Academic literature on the topic 'Bactéries persistantes'

Contexte : L’existence du « Lyme chronique » est l’objet de controverses scientifiques depuis plus de 10 ans. Dans le cas du Lyme chronique, la maladie du malade-illness diffère de la maladie du médecin-disease. Un modèle explicatif sous-tend illness et disease. Il regroupe « l’étiologie, le moment et le mode d’apparition des symptômes, la physiopathologie, l’évolution du trouble et le traitement ». Les différences de modèles explicatifs compliquent les soins. Objectif : Recueillir les modèles explicatifs de patients pensant souffrir de maladie de Lyme chronique et des « Lyme doctors » afin de faciliter la mise en place de réseaux sémantiques support du soin. Méthode : Étude qualitative par entretiens semi-dirigés auprès de patients présentant des symptômes persistants après une borréliose de Lyme avec un guide d’entretien fondé sur la médecine narrative. Les entretiens ouverts pour les « Lymes doctors » ont recherché les interactions entre leurs modèles explicatifs et ceux des patients. Résultats : Borrelia burgdorferi (Bb) est perçue comme une bactérie intelligente, véritable poison, capable de se cacher et de s’enkyster. Le phénomène d’attribution exogène est autonome et souvent en conflit avec les médecins. Des études de faible niveau de preuve ont recherché la persistance de Bb après un traitement antibiotique conforme aux recommandations. La persistance de traces de la bactérie n’est pas le témoin de l’infection. Conclusion : Établir des ponts entre les modèles explicatifs des patients et des médecins demande de réfuter les théories sans fondement scientifique et de reconnaître la souffrance.

La sérologie dans le cadre du diagnostic des maladies bactériennes infectieuses pose des problèmes d’interprétation quine peuvent être résolus que par une appréhension globale del’interprétation des tests biologiques dans un contexte clinicomicrobiologique précis. La sérologie a, avant tout, un usageindiscuté et indispensable qui est celui du diagnostic (Raoult,1988). Elle est particulièrement utile lorsque la culture de labactérie suspectée est lente ou difficile comme par exemplepour les bactéries intracellulaires (Coxiella burnetii, Rickettsiaspp., Chlamydia spp.) ou encore Leptospira spp., Borrelia spp,Brucella spp… Elle présente également un intérêt lorsque labactérie a été décapitée par un traitement antibiotique préalableou encore lorsque le diagnostic nécessite des prélèvements tropinvasifs. Il convient ici de rappeler que le paramètre évalué estle plus souvent la réponse immunologique humorale spécifiqueà un agent infectieux. Contrairement aux virus, de nombreusesbactéries n’induisent pas de réponse humorale générale détectablenotamment en cas d’infection locale, la sérologie est alors peucontributive. Celle-ci ne se développe qu’à partir de 8 à 10 jourset persiste longtemps (de quelques semaines à quelques années).Dans cette réponse humorale les IgM apparaissent et disparaissentsouvent plus précocément. Il faut toutefois noter que certainesinfections récentes peuvent ne pas s’accompagner de sécrétionsd’IgM et que celles-ci, par ailleurs, peuvent persister des années.Ainsi l’utilité d’un titrage d’IgM sur un sérum unique commeindicateur d’une infection récente doit être évaluée pour chaqueagent infectieux. Dans certaines pathologies infectieuses (FièvreQ, toxoplasmose...) un dosage des IgA peut avoir un intérêt. Dececi découle que souvent une séquence de prélèvements, espacésde quelques jours, permettra seule d’apprécier la cinétique desanticorps et donc d’affirmer le caractère récent de l’infection.Cette répétition des prélèvements va permettre d’objectiver uneséroconversion (premier sérum négatif, deuxième sérum positif)ou une élévation significative (x 4) du titre des anticorps. Lesprélèvements