Cystites récidivantes à Escherichia coli : facteurs microbiens de la persistance

Recurrent cystitis caused by Escherichia coli, microbial factors associated with persistence

• Auteur / Autrice : Nicolas Vautrin
• Direction : Martine Pestel-Caron, François Caron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la sante
• Date : Soutenance le 09/12/2022
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Établissement de préparation : Université de Rouen Normandie (1966-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Dynamique microbienne associée aux infections urinaires et respiratoires (Rouen ; 2022-....) - Dynamique microbienne associée aux infections urinaires et respiratoires
• Jury : Président / Présidente : Nathalie Caroff
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Martine Pestel-Caron, François Caron, Nathalie Caroff, Thierry Berthe
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurence Armand-Lefèvre, Nicolas Barnich

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bactériologie

Biofilms

Séquençage à haut débit

Appareil urinaire -- Infections

Escherichia coli

Mots clés libres

Escherichia coli Uropathogène

Infections urinaires

Antibiotype

CH typing

Séquençage haut-débit

Adaptation

Fitness

Biofilm

Internalisation dans des cellules urothéliales

Uropathogenic Escherichia coli

Urinary tract infections

Antibiotype

CH typing

High-throughput sequencing

Adaptation

Fitness

Biofilm

Invasion of bladder epithelial cells

Résumé

Nos travaux ont dans un premier temps proposé une approche rapide pour distinguer de façon fiable les rechutes (épisodes de cystites causées par une même souche) des réinfections (épisodes causés par deux souches distinctes), et évaluer la place de chacune dans le phénomène de récidive. Pour ce faire, nous avons typé par diverses approches (antibiotype, phylogroupage, CH typing, NGS) une collection prospective de 347 isolats de E. coli recueillis chez une 323 patientes présentant une cystite, dont 72, atteintes de CR. Ce faisant, nous avons mis en évidence que 30,6% des patientes atteintes de CR, ont rechuté au moins une fois avec la même souche de E. coli. Dans la majorité des cas, la comparaison des antibiogrammes des isolats séquentiels et/ou le CH typing étaient suffisants pour monter l’identité de deux isolats.À partir des 24 isolats responsables de rechutes identifiés dans la première partie de notre travail, nous avons mené une large étude génomique et phénotypique dans le but d’identifier des marqueurs prédictifs du caractère récidivant d’une souche de E. coli et d’étudier l’évolution des souches responsables de rechutes au cours du temps. Sur le plan génomique, nous avons observé que le génome des souches de rechutes est plus petit que celui des souches sporadiques, cette différence de taille étant supposément due à la perte d’un plasmide. Sur le plan phénotypique (fitness et biofilm), aucune différence significative n’a pu être notée entre les deux groupes, suggérant que les souches de rechute ne sont « que » des souches E. coli uropathogènes « ordinaires ». Enfin, les souches de rechute semblent s’adapter à leur hôte au cours du temps via l’accumulation de SNPs, principalement dans des gènes impliqués dans le métabolisme ou le transport membranaire.

Our study first proposed a rapid approach to reliably distinguish relapses (episodes of cystitis caused by the same strain) from reinfections (episodes caused by two distinct strains), and to evaluate the role of each in recurrence. We typed by various approaches (antibiotype, phylogrouping, CH typing, NGS) a prospective collection of 347 E. coli isolates collected from 323 patients with cystitis, including 72 with RC. We demonstrated that 30.6% of patients with RC relapsed at least once with the same E. coli strain. In most cases, comparison of antibiograms of sequential isolates and/or CH types were sufficient to show the identity of two isolates.From the 24 relapsing isolates identified in the first part of our work, we conducted a large genomic and phenotypic study in order to identify predictive markers of relapse. We also studied the evolution of relapsing strains over time. We observed that the genome of relapsing strains is smaller than that of sporadic strains, this size difference is probably due to the loss of a plasmid. Phenotypically (fitness and biofilm assays), no significant difference has been observed, suggesting that the relapsing strains are “just ordinary” uropathogenic E. coli. Finally, the relapsing strains seem to adapt to their host over time via the accumulation of SNPs, mainly in genes involved in metabolism or membrane transport.