Determinants of biofilm formation in the strict anaerobic symbionts Bacteroides thetaiotaomicron and Veillonella parvula
Déterminants de la formation de biofilm chez les symbiotes anaérobes strictes Bacteroides thetaiotaomicron et Veillonella parvula
par Nathalie BECHON sous la direction de Jean-Marc GHIGO
Thèse de doctorat en Microbiologie
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le Monday 28 September 2020 à Université de Paris (2019-....)

Sujets
  • Anaérobiose
  • Bile
  • Biofilms
  • Flore intestinale
Un embargo est demandé par le doctorant jusqu'au 28 March 2022
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Mots clés
Capsules, Autotransporteurs
Resumé
Le microbiote intestinal humain constitue une structure anaérobie multi-espèces dense semblable à un biofilm où il a été supposé que l'adhésion soit cruciale pour la colonisation, l'entretien et le fonctionnement des bactéries. Cependant, les modèles classiques de formation de biofilms sont soit des membres mineurs du microbiote intestinal, souvent étudiés en présence d'oxygène, soit des bactéries intestinales pathogènes. Au cours de ma thèse, j'ai utilisé des cribles génétiques pour identifier les déterminants de la formation de biofilms in vitro chez deux symbiotes intestinaux strictement anaérobies, Bacteroides thetaiotaomicron et Veillonella parvula. B. thetaiotaomicron est l'un des symbiotes à Gram-négatifs les plus abondants du microbiote intestinal humain. Bien que plusieurs isolats cliniques de B. thetaiotaomicron produisent des biofilms, la souche de référence génétiquement manipulable VPI 5482 forme peu de biofilm in vitro. J'ai montré que la délétion de la capsule 4, un des 8 polysaccharides capsulaires (CPS) de B. thetaiotaomicron, conduit à la genèse d'une sous-population de cellules acapsulées qui ont une forte capacité de formation de biofilms. Alors que l'expression de la plupart des capsules de B. thetaiotaomicron masque la formation de biofilms, l'expression de la capsule 8 induit la formation de biofilms, ce qui suggère qu'elle pourrait directement favoriser l'adhésion. Collectivement, ces résultats montrent que l'expression des CPS est un déterminant majeur de la formation de biofilms chez B. thetaiotaomicron. J'ai également montré que l'ajout d'extrait de bile ou de taurolithocholate induisait la formation d'un biofilm chez la plupart des isolats de B. thetaiotaomicron. La formation de biofilm induite par la bile implique une DNAse sécrétée potentielle. De façon cohérente, l'ajout d'une DNAse commerciale dans le milieu de culture restore la formation de biofilm en présence de bile du mutant délété pour la DNAse. V. parvula est un Firmicute à Gram-négatif atypique et il fait partie du microbiote oral et intestinal. Sa capacité à coagréger avec de multiples bactéries et à former des biofilms est essentielle pour sa colonisation. Cependant, chez cette espèce l'analyse moléculaire a été entravée par le manque d'outils génétiques efficaces. En utilisant une souche naturellement compétente récemment décrite, j'ai utilisé la mutagénèse par transposition aléatoire et dirigée pour montrer que les autotransporteurs trimériques sont les principales adhésines de V. parvula SKV38, assurant l'adhésion cellule-cellule et cellule-surface. De plus, j'ai identifié une phosphohydrolase HD supposée être impliquée dans la formatio de biofilms médiée par les autotransporteurs. L'identification des déterminants de la formation de biofilms dans les bactéries anaérobies non modèles B. thetaiotaomicron et V. parvula constitue une première étape qui nous permettra d'aborder la contribution des biofilms à la colonisation et au fonctionnement des microbiotes intestinaux.