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Doctoral thesis
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Characterization Of Molecular Effectors Causing Unusual Sensitivity Of The Gram-Negative Caulobacter Crescentus To Vancomycin

Imprimatur date2022-02-04
Defense date2022-02-04
Abstract

La découverte des antibiotiques et leur utilisation a considérablement amélioré la qualité de vie de l'homme, mais aujourd'hui l'efficacité de ces traitements semble compromise. La résistance bactérienne et plus spécifiquement la multirésistance nous menace comme les bactéries menaçaient nos ancêtres avant la découverte de ces molécules. Ce phénomène conduisant à des impasses thérapeutiques est observé essentiellement chez les bactéries à Gram négatif, notamment des entérobactéries comme Escherichia coli et Klebsiella pneumoniae ou chez d’autres bactéries comme Acinetobacter baumannii et Pseudomonas aeruginosa. Il est urgent de trouver de nouvelles thérapeutiques mais pour le moment il faut utiliser les ressources que nous possédons actuellement. La compréhension des mécanismes de sensibilité jusque-là inconnus est un élément essentiel dans cette lutte contre la multirésistance. La découverte de l’étonnante sensibilité de la bactérie à Gram négatif Caulobacter crescentus à la vancomycine, un antibiotique de dernier recours utilisé à l’hôpital pour traiter les infections à Gram positif est d’une importance capitale et ouvre la voie sur la relecture de certaines croyances biologiques. Le but de cette thèse est de décrypter les différents effecteurs responsables de cette sensibilité singulière chez notre modèle. Pour parvenir à cette fin, nous avons commencé nos travaux par la réalisation d’une mutagenèse hyper-saturée par transposon couplée à un séquençage à haut débit (Tn-seq) afin d’identifier parmi l’ensemble des gènes de Caulobacter ceux influençant ce phénotype. De cette expérience nous avons mise en évidence un premier modèle basé sur la perméabilité de la cellule vis à vis de la vancomycine. Il semblerait que les récepteurs membranaires composant les transporteurs dépendants de TonB (TBDTs) jouent un rôle dans cette perméabilité particulière. Plus précisément nous avons identifié un récepteur avec un fort rôle dans la sensibilité à la vancomycine, le récepteur ChvT. Lors de nos tests nous avons aussi mise en évidence la nécessité de l’activation de ce dernier par un autre composant des TBDTs, la protéine ExbD qui transfert l’énergie sous forme d’un gradient de proton (PMF) du périplasme aux récepteurs dépendants de TonB (TBDRs) dont ChvT fait partie . Comme cela a été démontré chez Pseudomonas aeruginosa ou Escherichia coli, la PMF joue un rôle dans la sensibilité à certaines molécules et c’est aussi le cas chez Caulobacter. Nous pensons qu’une surproduction de PMF engendrée par l’ajout de glucose dans le milieu de culture favorise l’activation des TBDTs grâce entres autres à ExbD. Cela provoque dans nos conditions expérimentales une augmentation de la perméabilité pour la vancomycine. Plusieurs éléments nous ont permis de penser que l’action de la vancomycine sur notre modèle Caulobacter était dépendante du cycle cellulaire. Premièrement le régulateur Lrp-TR qui agit sur la sensibilité de Caulobacter contrôle d’autres régulateurs transcriptionnels impliqués dans le cycle cellulaire comme Mucr1/2. Ce second régulateur, Mucr1/2, impliqué dans la sensibilité à la vancomycine, n’a été révélé qu’après l’analyse de l’immunoprécipitation de chromatine (ChIP-seq) du premier régulateur Lrp-TR. L’action de Mucr1/2 n’est possible qu’en formant un hétérodimère d’où l’absence partielle de ce régulateur dans les résultats du Tn-seq. Deuxièmement nous observons un temps de latence d’environ deux fois le temps de génération de Caulobacter pour observer un effet de la vancomycine. Enfin et cela doit être confirmé mais d’autres acteurs que nous avons identifiés lors de l’analyse Tn-seq comme GdhZ, CgtA ou encore CdnL jouent aussi un rôle dans le cycle cellulaire. De plus, lors de ce projet, nous avons découvert que la vancomycine n’était pas la seule molécule volumineuse à agir sur notre bactérie à Gram négative. En effet la surprenante perméabilité de Caulobacter qui exprime le plus grand nombre de TBDRs parmi les bactéries semble aussi s’étendre à la teicoplanine, la bacitracine ou encore la moénomycine. Enfin ces travaux peuvent ouvrir la voie à différentes stratégies de prise en charge d’infection à Gram négatif pour réduire et combattre le prochain fléau mondial, la résistance aux antibiotiques.

eng
Keywords
  • Caulobacter crescentus
  • Vancomycin
  • Resistance
  • Tn-seq
  • ChIP-seq
Citation (ISO format)
VALLET, Simon-Ulysse. Characterization Of Molecular Effectors Causing Unusual Sensitivity Of The Gram-Negative Caulobacter Crescentus To Vancomycin. 2022. doi: 10.13097/archive-ouverte/unige:160307
Main files (1)
Thesis
accessLevelPublic
Identifiers
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Technical informations

Creation04/07/2022 11:49:00 AM
First validation04/07/2022 11:49:00 AM
Update time03/16/2023 6:23:36 AM
Status update03/16/2023 6:23:36 AM
Last indexation09/18/2023 9:36:57 PM
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