique et Développement de Rennes (UMR 6290)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Virulence (microbiologie)

Capsicum

Biofilms

Peptides

Oligomères peptidomimétiques

Mots clés libres

Peptide

Peptidomimétique

Biofilm

Antimicrobien

Capsicum

Virulence

Palavras-Chave: peptídeos

Peptídomiméticos

Biofilme

Antimicrobiano

Capsicum

Virulência

Peptide

Peptidomimetic

Biofilm

Antimicrobial

Capsicum

Virulence

Résumé

Le biofilm confère aux bactéries de nombreux avantages en tant que matrice qui améliore leur résistance et tolérance aux antibiotiques. Staphylococcus epidermidis est l'une des bactéries cliniques les plus importantes en raison de sa capacité à former des biofilms sur des dispositifs médicaux, notamment les stimulateurs cardiaques, les cathéters urinaires et les prothèses. Dans ce contexte, les peptides ont été proposés comme une alternative importante, que ce soit en tant que traitement médicamenteux ou en tant qu’agents de surfaces anti-infectieux. Cette étude porte sur l’identification de nouveaux peptides naturels et synthetiques antibiofilm issus du piment Capsicum baccatum var. pendulum. Un peptide majeur responsable de l'activité antibiofilm contre S. epidermidis a été sélectionné et étudié de manière approfondie. Il agit par un nouveau mécanisme d'action que nous nommons « anti-assemblage de la matrice » (AAM). Dans le premier chapitre, nous décrivons le lien entre les peptides, les biofilms pathogènes et l'activité antibiofilm. Le chapitre 2 est consacré aux principaux résultats expérimentaux de cette thèse. Il intégre la caractérisation antibiofilm du peptide majeur, agissant par le nouveau mécanisme d'action AAM, indépendant de la régulation cellulaire. Des tests de cytotoxicité sont également présentés. Ces résultats nous ont permis de breveter le peptide en question, référencé au chapitre 3. Le dernier chapitre décrit la possible utilisation de peptidomimétiques antibiofilm en tant que perspective. La stratégie consiste à créer de petites molécules analogues à des peptides. Ces peptidomimétiques conservent les capacités inhérentes au peptide majeur, mais sont plus résistants aux protéases et/ou plus actifs.

O biofilme apresenta vários benefícios às bactérias devido à existência de uma matriz que confere resistência e tolerância aos antibioticos. O Staphylococcus epidermidis é uma das bactérias com maior relevância clínica devido à sua capacidade de formar biofilmes em dispositivos médicos, tais como, marca-passos, cateteres urinários e próteses. Neste contexto, os peptídeos têm sido propostos como uma alternativa importante, tanto como tratamento, quanto como agentes anti-infecciosos de superfície. Este estudo consiste na identificação de novos peptídeos naturais e sintéticos, derivados da pimenta Capsicum baccatum var. pendulum, com atividade antibiofilme. Por conseguinte, foi selecionado e estudado extensivamente um peptídeo de referência que apresentou a melhor atividade antibiofilme contra S. epidermidis. Este peptídeo atua através de um novo mecanismo de ação que descrevemos e chamamos de "anti-montagem de matriz" (AMM). No primeiro capítulo deste trabalho foi abordado a ligação entre peptídeos, biofilmes patogênicos e a atividade antibiofilme. O Capítulo 2 consiste nos principais resultados experimentais desta tese como a caracterização da atividade antibiofilme do peptídeo de referência, que age através do novo mecanismo de ação AMM independente da regulação celular e os testes de citotoxicidade. Esses resultados nos permitiram patentear o peptídeo em questão, referenciado no Capítulo 3. Finalmente, o último capítulo descreve o possível uso de peptidomiméticos antibiofilme como uma perspectiva. A estratégia é criar pequenas moléculas semelhantes ao peptídeo de referência. Estes peptidomiméticos mantêm as capacidades inerentes ao peptídeo principal, porém são mais resistentes a proteases e / ou mais ativos.

Biofilm confers to bacteria many benefits due to the production of a matrix that improves their resistance and tolerance to antibiotics. Staphylococcus epidermidis is one of the most important clinical bacteria, able to form biofilm on medical devices such as pacemakers, urinary catheters and prostheses. In this context, peptides have been proposed as an important alternative as a treatment or as anti-infective surface agents. This study focuses on the identification of new antibiofilm natural and synthetic peptides from the Capsicum baccatum var. pendulum pepper. As a result, a lead peptide responsible for the antibiofilm activity against S. epidermidis was selected and extensively studied. It acts by a new mechanism of action that we call "matrix anti-assembly" (MAA). In the first chapter, we explore the link between peptides, pathogenic biofilms and the antibiofilm activity. Chapter 2 consists of the main experimental results of this thesis. It describes the antibiofilm characterization of the lead peptide acting by the AAM new mechanism of action, independent of cell regulation. Cytotoxicity tests are also presented. These results allowed us to patent this peptide, referenced in Chapter 3. The last chapter presents the possible use of antibiofilm peptidomimetics as a perspective. The strategy is to create small peptide-like molecules. These peptidomimetics retain the inherent capabilities of the lead peptide, but are more resistant to proteases and / or more active.