Nouvelle approche dans la lutte contre la résistance aux antibiotiques des bactéries colonisant les poumons des patients atteints de mucoviscidose : reconstitution d'une pompe d'efflux de Pseudomonas aeruginosa
News insights in efflux mediated antibiotic resistance of a bacterium involved in lungs infections of cystic fibrosis patients : investigation of an efflux pump of Pseudomonas aeruginosa
par Ntsogo Enguene Véronique Yvette sous la direction de Broutin Isabelle
Thèse de doctorat en Biochimie
École doctorale Médicament, Toxicologie, Chimie, Imageries

Soutenue le Thursday 29 September 2016 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Aminosides
  • Fluoroquinolones
  • Mucoviscidose
  • Pompes d'efflux
  • Pseudomonas aeruginosa
  • Résistance aux antibiotiques

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Mots clés
Pompes d'efflux, Résistance aux antibiotiques, RND, Mucoviscidose, Pseudomonas aeruginosa, OprN, OprM, MexY, Fluoroquinolones, Aminoglycosides
Resumé
Les pompes d'efflux sont des complexes macromoléculaires qui permettent l'efflux des antibiotiques à travers les deux membranes (interne et externe). Ces pompes, spécifiques des bactéries Gram négatif, constituent l'un des acteurs majeurs du phénomène de résistance aux antibiotiques, en contribuant ainsi à la résistance intrinsèque et acquise de ces bactéries à de nombreuses molécules utilisées en antibiothérapie. Chez P. aeruginosa, ces pompes appartiennent pour la plupart à la famille des transporteurs RND. Ce sont des complexes tripartites constitués d'un transporteur de la membrane interne (RND), d'un adaptateur périplasmique (MFP) et d'un canal de la membrane externe (OMF). Ces composants ont été caractérisés individuellement chez de nombreuses bactéries. Cependant, les mécanismes qui régissent l'assemblage et la dissociation de la pompe, essentiels pour son fonctionnement, demeurent mal compris. Nous nous sommes donc intéressés au cours de ce travail aux pompes à efflux de Pseudomonas aeruginosa. Nous avons notamment procédé à la caractérisation structurale du canal OprN de la pompe MexEF-OprN impliquée dans la résistance aux fluoroquinolones et à la caractérisation biophysique du transporteur RND MexY de la pompe MexXY-OprM, spécifique des aminoglycosides. Nous avons étudié en parallèle le mécanisme d'ouverture du canal OprM seul in vitro (aspects structuraux) et in vivo (aspects fonctionnels) au sein de la pompe assemblée. Nos résultats montrent que les OMFs de P. aeruginosa présentent des similitudes avec les OMFs d'autres bactéries Gram négatif, mais également des différences, notamment pour OprN et OprM au niveau de l'interaction avec leurs partenaires ou encore pour OprM concernant l'ouverture du canal. Nous avons par ailleurs participé à l'étude in vitro de l'assemblage et du transport à travers la pompe MexAB-OprM, reconstituée au sein de protéoliposomes, confirmant l'importance de l'acylation de la MFP dans la formation du complexe et montrant l'importance de la force proto-motrice dans l'assemblage de la pompe mais pas dans sa dissociation. En parallèle de l'étude des pompes à efflux, nous nous sommes intéressés à un autre système de résistance, impliqué dans la dégradation des antibiotiques. Nous avons donc réalisé, en collaboration avec le Pr Patrick Plésiat (laboratoire de Bactériologie de Besançon), la modélisation de mutants de la beta-lactamase AmpC de P. aeruginosa, permettant de lier les effets fonctionnels observés à des hypothèses de modifications conformationnelles.