Etude structurale et rôle de la protéine DnaK dans l’homéostasie et l’activation de la virulence des bactéries du microbiote cutané.

Structural study and role of the DnaK protein in the homeostasis and virulence activation of bacteria in the cutaneous microbiota

• Auteur / Autrice : Clara Kayser
• Direction : Yoan Konto-Ghiorghi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moleculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 09/10/2024
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Communication bactérienne et stratégies anti-infectieuses (Evreux ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Établissement co-accrédité : Université de Rouen Normandie (1966-....)
• Jury : Président / Présidente : Victor Norris
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yoan Konto-Ghiorghi, Victor Norris, Cécile Albenne, Olivier Genest, Andrea Chane, Florence Doucet-Populaire, Céline Dupieux, Catherine Faucher
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Cécile Albenne, Olivier Genest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines recombinées

Microflore

Peau

Staphylocoque doré

Staphylococcus epidermidis

Biofilms

Mots clés libres

DnaK

Biofilm

Staphylococcus epidermidis

Staphylococcus aureus

Matrice des biofilms

Microbiote cutané

DnaK

Biofilm

Staphylococcus epidermidis

Staphylococcus aureus

Biofilm matrix

Skin microbiota

Résumé

Staphylococcus aureus et Staphylococcus epidermidis sont des bactéries à Gram-positif retrouvées au niveau du microbiote cutané humain. La production de biofilm de S. aureus est associée à diverses pathologies telles que la dermatite atopique, ainsi qu’à un déséquilibre du microbiote (dysbiose). Des travaux précédents au laboratoire ont montré que le CGRP (Calcitonin Gene-Related Peptide), un peptide humain impliqué dans l’inflammation cutanée, augmente la virulence de Staphylococcus epidermidis MFP04. La souche de S. epidermidis MFP04 alors virulente surexprime la protéine chaperonne DnaK dans son sécrétome. Dans cette étude, nous mettons en évidence un nouveau rôle de la protéine chaperonne DnaK de S. epidermidis dans la modulation de la formation de biofilm chez S. aureus et S. epidermidis. La protéine recombinante DnaK de S. epidermidis affecte la formation de biofilm d’une manière spécifique chez deux souches de staphylocoques commensaux (S. aureus MFP03 et S. epidermidis MFP04) et une souche clinique de S. aureus (CIP107093). L’introduction de mutations ponctuelles dans la séquence primaire de la protéine recombinante DnaK a permis de préciser le rôle de ses différents domaines fonctionnels dans la modulation de la formation de biofilm. Ces résultats semblent indiquer que la protéine DnaK de Staphylococcus epidermidis est impliquée dans la formation de biofilm des staphylocoques à un niveau extracellulaire et donc intervient dans l’homéostasie du microbiote cutané.

Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis are Gram-positive bacteria commonly found in the human skin microbiota. S. aureus biofilm production is associated with various pathologies such as atopic dermatitis, as well as an imbalance in the microbiota (dysbiosis). Previous work in the laboratory has shown that CGRP (Calcitonin Gene-Related Peptide), a human peptide involved in skin inflammation, increases the virulence of Staphylococcus epidermidis MFP04. The virulent S. epidermidis MFP04 strain then overexpresses the chaperone protein DnaK in its secretome. In this study, we demonstrate a new role for the S. epidermidis DnaK chaperone protein in modulating biofilm formation in S. aureus and S. epidermidis. The recombinant S. epidermidis DnaK protein specifically affects biofilm formation in two commensal staphylococcal strains (S. aureus MFP03 and S. epidermidis MFP04) as well as a clinical strain of S. aureus (CIP107093). By introducing point mutations into the primary sequence of the recombinant DnaK protein, we were able to clarify the role of its various functional domains in modulating biofilm formation. These results suggest that the DnaK protein of Staphylococcus epidermidis is involved in the formation of staphylococcal biofilm at an extracellular level and is therefore implicated in the homeostasis of the skin microbiota.