CONCOURS ALLOCATIONS MINISTERIELLES 2014 Intitulé du sujet

CONCOURS ALLOCATIONS MINISTERIELLES 2014
Intitulé du sujet : Les amibes du sol, réservoir de bactéries porteuses de pompes à efflux
et au phénotype MDR (multi-drug resistant)
Couleur scientifique : Micro-organismes, interactions, infections
Directeur (NOM Prénom) :
Co-directeur (NOM Prénom) :
FAVRE-BONTE Sabine
PELANDAKIS Michel
Unité de recherche : N° et libellé
Unité de recherche : N° et libellé
UMR CNRS 5557 Ecologie Microbienne
UMR CNRS 5240 Microbiologie Adaptation
Pathogénie
Mail : [email protected]
Mail : [email protected]
HDR (OUI / NON) : OUI
HDR (OUI / NON) : OUI
Résumé (ne pas dépasser l’encadré) :
Contexte de la recherche
Les bactéries au phénotype « multi-drug resistant » (MDR) sont fréquentes en milieu
hospitalier chez les espèces pathogènes de l’homme. Les systèmes d’efflux connus pour
catalyser l’efflux actif de nombreux composés (e.g. biocides tels les antibiotiques, les
antiseptiques ou les composés organochlorés, éléments traces métalliques, sels biliaires)
(Alvarez-Ortega et al, 2013) contribuent à l’émergence des phénotypes MDR chez ces espèces. Le
rôle de ces pompes a par ailleurs été démontré dans des fonctions physiologiques comme le
maintien de l’homéostasie, la détoxication, la virulence, ou la synthèse de membrane
(Martinez et al., 2009).
Des bactéries au phénotype MDR se rencontrent également dans les environnements
terrestres ou aquatiques (Pages et al., 2008, Matyar et al., 2008). Dans ces environnements,
l’exposition à différents stress naturels ou exogènes tels que des stress chimiques (présence
d’éléments traces métalliques, de polluants organiques, métabolites secondaires de
plantes), physiques (variation de température, d’humidité), ou biologiques (interactions
avec d’autres organismes) augmente la prévalence de ces phénotypes. Si dans
l’environnement et plus particulièrement au niveau de la rhizosphère, la présence d’une
grande diversité d’espèces bactériennes opportunistes porteuses de pompes à efflux est
bien décrite (Berg et al., 2005), la présence de ces espèces en association avec d’autres
organismes eucaryotes (micro- ou macro-faune) est nettement moins documentée.
Des données récentes de la littérature indiquent que les amibes, jusqu’alors
principalement connues pour leur rôle de prédateur de bactéries sont susceptibles
d’héberger des bactéries « résistantes » aux amibes (Evstigneeva et al., 2009) et
Stenotrophomonas maltophilia, un pathogène opportuniste largement distribué dans
l’environnement a été identifié comme endosymbionte de Naegleria sp et Acanthamoeba sp
(Corsaro et al., 2013). Similairement, le microbiome d’amibes libres contiendrait de
nombreuses espèces pathogènes appartenant aux genres Stenotrophomonas, Pseudomonas,
Burkholderia, ou Acinetobacter (Delafont et al., 2013). Par ailleurs, il a été démontré chez S.
maltophilia que la surexpression d’une pompe à efflux induit une baisse de virulence chez
l’amibe sociale Dictyostelium discoideum modifiant la colonisation de ce micro-eucaryote
(Alonso et al., 2004).
Parmi les amibes libres de l’environnement, certains genres ont été plus étudiés et
sont connus pour tolérer de grandes gammes de variation de température, osmolarité, pH,
salinité (e.g. Acanthamoeba) alors que d’autres y sont plus sensibles (e.g. Naegleria) (Trabelsi
et al., 2012). D’autres genres n’ont pour leur part, pas encore fait l’objet d’études (e.g.
Willaertia, Micriamoeba, Echinamoeba).
Nous formulons l’hypothèse que les amibes présentes dans des sols fortement
anthropisés (soumis à divers stress chimiques et/ou physiques), sont des réservoirs de
bactéries porteuses de pompes à efflux et que dans ces conditions, l’interaction avec les
amibes est susceptible de faire émerger des bactéries au phénotype MDR.
Objectifs et programme de thèse
Le travail doctoral se positionne dans un contexte d’interaction bactéries – microeucaryotes du sol. Il s’intéressera aux amibes libres du sol en tant que réservoirs d’espèces
bactériennes porteuses de pompes à efflux et à l’identification de conditions favorables à
l’émergence du phénotype MDR dans le contexte de cette interaction.
Les objectifs seront i) d’étudier la diversité génotypique et phénotypique des amibes
présentes et celles des populations bactériennes associées aux amibes à partir de sols en
recherchant plus particulièrement les bactéries porteuses de pompes à efflux ii) de
caractériser l’interaction amibes – populations bactériennes porteuses de pompes (survie,
multiplication), iii) d’étudier l’expression des systèmes d’efflux bactériens dans le contexte
de l’interaction bactéries - amibes.
Démarche expérimentale :
Diversité des amibes et de leur microbiome
À partir d’échantillons de sols récoltés de situations contrastées (soumis à différents
stress chimiques, physiques), les populations amibiennes indigènes seront isolées par
approche culturale et identifiées. Les populations bactériennes porteuses de pompes à
efflux seront isolées par approche culturale et caractérisées génétiquement (contenu en
pompes à efflux) et phénotypiquement (phénotype de résistance aux antibiotiques). La
prévalence des populations amibiennes et bactériennes sera mise en regard des
caractéristiques physico-chimiques des sols.
Interaction amibes – populations bactériennes porteuses de pompes à efflux
L’étude de la survie et de la multiplication des bactéries dans les amibes sera réalisée
par microscopie ou quantification après marquage des souches bactériennes associées aux
amibes précédemment isolées.
En parallèle, l’étude de la caractérisation de l’interaction sera conduite sur l’espèce S.
maltophilia pour laquelle nous disposons de souches dont les génomes ont été séquencés et
dont les phénotypes de résistance sont disponibles (et différents). Les tests d’interaction
seront menés avec différents genres d’amibes (Acanthamoeba, Willaertia, Micriamoeba,
Echinamoeba, Naegleria).
Expression des systèmes d’efflux lors de l’interaction bactéries - amibes
Des souches bactériennes caractérisées pour leur contenu en pompes à efflux seront
mises en contact avec les amibes modèles en présence de stress différents (e.g.
température, éléments traces métalliques, …). Après application du stress, un suivi temporel
sera réalisé afin d’évaluer d’une part le niveau d’expression des pompes à efflux par mesure
du taux de transcrits en fonction des conditions testées et d’isoler d’autre part, les bactéries
et décrire les phénotypes de résistance associés.
Ce projet sera co-encadré par Bénédicte Coupat-Goutaland (UMR CNRS 5240) et sera
environné par les programmes de recherche des deux équipes d’accueil.