uniques permettront rarement un diagnostic et ainsicelui-ci surviendra dans la plupart des cas durant la convalescence.Cependant, les sérologies réalisées dans un but de dépistage nécessitent en général un seul prélèvement. La sérologie peut égalementêtre utilisée pour apprécier l’état d’immunité d’une populationet étudier la séroprévalence d’une maladie dans une région(séroépidémiologie) ou encore pour apprécier l’efficacité d’unevaccination par comparaison aux seuils protecteurs déterminéspréalablement pour chaque micro-organisme (diphtérie, tétanos,polio). La sérologie peut également, comme c’est le cas pour lesinfections persistantes à Coxiella burnetii (Million et al., 2010),permettre de suivre l’efficacité du traitement par appréciation del’évolution du titre d’anticorps.Techniques de sérologieLa sérologie se réalise de préférence sur sérum mais peut aussidans certains cas être réalisé sur plasma quand seul ce type deprélèvement est disponible. Il convient de prélever 5 à 10 ml desang veineux dans un tube sec (sans anticoagulant) afin d’éviterune interaction avec un anticoagulant. Le sérum est obtenu aprèscentrifugation. Un aliquot de chaque sérum testé doit être conservécongelé à -20 °C dans une sérothèque pendant 1 an minimum (arrêtédu 26 novembre 1999 relatif & la bonne exécution des analysesmédicales). Plus rarement, les anticorps peuvent être détectés dansd’autres liquides biologiques tels que le liquide céphalorachidien,humeur aqueuse… Le résultat d’une sérologie peut être qualitatifou semi-quantitatif, grâce à la détermination du titre d’anticorps,celui-ci étant défini comme l’inverse de la plus forte dilution desérum donnant encore une réaction positive.Certaines techniques sérologiques, les plus connues et lesplus anciennes, telles les agglutinations bactériennes classiques(Widal, Wright, Weil-Felix), ont du fait de leur grossièreté technique une valeur modeste liée à de nombreuses réactions croisées.La plupart des techniques développées actuellement utilisentune réaction immunologique de type « sandwich » révélant uneréaction entre un antigène et un anticorps antihumain marqué parune molécule fluorescente (immunofluorescence), radioactive(RIA) ou enzymatique (ELISA). Par ailleurs se développent destechniques d’agglutination de matériel inerte (latex) qui ont unevaleur théorique moindre mais une plus grande maniabilité et unerapidité incontestable (quelques minutes).

Cette étude est destinée à tester expérimentalement les capacités d'épuration des eaux usées par lagunage à macrophytes (jacinthe d'eau : Eichhornia crassipes), sous les conditions climatiques de Marrakech. L'installation fonctionne en continu avec un débit constant à l'entrée de 10 l/min. La charge admise est de 40 g DCO/M2/j. Sous l'aspect de la production de biomasse végétale, les effluents domestiques constituent un bon substrat nutritionnel. Les taux de croissance et les productions obtenues montrent dans l'ensemble une excellent adaptation d'Eichhornia crassipesà ce milieu. Le maximum de biomasse et de productivité ont été obtenu en période estivale et sont respectivement de: 40 kg MF/m2 et 38,6 MS/m2/j. Il s'est avéré également que la jacinthe d'eau est persistante toute l'année sous le climat méditerranéen aride de Marrakech. L'épuration des eaux usées domestiques par lagunage à macrophyles aboutit à des rendements satisfaisants surtout en période estivale où on obtient un abattement de 87 % de la DCO et une réduction de 95 % des MEST. Sur te plan sanitaire, l'abattement de la charge bactérienne exprimée par les bactéries témoins de contamination fécale peut atteindre jusqu'à 2ULog pour un temps de séjour théorique très court (7 jours). Ce système e par ailleurs fourni des abattement de 100 % des oeufs d'helminthes parasites au niveau de l'eau épurée.

