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Soutenance HDR - Dr Vilain Sébastien

21 October 2016

Date : Vendredi 21 Octobre 2016, 10h00, Amphithéatre ENSTBB.

Titre : "Etude de la formation des biofilms bactériens - Analyse de la phase d’attachement et des processus moléculaires impliqués chez Pseudomonas aeruginosa".

Résumé : Le projet vise à étudier le développement des biofilms chez Pseudomonas aeruginosa, et en particulier à analyser les événements moléculaires impliqués lors de la phase initiale appelée phase d’attachement. Un biofilm est une structure multicellulaire complexe adhérée à une surface biotique ou abiotique et composée de microcolonies bactériennes enrobées dans une matrice extracellulaire autoproduite par les bactéries sessiles, constituant le biofilm. Les bactéries sessiles sont caractérisées par une résistance exceptionnelle aux stress environnementaux, et en particulier aux antibiotiques. L’origine de cette résistance reste mal comprise. Dans l’industrie, les biofilms détériorent (bio-corrosion) ou contaminent les équipements (industrie alimentaire, de la santé...). Ces problèmes ont un coût: la bio-corrosion coûte 5 milliards € par an en France. Dans la communauté médicale, les biofilms sont liés à certaines maladies (P. aeruginosa dans la mucoviscidose par exemple) et sont à l’origine de problèmes de santé publique (colonisation des implants, infections nosocomiales). En France, 20% des personnes hospitalisées contractent une maladie nosocomiale, et dans 50% des cas, l'infection serait liée à la présence de biofilms. Les infections nosocomiales entraînent 9000 décès par an et coûteraient 4,5 milliards € de coûts supplémentaires en matière de soins.

Les études dans le domaine de la Biofilmologie visent à identifier les mécanismes moléculaires impliqués dans chaque phase du développement des biofilms. L'objectif associé est l'identification de cibles moléculaires potentielles pour empêcher la formation de biofilms et/ou lutter efficacement contre les bactéries sessiles. De nombreuses études des biofilms matures ont été réalisées. Néanmoins ces études ont été conduites dans des conditions expérimentales variables (substrat, milieux, température...), avec des souches bactériennes différentes et sur des biofilms d’âge différent (>6h à plusieurs jours). Cette variabilité se traduit par une faible corrélation entre les études. De ce fait, peu de gènes / protéines majoritaires impliqués dans la formation de biofilms ont été identifiés, et actuellement il n'y a pas de moyen efficace pour lutter contre les biofilms bactériens. Il est donc crucial de caractériser en détail les processus moléculaires impliqués dans toutes les étapes de la formation des biofilms. Parmi ces étapes, la phase d’attachement est la moins bien caractérisée au niveau moléculaire en raison de verrou technique (biomasse insuffisante). Pourtant, cette étape critique de la formation de biofilms pourrait être le talon d'Achille de ce mode de croissance. Un système de culture original a été développé au laboratoire pour étudier les premiers stades de la fixation des bactéries (Crouzet et al., 2014). Ce système permet d'obtenir, en 5 minutes, une biomasse sessile suffisante pour réaliser des approches globales visant à identifier les composés moléculaires impliqués dans la phase d’attachement. Parmi ces composés, certains pourraient être critiques, et ainsi constituer des cibles moléculaires potentielles pour lutter contre les biofilms. A ce jour, les éléments moléculaires étudiés sont de nature protéique ou lipidique.