Rôles des polysaccharides de surface de Clostridioides difficile dans la physiopathologie : cibles thérapeutiques et vaccinales ?

Role of the surface polysaccharides of Clostridioides difficile in the pathophysiology : therapeutic and vaccinal targets?

• Auteur / Autrice : Jeanne Malet-Villemagne
• Direction : Thomas Candela
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 16/12/2022
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Microbiologie de l'Alimentation au Service de la Santé humaine (Jouy-en-Josas)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université Paris-Saclay. Faculté de pharmacie (Orsay, Essonne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Life Sciences and Health (2020-….)
• Jury : Président / Présidente : Nicolas Bayan
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Barbut, Nicolas Verneuil, Alice Château, Isabelle Martin-Verstraete
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Frédéric Barbut, Nicolas Verneuil

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gènes essentiels

Structures bactériennes

Polyosides bactériens

Infections à Clostridium

Clostridioides difficile

Mots clés libres

Clostridioides difficile

Surface bactérienne

Polysaccharides

Essentialité

Pathogènes

Clostridioides difficile

Bacterial surface

Polysaccharides

Essentiality

Pathogens

Résumé

Clostridioides difficile (ou C. difficile) est un pathogène intestinal associé à une mortalité et une morbidité importante. En 2019, il a été qualifié de « Menace urgente pour la santé publique » par les Centers for Disease Control and prevention (CDC) américains. De plus en plus de souches résistantes aux antibiotiques utilisés pour traiter les infections à C. difficile apparaissent au fil des années, causant une réelle inquiétude quant au traitement de ces infections. Il est donc urgent de trouver de nouvelles cibles thérapeutiques et vaccinales permettant de lutter contre ce pathogène.Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés aux polysaccharides de C. difficile, en particulier le polysaccharide II (PSII). Ce polysaccharide est retenu à la surface de la bactérie par un ancrage covalent sur le peptidoglycane, catalysé par les enzymes LcpA et LcpB. Le PSII sert de support pour les protéines de surface de la famille des cell wall proteins (Cwp). Dans ce travail, nous avons étudié le gène CD2783 codant la première enzyme de synthèse du PSII et les gènes lcpA et lcpB codant les protéines d’ancrage du PSII. Grâce au développement d’une technique de mutation létale-conditionnelle, nous avons confirmé l’essentialité du PSII et de son ancrage pour la survie de C. difficile. Nous avons montré que l’essentialité du PSII est due à sa fonction de support des protéines Cwp, notamment la protéine de couche S et que son ancrage est essentiel en raison d’une compétition avec la synthèse du peptidoglycane. Ces résultats font des enzymes CD2783 et Lcp de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles.

Clostridioides difficile (or C. difficile) is an intestinal pathogen associated with both high mortality and morbidity. In 2019, the Centers for Disease Control and prevention (CDC) qualified this pathogen as « an urgent threat to public health ». More and more antibiotic-resistant strains appeared in the last years, causing concerns about the future of C. difficile infections management. It is so urgent to discover new therapeutic and vaccinal targets to combat this pathogen.In this study, we were interested in the polysaccharides of C. difficile, with a focus on polysaccharide II (PSII). This glycopolymer is associated with the bacterial surface via a covalent linkage with the peptidoglycan, catalyzed by the Lcp proteins LcpA and LcpB. The PSII serves as a support for cell wall proteins (Cwp) anchoring. This work studied the CD2783 gene encoding the first biosynthesis enzyme and the two lcp genes encoding the anchoring enzymes. Thanks to the setup of a conditional-lethal mutation technique, we confirmed the essentiality of the PSII and its anchoring for bacterial survival of C. difficile. We showed that the PSII essentiality is related to its function in anchoring the Cwp proteins, including the S-layer protein, and that its anchoring is essential due to a competition with the peptidoglycan biosynthesis. All these results highlight that the enzymes CD2783, LcpA, and LcpB are potential new therapeutic targets.