Rôle des systèmes d’efflux dans la production de biofilm in vitro chez Yersinia pestis
Institution:
Université Paris-Saclay (ComUE)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Plague is an infectious disease due to Yersinia pestis. This bacterium has caused tens of millions of deaths during three major pandemics. It persists at an endemic state in several areas, as the United States, where it remains under control, and Madagascar, where it is responsible for annual outbreaks. In 2017, a particularly epidemic wave provoked 2,417 casualties, including 209 deaths. However, plague is a zoonosis, circulating in wild rodent populations through fleabites. When a flea feeds on a septicemic animal, the bacteria colonise and block its digestive tract by forming a biofilm. When the host dies, the fleas join a new mammal and transmit the bacteria during their blood meal. Thus the biofilm formation is one of the main plague transmission factors in animal populations but also to humans when they come into contact with infected fleas. We have focused this work on the study of efflux pumps, particularly those belonging to the Resistance-nodulation-division family, which have been described for their role in the formation of biofilm in many other Gram-negative bacteria. To this end, we produced a set of mutants deleted in genes encoding efflux pumps and we measured their ability to produce biofilm. We showed that the deletion of an efflux pump gene decreased the biofilm formation, whereas an opposite effect was observed when several of these genes were deleted. A more detailed study of one of the mutants deleted in tolC coding an outer membrane channel, allowed us to highlight the link between efflux pumps and the ability to produce biofilm. However, we have not been able to isolate a gene or group of genes responsible for promoting or inhibiting biofilm production in Y. pestis.
Abstract FR:
La peste est une maladie infectieuse provoquée par Yersinia pestis. Cette bactérie a causé des dizaines de millions de morts ans au cours de trois grandes pandémies. Elle persiste actuellement à l’état endémique dans plusieurs pays, notamment aux États-Unis où elle reste sous contrôle et à Madagascar où elle est responsable d’épidémies annuelles, dont celle de 2017, particulièrement intense, a fait 2417 victimes dont 209 décès. Cependant la peste reste avant tout une zoonose circulant dans les populations de rongeurs sauvages par l’intermédiaire de puces. Lorsque ces dernières se nourrissent du sang d’un animal septicémique, elles absorbent des bactéries qui vont coloniser puis bloquer son tube digestif par la formation d’un biofilm. A la mort de l’hôte, les puces vont rejoindre un nouveau mammifère et transmettre la bactérie au cours de leur repas sanguin. La formation de biofilm apparaît donc comme l’un des principaux facteurs de transmission de la peste dans les populations animales mais également à l’homme lorsqu’il se trouve au contact de puces infectées. Nous avons centré ce travail sur l’étude des pompes d’efflux, en particulier celles appartenant à la famille Resistance-nodulation-division qui ont été décrites pour leur rôle dans la constitution du biofilm chez de nombreuses autres bactéries à Gram négatif. Nous avons pour cela constitué une librairie de mutants délétés dans différents gènes codant des pompes d’efflux et avons mesuré leur capacité à produire du biofilm. Nous avons montré que la délétion d’un gène de pompe d’efflux diminuait la capacité à produire du biofilm in vitro alors qu’un effet inverse était observé lors de la délétion de plusieurs de ces gènes. L’étude plus détaillée d’un des mutants, délété du gène codant TolC, un canal membranaire externe, nous a permis de mettre en évidence le lien entre les pompes d’efflux et la capacité à produire du biofilm. Nous n’avons cependant pas été en mesure d’isoler un gène ou un groupe de gène responsable de la promotion ou de l’inhibition de la production de biofilm chez Y. pestis.