La transmission des maladies par la voie hydrique est sous contrôle dans la majorité des pays industrialisés. Malgré tout des maladies épidémiques ou endémiques sont encore observées. Plusieurs microorganismes sont en émergence, et Cryptosporidium a été impliqué dans des épidémies importantes dans plusieurs pays. Le conrôle de ces maladies transmissibles par la voie hydrique requiert des autorités des nouvelles approches qui allient le contrôle des risques de cancer dûs aux sous-produits de la désinfection au contrôle des micro-organismes les plus résistants . Aux Etats-Unis, l'objectif proposé est l'absence de microorganismes dans l'eau potable. Cet objectif ne peut être contrôlé par les indicateurs usuels et l'on recommande donc un niveau de traitement équivalent. Le traitement est alors contrôlé en temps réel par des moyens physico-chimiques tels la turbidité ou la mesure des particules, et un contrôle a posteriori par de nouveaux indicateurs telles les spores des bactéries sporulantes aérobies. Le vieillissement des installations, des populations immunocompromises et une urbanisation grandissante sont autant de causes de l'émergence de nouvelles maladies infectieuses dont certaines transmissibles par la voie hydrique. La proportion des maladies gastro-intestinales qui est attribuable à l'eau de consommation est encore très grande et elle contribue à maintenir ces infections en circulation dans la population. Le dilemme du contrôle des risques de cancer dus aux sous-produits de la désinfection ne doit pas conduire à une réduction de l'efficacité des traitements, car le niveau de risque à partir duquel ont été fixées les concentrations maximales admissibles de ces sous-produits dans l'eau (10-6 cas de cancer par vie entière d'exposition) est bien plus faible que celui de contracter une maladie infectieuse d'origine hydrique en absence de traitement adéquat. La situation en matière de pathologies induites par la consommation d'eau est extrêmement contrastée selon les pays. En effet la transmission de maladies infectieuses par la voie hydrique a été maîtrisée dans la plupart des pays industrialisés par la mise en place d'installations de traitement et d'un contrôle sanitaire s'appuyant sur une réglementation abondante. A l'opposé la situation des pays en voie de développement reste souvent très mauvaise dans ce domaine et l'Organisation Mondiale de Santé estime que 1,5 milliards d'habitants ne disposent pas encore d'eau potable dont cent millions en Europe et que 30 000 morts journalières sont dues à l'absence d'une eau en quantité et qualité satisfaisantes (Ford et Colwell 1996). En revanche les pays développés voient la qualité chimique des eaux distribuées de plus en plus souvent mise en cause par les associations de consommateurs. Outre le progrès très rapide des techniques analytiques qui permet de découvrir la présence de traces dont on ne soupçonnait guère la présence dans l'eau du robinet, la pollution croissante de la ressource, les traitements de désinfection et le contact avec les matériaux des réseaux de distribution apportent des molécules dont la toxicité à moyen et long terme mérite d'être évaluée. La mise en oeuvre de traitements de désinfection dont l'utilité est indiscutable et l'effet sur la morbidité et la mortalité par pathologie infectieuse chez des populations desservies parfaitement significatif, s'accompagne de la formation de sous-produits. Certains de ceux-ci étant cancérigènes et/ou mutagènes en expérimentation de laboratoire et des études épidémiologiques ayant pu montrer une légère augmentation du risque de cancer dans la population, l'impact médiatique de cette information peut conduire à une mauvaise appréciation dans la gestion des risques pour la santé. Ainsi l'arrêt de la chloration pour éviter la formation de sous produits et quelques cas de cancers aurait conduit un pays d'Amérique du Sud a enregistrer une importante épidémie de choléra et des centaines de décès. Il n'est pas facile de gérer ce paradoxe entre sophistication du traitement lié à la pollution de la ressource entraînant la présence de sous produits de désinfection et la persistance d'éléments traces et de divers microorganismes dans une eau de qualité conforme aux critères de potabilité mais que le consommateur ne veut plus consommer. Dans cet article nous tenterons de faire le point sur le risque hydrique pour la santé lié d'une part aux contaminants biologiques et d'autre part aux contaminants chimiques. Sa meilleure connaissance est la clef d'une stratégie de gestion efficace et d'une reconquête du consommateur que la publicité a trop tendance à orienter vers les eaux embouteillées.

