Élucidation des mécanismes moléculaires de colonisation d'organismes marins par le Pathogène Vibrio Harveyi

Unravelling the molecular mechanisms of the colonization of marine organisms by the pathogen, Vibrio Harveyi

• Auteur / Autrice : Amandine Morot
• Direction : Alain Dufour, Christine Paillard, François Delavat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la mer et du littoral. Spécialité Microbiologie
• Date : Soutenance le 17/03/2023
• 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 : Sylvie Rebuffat
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Romain Briandet, Sophie Gaudriault
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Julien Verdon, Marie-Agnès Travers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Quorum sensing

Biofilms

Infections à Vibrio

Haliotis tuberculata

Vibrio harveyi

Mots clés libres

Vibrio harveyi ORM4

T3SS

Gène luxO

Résumé

Vibrio harveyi ORM4 est une bactérie responsable des mortalités d’ormeaux Européens, Haliotis tuberculata, survenues en Bretagne et en Normandie dans les années 1990. Celle-ci adhère en quelques heures aux branchies de l’ormeau, avant de pénétrer dans l’organisme et d’être retrouvée dans l’hémolymphe, induisant une septicémie et provoquant la mort de l’animal. L’objectif principal de cette thèse a été d’identifier et d’étudier les facteurs liés à la pathogénicité de la bactérie lors des étapes initiales de l’infection de l’ormeau Européen. À l’aide de techniques de mutagénèse ciblées, nous avons pu mettre en évidence l’importance de deux systèmes dans la virulence de V. harveyi ORM4. Le premier est le système de sécrétion type III (T3SS) régulé par la protéine ExsA. Ce dernier, impacté par la délétion du gène exsA, est essentiel à la virulence de V. harveyi ORM4 de par son implication dans la colonisation des branchies de l’ormeau Européen, ainsi que dans la virulence de la bactérie envers les cellules immunitaires de l’animal. Le second est le système de quorum sensing, impliqué dans la régulation de nombreux gènes, dont le régulateur principal est LuxO. La délétion du gène luxO entraîne une perte de colonisation des branchies et de l’hémolymphe de l’ormeau Européen aux premiers jours de l’infection aboutissant à une perte de virulence de la bactérie. Par ailleurs, nous avons apporté une première description du biofilm formé par V. harveyi ORM4 à l’aide d’une approche de microscopie confocal à balayage laser couplée à une analyse transcriptomique. De plus, la délétion du gène luxO a permis de rendre compte de la régulation orchestrée par le quorum sensing dans la formation de biofilm chez V. harveyi ORM4.

Vibrio harveyi ORM4 is a pathogen responsible for the deaths of European abalone, Haliotis tuberculata, which occurred in Brittany and Normandy in the 1990s. This bacterium attaches to the abalone's gills within a few hours, before entering the organism and being found in the haemolymph, leading to septicaemia and to the death of the animal. The main objective of this thesis was to identify and study the factors related to the pathogenicity of the bacteria during the initial stages of infection of European abalone. Using targeted mutagenesis techniques, we were able to highlight the importance of two systems in the virulence of V. harveyi ORM4. The first is the type III secretion system (T3SS) regulated by the ExsA protein. This system, impaired by the exsA deletion, is essential for the virulence of V. harveyi ORM4 because of its involvement in the colonisation of abalone’s gills, and in the virulence of the bacterium towards the animal's immune cells. The second is the quorum sensing, involved in the regulation of numerous genes and regulated by the LuxO protein. The luxO deletion leads to a loss of colonisation of the gills and haemolymph of the European abalone in the first few days of infection, resulting in a loss of virulence of the bacterium. In addition, we provided the first description of the biofilm formed by V. harveyi ORM4 using a confocal laser scanning microscopy approach coupled with transcriptomic analysis. Furthermore, the luxO mutant allowed us to investigate the regulation orchestrated by the quorum sensing in biofilm formation by V. harveyi ORM4.