Etude de l'activité de la murepavadine sur des souches cliniques de pseudomonas aeruginosa dans le contexte de la mucoviscidose et identification des mécanismes de résistance

Study of the activity of murepavadin on Pseudomonas aeruginosa cystic fibrosis clinical strains and identification of resistance mechanisms

• Auteur / Autrice : Aya Ghassani
• Direction : Katy Jeannot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie et biologie moléculaire
• Date : Soutenance le 15/12/2023
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire chrono-environnement (Besançon) - Laboratoire Chrono-environnement
• Partenaire(s) de recherche : Site de préparation : Université de Franche-Comté
• Jury : Président / Présidente : Geneviève Héry-Arnaud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yanyan Li, Cédric Muller
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Geneviève Héry-Arnaud, Olivier Dussurget

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résistance aux antibiotiques

Pseudomonas aeruginosa

Peptides antimicrobiens

Mucoviscidose

Mots clés libres

Mucoviscidose

Peptides Antimicrobiens

Pseudomonas aeruginosa

Murépavadine

Étude moléculaire

Résistance aux antibiotiques

Cystic fibrosis

Antimicrobial Peptides

Pseudomonas aeruginosa

Murepavadin

Molecular study

Resistance mechanisms

Résumé

La murepavadine est un peptidomimétique dérivé de la protégrine-1, qui montre jusqu'à présent une activité prometteuse contre la P. aeruginosa multirésistante. Dans ce projet, nous avons amélioré nos connaissances sur l'activité de la murepavadine et démontré une fois de plus son activité prometteuse lorsqu'elle a été testée sur un large panel de souches cliniques isolées de patients atteints de mucoviscidose. Cependant, de faibles niveaux de sensibilité à la murepavadine sont toujours apparus. En analysant les séquences du génome entier des isolats peu sensibles par rapport à ceux plus sensibles à la murepavadine, nous avons pu identifier plusieurs déterminants et confirmer leur implication dans la réduction de la sensibilité, certains entraînant une résistance croisée aux traitements antibiotiques couramment utilisés. Une deuxième partie du projet a été consacrée à la compréhension de la réponse moléculaire de P. aeruginosa après l'exposition à la murepavadine. Nous avons pu montrer l'activation des voies impliquées dans la modification du LPS en réponse à la murepavadine. Une troisième partie a été consacrée à l'étude du rôle de la pompe d'efflux MexXY/OprM, qui est fréquemment sur-exprimée dans les isolats cliniques de la mucoviscidose. Nous avons pu montrer qu'elle joue également un rôle dans la réduction de la sensibilité à la murepavadine chez les mutants pmrB de PAO1. Une approche métabolomique globale de la molécule exportée par cette pompe a permis d'identifier un petit peptide potentiel qui pourrait être exporté par MexXY/OprM. Cependant, d'autres analyses visant à identifier ce peptide sont encore en cours. Enfin, nous avons également démontré une relation entre cette pompe d'efflux et les polyamines dans les mutants PAO1 pmrB, ce qui suggère que les polyamines pourraient également participer à la réduction de la sensibilité à la murepavadine.

Murepavadin, is a peptidomimetic derived from protegrin-1, that shows so far a promising activity against multi-drug resistant P. aeruginosa. In this project, we improved our knowledge on murepavadin activity and demonstrated once again its promising activity when tested on a large panel of clinical strains isolated from CF patients. However, low susceptibility levels to murepavadin still appeared. By analysing whole genome sequences of isolates with low susceptibility in comparison with those with higher susceptibility, we could identify several determinants and confirm their implication in reducing susceptibility, with some causing cross-resistance to commonly used antibiotic treatments. A second part of the project was focued on understanding the molecular response of P. aeruginosa following the exposure to murepavadin. We could show the activation of pathways implicated in LPS modification as a response to murepavadin. A third part, was focued on studying the role of the multi-drug efflux pump MexXY/OprM, which is frequently found to be upregulated in CF clinical isolates. We could show that it also plays part in reducing the susceptibility to murepavadin in PAO1 pmrB mutants. Global metabolomic analysis to approach the molecule exported by this pump identified a small potential peptide that could be exported by MexXY/OprM. However more analysis to identify this peptide are still ongoing. Finally, we also demonstrated a relation between this efflux pump and polyamines also in PAO1 pmrB mutants, suggesting that polyamines might also participate in reducing the susceptibility to murepavadin.