Activités anti-biofilm de Lactobacillus vis-à-vis de Klebsiella Pneumoniae

Résumé : Dans la nature, les micro-organismes sont organisés en communautés agrégées dénommées biofilms, particulièrement adaptées à la survie en milieu hostile. Les difficultés pour prévenir la formation ou éliminer des biofilms matures par des stratégies conventionnelles ont encouragé le développement de nouvelles approches inspirées des mécanismes de compétition entre différents micro-organismes au sein de biofilms naturels. Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés à l'effet anti-biofilm de bactéries bénéfiques appartenant aux genres Lactobacillus et Bifidobacterium. Dans un premier temps, nous avons testé l'effet anti-biofilm de surnageants neutralisés vis-à-vis de deux pathogènes Klebsiella pneumoniae et Staphylococcus epidermidis dans un modèle expérimental statique. Si les extraits des quelques souches de Bifidobacterium testées stimulaient la formation de biofilm par K. pneumoniae sur surface abiotique, la majorité de ceux des 140 souches de Lactobacillus exerçait un effet inhibiteur et nous avons retenu une des souches dont le surnageant de culture entraînait une inhibition majeure (70%), Lactobacillus plantarum CIRM653. Cet extrait s'est également avéré capable de disperser des biofilms préformés à K. pneumoniae sur surface abiotique mais aussi d’inhiber la formation de biofilms sur surface biotique, et ce indépendamment d’un effet bactéricide. La formation de biofilms mixtes formés par L. plantarum et K. pneumoniae dans des modèles expérimentaux cinétiques a permis, comparativement à l'observation de biofilms mono-espèce à K. pneumoniae, de mettre en évidence des défauts de structuration du biofilm associés à une diminution de la biomasse de K. pneumoniae et une augmentation de celle de L. plantarum. Grâce à une approche transcriptionnelle ciblée, nous avons montré que L. plantarum induisait, par le biais de son surnageant, des modifications de l’expression de gènes impliqués dans la formation de biofilm chez K. pneumoniae. Quatre gènes impliqués dans le quorum-sensing (opérons lsr) étaient sous-exprimés et trois gènes de structure du pilus de type 3 étaient sur-exprimés. L'augmentation de la production de pili de type 3 fonctionnels a été validée par Western-blot et des tests d’hémagglutination. Cette surexpression est probablement responsable du niveau élevé des capacités d’adhésion sur surface abiotique d'agrégats de K. pneumoniae issus de la dispersion induite par L. plantarum.Le comportement des deux souches a également été testé in vivo, dans un modèle murin de colonisation intestinale par K. pneumoniae avec administration orale quotidienne de L. plantarum. Le dénombrement du pathogène dans les selles des animaux a montré qu'en présence de L. plantarum, K. pneumoniae maintient des niveaux de colonisation élevés, contrairement au contrôle (sans Lactobacillus) où une diminution graduelle est observée.Enfin, nous avons initié le développement d'un modèle expérimental tripartite permettant d'associer les deux partenaires bactériens avec des cellules épithéliales dans un système en flux continu. La réponse spécifique des cellules eucaryotes a également été abordée : nous avons pu mettre en évidence que L. plantarum exerçait un effet inhibiteur vis-à-vis de la réponse inflammatoire épithéliale pulmonaire induite par K. pneumoniae. En conclusion, la description d'une activité anti-biofilm in vitro ne serait pas synonyme d'une réduction in vivo de la colonisation de surfaces biotiques, mais à une plus grande capacité de dissémination. Ces observations démontrent l’importance d’une expertise précise de l’action des bactéries bénéfiques et de la maitrise du ratio bénéfice-risque pour leur utilisation.
Type de document :
Thèse
Médecine humaine et pathologie. Université d'Auvergne - Clermont-Ferrand I, 2016. Français. 〈NNT : 2016CLF1PP03〉
Liste complète des métadonnées

Littérature citée [154 références]  Voir  Masquer  Télécharger

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01661354
Contributeur : Abes Star <>
Soumis le : mercredi 13 décembre 2017 - 09:50:35
Dernière modification le : jeudi 11 janvier 2018 - 06:28:14

Fichier

2016CLF1PP03_LAGRAFEUILLE.pdf
Version validée par le jury (STAR)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01661354, version 2

Collections

Citation

Rosyne Lagrafeuille. Activités anti-biofilm de Lactobacillus vis-à-vis de Klebsiella Pneumoniae. Médecine humaine et pathologie. Université d'Auvergne - Clermont-Ferrand I, 2016. Français. 〈NNT : 2016CLF1PP03〉. 〈tel-01661354v2〉

Partager

Métriques

Consultations de la notice

462

Téléchargements de fichiers

879