Characterization of physiological properties associated with biofilm-detached cells and study of interactions between bacteria and materials : case of Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa
Caractérisation des propriétés physiologiques associées aux cellules détachées de biofilms et étude des interactions aux interfaces entre bactéries et matériaux : cas de Staphylococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa
Résumé
The biofilm formation in food and medical sectors represents a significant source of foodborne and nosocomial diseases. Bacteria structured in biofilm can detach and colonize new surfaces. The microbiological risk associated with biofilm-detached bacteria is poorly studied. On one hand, the thesis concerned the study of growth conditions effect on the bacterial surface physicochemical properties as well as the adhesion of Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa biofilm-detached and planktonic cells to stainless steel (SS) and polycarbonate (PC). The pathogenicity of both bacterial populations has also been studied. The results showed that the conditions and the mode of growth influence the surface properties and consequently the adhesion of S. aureus and P. aeruginosa on the SS and the PC. In addition, growth temperature, surface type and physiological age of bacterial cells significantly influence their production of virulence factors and their cytotoxicity towards HeLa cells. On the other hand, the effect of growth temperature on the resistance of biofilm-detached and planktonic cells to benzalkonium chloride (BAC) was assessed. In order to understand the mechanisms of resistance at the cellular level, bacterial membrane damage associated with BAC was assessed by the efflux of intracellular K+ ions. In addition, the membrane fluidity of bacterial populations was characterized through the study of membrane fatty acid profiles. The results showed that resistance to BAC depends on the temperature and physiological state of the studied bacteria.
Le biofilm est à l’origine d’infections nosocomiales et d’intoxications alimentaires dans les secteurs alimentaire et hospitalier. Les bactéries structurées en biofilm peuvent se détacher et coloniser de nouvelles surfaces. Le risque microbiologique associé aux bactéries détachées de biofilm est peu étudié. Les travaux de thèse ont concerné, l’étude de l’effet des conditions de croissance sur les propriétés physicochimiques de surface de Staphylococcus aureus et Pseudomonas aeruginosa sous leurs formes détachées de biofilm et planctoniques, ainsi que leurs adhésion sur l'acier inoxydable (SS) et le polycarbonate (PC). Le pouvoir pathogène des deux populations bactériennes a été étudié. Les résultats ont montré que les conditions et le mode de croissance influencent les propriétés de surface et par conséquent l’adhésion de S. aureus et P. aeruginosa sur le SS et le PC. De plus, la température de croissance, le type de surface et l’âge physiologique des bactéries influencent significativement leur production des facteurs de virulence et leur cytotoxicité envers les cellules HeLa. Dans un deuxième temps, l'effet de température de croissance sur la résistance des cellules détachées de biofilm et planctoniques au chlorure de benzalkonium (BAC) a été évalué. Pour comprendre les mécanismes de résistance à l’échelle cellulaire, les lésions des membranes bactériennes associées au BAC ont été suivies par l’efflux des ions K+ intracellulaires. En outre, la fluidité membranaire de deux populations bactériennes a été caractérisée à travers l'étude de profils d'acides gras membranaires. Les résultats ont montré que la résistance au BAC dépend de la température et de l’état physiologique des bactéries.
Origine : Version validée par le jury (STAR)