Processus d'adaptation chez Achromobacter

Adaptation processes in Achromobacter

• Auteur / Autrice : Caroline Demeule
• Direction : Lucie Amoureux, Arnaud Magallon
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Médecine, microbiologie et maladies transmissibles
• Date : Inscription en doctorat le 04/11/2024
• Etablissement(s) : Dijon, Université Bourgogne Europe
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Agroécologie

Mots clés

Mots clés libres

Achromobacter

Biofilm

Polluants pharmaceutiques

Résistance

Efflux

Achromobacter

Biofilm

Pharmaceutical pollutants

Resistance

Efflux

Résumé

Depuis plusieurs années le laboratoire de bactériologie du CHU de Dijon travaille sur les bactéries du genre Achromobacter, qui sont des bacilles à Gram négatif non fermentaires pathogènes opportunistes, principalement décrits dans les prélèvements respiratoires de patients atteints de mucoviscidose mais également responsables de différents types d'infections comme des bactériémies, des endocardites ou des pneumopathies, essentiellement chez les populations immunodéprimées. Les souches cliniques présentent une multi-résistance naturelle aux antibiotiques, mais également de fréquentes résistances acquises à des antibiotiques d'intérêt médical majeur comme les fluoroquinolones ou les carbapénèmes, et parfois dès la primo-colonisation. Les mécanismes de résistance et les sources de contamination pour les patients sont peu étudiés à ce jour. Ces bactéries possèdent un réservoir environnemental, décrites dans le milieu hospitalier et domestique mais également dans les eaux de surfaces ou les boues environnantes. Les produits pharmaceutiques, comme le diclofénac, l'ofloxacine ou le sulfaméthoxazole sont des composés issus des activités humaines et représentent une source importante de pollution des eaux de surface. Il est possible que l'exposition des souches à ces polluants pharmaceutiques favorise la sélection de résistance aux antibiotiques. Ce projet s'inscrit dans la continuité d'un master 2 dont l'objectif était d'estimer in vitro les effets de l'exposition d'une sélection de souches cliniques d'Achromobacter à des polluants pharmaceutiques comme le diclofénac, anti-inflammatoire non stéroïdien, ou l'ofloxacine sur l'évolution des phénotypes de résistance. Parmi les résultats de notre travail, nous avons observé qu'à de fortes concentrations, des mutants au diclofénac « one step » obtenus in vitro, sélectionnés et étudiés, présentaient un niveau de résistance plus élevé aux fluoroquinolones. Les mécanismes en cause ne sont pas encore élucidés et le seront au cours de cette thèse d'université, mais ils pourraient découler d'une surexpression d'un système d'efflux ou d'une organisation en biofilm fréquemment retrouvée dans l'environnement et connue pour induire une augmentation de la résistance aux antibiotiques. L'objectif principal de ce travail sera d'étudier certains processus d'adaptation d'Achromobacter, en deux axes : l'étude de l'impact de l'exposition des souches à différents polluants sur l'émergence de résistance aux antibiotiques et l'étude de la formation de biofilms. Le premier axe approfondira les précédents travaux sur l'étude des mécanismes mis en œuvre dans la résistance aux antibiotiques observée après exposition au diclofénac et à l'ofloxacine, et sera éventuellement étendue à d'autres polluants pharmaceutiques. Le second axe étudiera la formation de biofilm par Achromobacter dans différentes conditions expérimentales. L'utilisation de la technologie OCT plein champ (optical coherence tomography) permettrait de comprendre et caractériser la dynamique de formation du biofilm sur différents supports (dispositifs médicaux, lentilles de contact, verre, plastique…) à partir d'une sélection de souches d'intérêt clinique et dans différentes conditions d'exposition à différentes substances pharmaceutiques. Ces approches permettront de mieux comprendre les liens éventuels entre type de biofilm et colonisation chronique ou résistance aux antibiotiques, non seulement dans l'environnement, mais également chez les patients.

For several years now, the bacteriology laboratory at Dijon University Hospital has been working on bacteria of the Achromobacter genus, which are opportunistic pathogenic Gram-negative bacilli, mainly described in respiratory samples from cystic fibrosis patients, but also responsible for various types of infection such as bacteraemia, endocarditis and pneumopathy, mainly in immunocompromised populations. Clinical strains display a high level of natural resistance to antibiotics, as well as frequent acquired resistance to antibiotics of major medical interest, such as fluoroquinolones and carbapenems, sometimes as early as primary colonisation. To date, there has been little research into the mechanisms of resistance and the sources of contamination for patients. These bacteria have an environmental reservoir, described not only in hospitals and homes, but also in surface water and surrounding sludge. Pharmaceutical products such as diclofenac, ofloxacin and sulphamethoxazole are compounds derived from human activities and represent a major source of surface water pollution. It is possible that exposure of strains to these pharmaceutical pollutants encourages the selection of antibiotic resistance. This project is a continuation of a Master's 2 whose objective was to estimate the in vitro effects of exposure of a selection of clinical Achromobacter strains to pharmaceutical pollutants such as diclofenac, a non-steroidal anti-inflammatory drug, or ofloxacin on the evolution of resistance phenotypes. Among the results of our work, we observed that at high concentrations, diclofenac ‘one step' mutants obtained in vitro, selected and studied, showed a higher level of resistance to fluoroquinolones. The mechanisms involved have not yet been elucidated and will be during the course of this university thesis, but they could result from overexpression of an efflux system or from a biofilm organisation frequently found in the environment and known to induce an increase in antibiotic resistance. The main objective of this work will be to study certain adaptation processes of Achromobacter, in two areas: the study of the impact of exposure of strains to different pollutants on the emergence of antibiotic resistance and the study of biofilm formation. The first area will extend previous work on the study of the mechanisms involved in the antibiotic resistance observed after exposure to diclofenac and ofloxacin, and may be extended to other pharmaceutical pollutants. The second area will study biofilm formation by Achromobacter under different experimental conditions. Using full-field OCT (optical coherence tomography) technology, it will be possible to understand and characterise the dynamics of biofilm formation on different supports (medical devices, contact lenses, glass, plastic, etc.) from a selection of strains of clinical interest and under different conditions of exposure to different pharmaceutical substances. These approaches will provide a better understanding of the possible links between biofilm type and chronic colonisation or antibiotic resistance, not only in the environment but also in patients.