Plasmide, IncI, IncC, Bêta-Lactamase à spectre élargi, CTX-M, Fitness, Évolution expérimentale

L'émergence et l'augmentation croissante de la prévalence des souches de Escherichia coli résistantes aux bêta-lactamines, notamment par la production de bêta-lactamases à spectre élargi (BLSE) de type CTX-M est principalement liée à la diffusion de plasmides multirésistants. Le maintien et la dissémination de ces plasmides en l'absence de bénéfice apparent au sein de leur hôte malgré l'impact sur leur capacité réplicative a donné lieu au concept bien connu de « paradox plasmid ». Certains plasmides de multirésistance sont plus fréquemment retrouvés chez les entérobactéries, tels que les plasmides à spectre d'hôte étroit, IncF et IncI, et les plasmides à large spectre d'hôte IncC. Des phénomènes de co-adaptation expliquant le succès épidémiologique de certaines associations de plasmides multirésistants au sein de clones dit « à haut risque » ont été largement étudiés mais restent encore mal connus. Pour explorer ces phénomènes complexes de régulation hôte-plasmide, nous proposons d'étudier deux modèles relevant d'évolution : (i) le plasmide épidémique IncI1 porteur de blaCTX-M-1, un acteur majeur de la diffusion des BLSE dans le réservoir animal, après évolution expérimentale in vivo chez le porc, et (ii) des plasmides IncC à large spectre d'hôte dont un plasmide hybride IncC-IncR porteur de blaCTX-M-15, dans différents fonds génétiques de souches cliniques de E. coli. Le premier travail nous a permis de montrer que le plasmide épidémique IncI diffusait in vivo au sein de l'intestin de porc en entrainant un faible coût sur la cellule hôte après la conjugaison et au cours du portage intestinal, sans modification du génome plasmidique. L'analyse du transcriptome a montré que les réponses transcriptionnelles de l'hôte à l'acquisition du plasmide IncI1 étaient limitées, affectant l'expression des gènes impliqués dans la réponse au stress et la mobilité. Dans le second travail, nous avons montré que les plasmides IncC imposaient un coût significatif sur leurs hôtes. Des réarrangements importants du génome du plasmide IncC-IncR, impliquant exclusivement les gènes accessoires via les IS26, ont été observés. Ces modifications améliorent le taux de transfert du plasmide sans effet négatif sur la croissance de l'hôte et offrent une potentielle opportunité de capture de nouveaux gènes de résistance. Au final, nos travaux montrent une dynamique de co-adaptation différente pour nos deux modèles avec un impact modéré centré sur la réponse de l'hôte pour le plasmide à spectre d'hôte étroit IncI et des impacts importants sur le génome plasmidique pour les plasmides à large spectre d'hôte IncC.