Les gènes persistants sont présentés dans presque tous les génomes à l'intérieur d'un clade. Ils sont donc des gènes très représentés et sous sélection très forte. Les gènes persistants incluent la majorité des gènes essentiels. Ils aussi incluent des gènes dont l'inactivation n'est pas automatiquement létale mais qui permettent de répondre à une grande variété de situations défavorables. Les gènes persistants évoluent lentement et typiquement en parallèle avec la sous-unité 16S de l'ARNr. Ils sont très sensibles à des collisions frontales entre le polymérase de l’ARN et le polymérase de l'ADN, et ont par conséquence une préférence forte pour le brin précoce. Ils tendent à utiliser des codons optimaux pour assurer une expression efficace. Pour minimiser leur perte fréquente, les gènes persistants sont groupés dans le chromosome. Ces groupes de gènes ont souvent des fonctions voisines. Nous avons construit un réseau représentant les groupes de gènes essentiels duquel résulte le coeur du protéome bactérien. Ce réseau souligne les influences de l'environnement dans le façonnement de la composition du protéome bactérien. On développe aussi deux exemples à partir de la comparaison de profils évolutifs ainsi qu'une plate-forme informatique pour la génomique comparative
Persistent genes are genes present in almost every organism within a group. They are the genes endeavoured through natural selections and widely spread. Persistent genes include most of experimentally essential genes. Furthermore, it also includes genes without immediate lethal effects but allowing to respond to a variety of unfavourable situations. Persistent genes evolve slowly and usually in parallel with the 16S rDNA. They are very sensitive to the head-on collisions between RNA polymerase and DNA polymerase, and consequently have a strong preference for the leading strand. They tend to use optimal codons to ensure efficient expression. To avoid the frequent gene loss, persistent genes are clustered, and such local clusters are usually groups of genes executing coupled functions. By assembling the persistent genes clusters together, a network representing the core bacterial proteome is built up. This network highlights the influences from environment in shaping bacterial proteome composition. Two examples applying evolutionary profiles comparison in genome annotation are presented, as well as a platform to carry out comparative genomics

Depuis quelques années, des Toxi-Infections Alimentaires Collectives causées par la contamination de produits frais, comme les laitues, par des bactéries pathogènes entériques (Salmonella, Escherichia coli productrice de shigatoxines -ou STEC-) apparaissent de plus en plus nombreuses. La présence de ces bactéries dans cet environnement inhabituel est un risque sanitaire émergent majeur, d'autant plus que les bactéries entériques, pathogènes ou non, présentent fréquemment des résistances aux antibiotiques. Afin d’étudier la persistance des bactéries antibiorésistantes ou pathogènes sur des laitues, la caractérisation de plasmides de résistance portés par des souches de E. coli issues d’environnements aquatiques contaminés a été réalisé pour, par la suite, étudier leur implication potentielle dans l’adhésion des souches-hôtes sur différentes variétés de laitues. L’étude de la survie et de l’adhésion de souches de E. coli environnementales et de laboratoire, transformées avec les plasmides d’intérêt, sur de jeunes plants de laitues a permis de mettre en évidence trois points : 1) plus le temps de contact entre bactéries et feuilles augmente et moins la survie bactérienne est importante ; 2) il existe une différence de survie et d’adhésion selon les variétés de laitues étudiées ; 3) il existe une différence de survie et d’adhésion entre les souches de laboratoire et les souches environnementales, ces dernières étant en meilleur état métabolique et montrant une adhésion plus importante durant les 11-12 jours d’expérimentation. Après ces constatations de persistance des E. coli antibiorésistantes en conditions contrôlées, des études en champs sur 4 exploitations maraîchères normandes, possédant des itinéraires techniques différents, ont été réalisées. La recherche de pathogènes entériques, Salmonella et STEC, a été effectuée sur les laitues et une recherche de E. coli, témoin de contamination fécale, a été réalisée sur les laitues ainsi que dans l’eau d’irrigation d’un des sites. Les résultats révèlent une qualité microbiologique satisfaisante des parcelles étudiées (selon l’arrêté européen N°2073/2005) bien que des E. coli aient été régulièrement retrouvées au niveau des laitues, dont certaines antibiorésistantes. L’analyse de l’eau d’irrigation a montré la présence continue de E. coli, dont des souches présentant des profils d’antibiorésistance communs à ceux retrouvés sur les laitues, montrant que l’eau d’irrigation est l’une des sources critiques de contamination des végétaux en champs
