Développement et utilisation d'outils génétiques innovants pour la caractérisation moléculaire de la résistance à la colistine

Development and use of innovative genetic tools for molecular characterization of colistin resistance

• Auteur / Autrice : Mouna Hamel
• Direction : Jean-Marc Rolain, Sophie Alexandra Baron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie santé. Maladies infectieuses
• Date : Soutenance le 01/07/2021
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Mephi (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Méditerranée Infection
• Jury : Président / Présidente : Philippe Colson
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Philippe Lavigne
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie Kempf, Max Maurin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Clones cellulaires

Klebsiella pneumoniae

Séquençage à haut débit

Bactéries à Gram négatif

Mutagenèse

Colistine

Mots clés libres

Colistine

Klebsiella pneumoniae

Clones

Technologies innovantes

Résistance atypique

Voies métaboliques.

Colistin

Klebsiella pneumoniae

Clones

Innovative technologies

Atypical resistance

Metabolic pathways.

Résumé

La colistine est un antibiotique de dernière ligne utilisée contre les bactéries à Gram-négatif multi-résistantes et dont l'augmentation récente de la résistance est préoccupante. Bien que de nombreux mécanismes aient été élucidés, les mécanismes qui sous-tendent cette résistance sont jusqu’à présent largement incompris. Le développement d’approches et de technologies innovantes a ouvert une nouvelle ère dans la compréhension des mécanismes d’action et de résistance à la colistine. L’objectif de cette thèse est d’utiliser ces technologies innovantes afin d’identifier et de caractériser de nouveaux gènes et voies de régulation liées à la résistance à la colistine. La première partie de cette thèse a été consacrée à retracer l'histoire de la colistine et des méthodes utilisées pour découvrir ses principaux mécanismes d’action et de résistance. Dans une seconde partie, nous avons étudié l’épidémiologie moléculaire de la résistance à la colistine de souches cliniques de Klebsiella pneumoniae. En Grèce, où la consommation et la résistance à la colistine sont élevées. En France, où la consommation et la résistance à la colistine restent faibles. Enfin, dans une troisième partie, notre travail s’est focalisé sur le développement et la mise au point de technologies innovantes telles que la mutagénèse aléatoire associée au séquençage à haut débit pour étudier les mécanismes de résistance à la colistine chez des souches présentant un phénotype de résistance atypique. Nos travaux montrent la nécessité du développement de nouvelles technologies évoquées tout au long de cette thèse pour une meilleure compréhension de l'émergence de la résistance à la colistine.

Colistin is a last-line antimicrobial used against multidrug-resistant Gram-negative bacteria for which the recent increase in resistance is of concern. While some underlying mechanisms of resistance have been elucidated, so far, they still remain largely poorly understood. The development of innovative approaches and technologies has initiated a new era in the comprehension of the mechanisms of action and resistance to colistin. The objective of this thesis consists in the use of these innovative technologies to identify and to characterize new genes and regulatory pathways associated with colistin resistance. In the first part of this thesis, the history of colistin and the methods used to discover its main mechanisms of action and resistance were outlined. In a second part, we studied the molecular epidemiology of colistin resistance in clinical strains of Klebsiella pneumoniae within two different contexts. In Greece, where colistin consumption and resistance are both high. In France, where consumption and colistin resistance remain low. Finally, in a third part, our work focused on the development of innovative technologies such as random mutagenesis combined with high-throughput sequencing to investigate the colistin resistance mechanisms in strains showing an atypical resistance pattern. Our work shows the requirement for the development of new technologies for further comprehension of the emergence of colistin resistance.