Biofilm, Veillonella parvula, Agrégation, Autotransporteur trimérique, Système de sécrétion de type V, Streptococcus gordonii, Peptidoglycane, Plaque dentaire, Adhésine, Anaérobie, Transcriptome

La formation de biofilms bactériens est associée à la capacité des bactéries à adhérer à des surfaces et à des bactéries de la même espèce (auto-agrégation) ou d'autres espèces (co-agrégation). La plaque dentaire est un biofilm complexe dont l'organisation dépend des propriétés de co-agrégation de ses différents membres. Les mécanismes moléculaires à l'origine de cette co-agrégation restent peu connus. Un des membres majeurs de la plaque dentaire est Veillonella parvula, un diderme firmicute anaérobe, qui agit comme une espèce relais en agrégeant à la fois avec les colonisateurs initiaux de la plaque dentaire, dont elle dépend métaboliquement, et avec les colonisateurs tardifs. V. parvula possède de nombreuses adhésines de la famille des autotransporteurs dont des autotransporteurs trimériques (TAA). L'un d'entre eux, VtaA, a été décrit comme impliqué dans l'auto-agrégation. A ce jour, les protéines impliquées dans la co-agrégation de V. parvula avec d'autres bactéries orales sont inconnues. Nous avons fait l'hypothèse que certains des autres autotransporteurs de V. parvula sont à l'origine de cette co-agrégation. Par ailleurs, les TAAs de V. parvula possèdent un domaine périplasmique supplémentaire par rapport aux TAAs étudiés, jusqu'à présent, chez les autres bactéries. Au cours de ma thèse j'ai étudié le rôle des autotransporteurs dans la co-agrégation entre V. parvula et d'autres bactéries orales. J'ai, de plus, tenté d'élucider le rôle du domaine périplasmique de ses TAAs. En utilisant notre souche modèle V. parvula SKV38, j'ai montré que V. parvula utilisait VtaA pour co-agréger avec Streptococcus oralis, VtaE et VtaD pour S. gordonii, et, à la fois, VtaE et VtaA pour Actinomyces oris. J'ai identifié une nouvelle adhésine de S. gordonii, VisA (SGO_2004), qui interagit directement avec VtaE et VtaD. L'analyse du transcriptome de S. gordonii et V. parvula a montré que la coculture avait un faible impact sur les deux bactéries et que la co-agrégation n'influençait pas la communication entre elles. Par ailleurs, la localisation de ces deux bactéries dans un biofilm mixte est largement dépendante de leur capacité à co-agréger indiquant que la co-agrégation a une fonction structurante pour le biofilm, ce qui pourrait être essentiel dans la mise en place de la plaque dentaire. Dans une deuxième partie, j'ai étudié la fonction du domaine périplasmique des TAAs de V. parvula, qui est soit composé d'un motif super hélice, soit d'un domaine de liaison au peptidoglycane (SLH). La délétion de ces domaines résulte systématiquement en une perte de fonction et dégradation de la protéine. Ces domaines ne sont cependant pas essentiels pour la trimérisation ou la sécrétion des TAAs et peuvent être partiellement intervertis. Le domaine SLH se lie bien au peptidoglycane mais l'inactivation de cette activité par des mutations ponctuelles ne réduit pas la quantité de protéine à la surface. Ces domaines périplasmiques sont retrouvés chez tous les TAAs des Negativicutes, dont fait partie V. parvula mais aussi chez toutes les bactéries possédant des TAAs en dehors des Protéobactéries, parfois avec des domaines de liaison au peptidoglycane alternatif (OmpA). En dehors de leur importance pour la stabilité des protéines, la fonction biologique exacte de ces domaines périplasmiques reste inconnue. En conclusion, cette thèse a révélé que les autotransporteurs de V. parvula, en particulier VtaA, VtaE, et VtaD, jouent un rôle crucial dans la co-agrégation avec d'autres bactéries orales, et que la co-agrégation influence significativement la structure du biofilm dentaire. De plus, bien que les domaines périplasmiques des TAAs soient essentiels pour la stabilité des protéines, leur fonction biologique précise demeure à élucider.