Étude de l’émergence, de la dissémination et de la persistance de gènes codant des carbapénèmases d'intérêt clinique chez des bactéries issues d'un environnement hydrique urbain

Study of emergence, dissemination and persistance of carbapenemase encoding genes from bacteria isolated from urban water

• Auteur / Autrice : Florence Hammer
• Direction : Patricia Licznar, Estelle Bilak
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie de la santé
• Date : Soutenance le 19/07/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : HydroSciences (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Corinne Arpin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patricia Licznar, Estelle Bilak, Corinne Arpin, Didier Hocquet, Hervé Capiaux
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Corinne Arpin, Didier Hocquet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Carbapénèmases

Résistance aux antibiotiques

Bactéries persistantes

Mots clés libres

Bactéries hautement résistantes émergentes

Bactéries multirésistantes

Santé

Fleuve côtier méditerranéen

Antibiorésistance environnementale

Mediterranean coastal river

Highly resistant emerging bacteria

Human health

Antimicrobial resistance

Multidrug-Resistant bacteria

Résumé

L’émergence dans les années 2000 des carbapénémases KPC, NDM, VIM ou OXA-48 produites par des entérobactéries rend l’utilisation des carbapénèmes impossible et place dans des situations d’impasses et d’échecs thérapeutiques Ces Entérobactéries Productrices de Carbapénémases (EPC) ont rapidement disséminé et sont devenues en 20 ans endémiques à la surface du globe. Des EPC ont été isolées dans des eaux urbaines particulièrement impactées par les activités anthropiques. Les milieux hydriques urbains pourraient donc être un réservoir pour les GCC, constituant un relai pour les Bactéries Productrices de Carabapénèmases (BPC) d’origine humaine mais aussi un carrefour d’échange de GCC par transfert horizontal de gènes entre bactéries d’origine humaine et hydrique. Ce travail s’articule en deux points. Nous avons étudié la résistance aux carbapénèmes par production de carbapénèmases pardes méthodes de culturomiques et par PCR dans des eaux usées (canaux de drainages) des 3 villes de Côtes d’Ivoire et dans des eaux urbaines de la ville de Montpellier. Si la présence d’EPC dans des eaux urbaines semble majoritairement dûes aux contaminations humaines, nous rapportons l’isolement de deux Aeromonas hydrophila KPC-2 dans des eaux urbaines de Montpellier. Dans un second temps ont été étudiées les capacités de dissémination et de persistance du gène blaNDM-5 portés par des plasmidesIncX-3 portés par deux isolates d’Escherichia coli et du gène blaKPC-2 porté par des plasmides IncP-6portés par des isolats d’Aeromonas sp.issus d'eaux urbaines de la ville de Montpellier. Les capacités de dissémination et de persistance de ces GCC sont dépendantes du groupe d’incompatibilité plasmidique sur lequel le GCC est porté. Ainsi, l’étude de l’émergence, de la dissémination et de la persistance des GCC et des BPC en milieu hydrique urbain permettrait une meilleure connaissance sur la résistance aux carbapénèmes et la mise en place de modes de surveillance et de prévention contre l’antibiorésistance selon le concept « One Health ».

The emergence in the 2000s of carbapenemases KPC, NDM, VIM or OXA-48 produced byenterobacteria has made the use of carbapenems impossible and has led to deadlock situations andtherapeutic failures. These Carbapenemase Producing Enterobacteriaceae (CPE) have rapidlydisseminated and have become endemic on the surface of the globe in 20 years. CPEs have been isolatedin urban waters that are particularly impacted by human activities. Urban water environments couldtherefore be a reservoir for CCGs, constituting a relay for Carbapenemase Producing Bacteria (CPBs)of human origin, but also a crossroads for CCG exchange by horizontal gene transfer between bacteriaof human and water origin. This work is articulated in two points. We studied carbapenem resistance bycarbapenemase production using culturomic and PCR methods in wastewater (drainage channels) fromthe three cities of Côte d'Ivoire and in urban water from the city of Montpellier. Although the presenceof EPCs in urban waters seems to be mainly due to human contamination, we report the isolation of twoAeromonas hydrophila KPC-2 in urban waters of Montpellier. In a second step, we studied thedissemination and persistence capacities of the blaNDM-5 gene carried by IncX-3 plasmids carried by twoEscherichia coli isolates and of the blaKPC-2 gene carried by IncP-6 plasmids carried by Aeromonas sp.isolates from urban waters of the city of Montpellier. The dissemination and persistence capacities ofthese GCCs are dependent on the plasmid incompatibility group on which the GCC is carried. Thus, thestudy of the emergence, dissemination and persistence of GCCs and PCBs in an urban waterenvironment would allow a better knowledge of carbapenem resistance and the implementation ofsurveillance and prevention methods against antibiotic resistance according to the ''One Health'' concept.