Biopolymère amphiphile pour surface antibiofilm

Amphiphilic biopolymer for antibiofilm surface

• Auteur / Autrice : Alexandra Morgane Guennec
• Direction : Karine Vallée Réhel, Christelle Simon-Colin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie macromoléculaire
• Date : Soutenance le 03/11/2022
• Etablissement(s) : Lorient
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de biotechnologie et de chimie marines (Vannes ; Lorient)
• Jury : Président / Présidente : Valérie Langlois
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ali Tahrioui
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Romain Briandet, Christine Bressy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composés amphiphiles

Biopolymères

Lutte contre

Bactéries -- Adhésivité

Diatomées

Environnement

Peinture antisalissure

Mots clés libres

Copolymère amphiphile

PHA

Analyse transcriptomique

Antifouling

Diatoms

Bacteria

Amphiphilic copolymer

Transcriptomic analysis

PHA

Résumé

Le développement de biofilms pose de sérieux problèmes dans le domaine marin et médical. Leur grande tolérance vis-à-vis d’agents chimiques utilisés habituellement (désinfectants, antibiotiques, biocides) rend leur éradication difficile. De plus, l’utilisation de molécules biocides est largement controversée, considérant leur impact environnemental catastrophique. Les recherches se sont concentrées sur des systèmes qui, par leur composition, limitent la biocontamination. Parmi eux, on trouve des systèmes amphiphiles pouvant être composés d’une matrice hydrophobe de polydiméthylsiloxane (PDMS) et d’un copolymère amphiphile PDMS-PEG. Malgré leur efficacité, ces systèmes sont remis en cause du fait de l’origine pétrochimique du PDMS. L’objectif de ce projet de thèse est de substituer le PDMS par un biopolymère, le poly(hydroxy alcanoate) (PHA). Un système a été formulé avec du PHA en tant que matrice hydrophobe et un copolymère PHA-PEG en tant qu’additif amphiphile. Deux types de PHA ont été utilisés dans cette étude, le PHBHV (PHA à courtes chaines) et le PHAmcl (PHA à moyennes chaines). Les revêtements formulés ont été caractérisés physiquement, chimiquement et mécaniquement. Puis leur capacité anti-adhésive, anti-biofilm et fouling- release ont été évaluées sur différents microorganismes. Deux bactéries pathogènes opportunistes, Staphylococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa, une bactérie marine, Bacillus 4J6 et deux diatomées benthiques, Phaeodactylum tricornutum et Navicula perminuta. Enfin, afin de mieux comprendre le mécanisme moléculaire impliqué dans l’adhésion de S.aureus, des analyses transcriptomiques ont été réalisées.

The development of biofilms causes serious problems in the marine and medical fields. Their high tolerance to commonly used chemical agents’ disinfectants, antibiotics, biocides) makes their eradication difficult. Moreover, the use of biocide molecules is widely controversial, considering their catastrophic environmental impact. Research has therefore focused on systems that, by their composition, limit biocontamination. Among them are amphiphilic systems that can be composed of a hydrophobic polydimethylsiloxane (PDMS) matrix and an amphiphilic PDMS-PEG copolymer. Despite their efficiency, these systems are questioned because of the petrochemical origin of PDMS. The objective of this thesis project is to substitute PDMS with a biopolymer, poly(hydroxyalkanoate) (PHA). A system was formulated with PHA as a hydrophobic matrix and a PHA-PEG copolymer as an amphiphilic additive. Two types of PHA were used in this study, PHBHV (short chain length) and PHAmcl (medium chain length). The formulated coatings were characterized physically, chemically and mechanically. Then their anti-adhesive, anti-biofilm and fouling-release capacities were evaluated on different microorganisms. Two opportunistic pathogenic bacteria, Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa, a marine bacterium, Bacillus 4J6 and two benthic diatoms, Phaeodactylum tricornutum and Navicula perminuta. Finally, in order to better understand the molecular mechanisms involved in the adhesion of S. aureus, transcriptomic analyses were performed.