In recent years, foodborne diseases caused by fresh products contaminated, such as lettuce, with enteric pathogenic bacteria (Salmonella, Shigatoxin-producing Escherichia coli-or STEC-) increasingly. The presence of these bacteria in this unusual environment is a major emerging health risk, especially since enteric bacteria, whether pathogenic or not, are frequently resistant to antibiotics. To study the persistence of antibiotic-resistant or pathogenic bacteria on lettuce, the characterization of resistance plasmids carried by E. coli strains from contaminated aquatic environments was carried out in order to study their potential involvement in adhesion of host strains on different varieties of lettuce. The study of the survival and adhesion of environmental and laboratory E. coli strains, transformed with the plasmids of interest, on young lettuce plants allowed to highlight three points: 1) more time contact between bacteria and leaves increases and less bacterial survival is important; 2) there is a difference in survival and adhesion depending on the varieties of lettuce studied; 3) there is a difference in survival and adhesion between laboratory strains and environmental strains, the latter being in better metabolic state and showing greater adhesion during the 11-12 days of experimentation. After the persistence of antibiotic-resistant E. coli strains under controlled conditions, field studies on 4 Normandy vegetable farms, with different technical itineraries, were carried out. The search for enteric pathogens, Salmonella and STEC, was carried out on lettuce and a search for E. coli, a control of fecal contamination, was realized on the lettuce as well as in the irrigation water of one of the sites. The results reveal a satisfactory microbiological quality of the agricultural plots studied (according to the European decree N ° 2073/2005) although E. coli strains were regularly found at the lettuce level, including some antibiotic resistant. Analysis of the irrigation water showed the continued presence of E. coli strains, including strains with common antimicrobial resistance profiles to those found on lettuce, showing that irrigation water is one of the critical sources of plant contamination in the field

Bacillus thuringiensis est une bactérie sporulante à Grain-positif, phylogénétiquement très proche de Bacillus cereus. Elle doit ses caractères entomopathogènes à la synthèse de nombreuses δ-endotoxines. Dans le cadre de la recherche de nouvelles toxines Cry de B. Thuringiensis, nous avons isolé et caractérisé un nouveau sérovar H»71 de B. Thuringiensis, désigné par B, thuringiensis var, jordanica Nous nous sommes aussi intéressés à Timpact de l'application de la formulation de spores et cristaux de B. Thuringiensis serovar. Israelensis (VectoBac®) dans un biotope à moustiques en Grande Camargue (France). Les gènes codant pour des métalloprotéases putatives de type InhA et Enhancine ont été détectés chez B, cereus par analys de la séquence génomique. Nos travaux ont porté sur la purification et la caractérisation biochimique de ïnhA2, ainsi que sur sa contribution à la virulence de B. Thuringiensis. Nous avons démontré qu'elle dégrade la caséine, le collagène, l'actine et Falbumine parmi d'autres substrats testés. Elle est stable en présence d'ion Ca-HK La protéine InhA2 pure n'a pas d'effet direct sur la mortalité par voie orale. En revanche, elle semble interagir avec le système immunitaire inné de l'insecte : elle provoque la production de nodules mélanisés chez les larves de G. Mellonella, elle dégrade la cécropine, peptide antimicrobien synthétisé par le système immunitaire des larves d'insectes. Nous avons identifié un second gène codant pour une métalloprotéase. Il a été désigné par mpbE (Métalloprotéase Bacillus Enhancin). Nous avons démontré qu'il est est positivement régulé par ractivateuï transcriptionnel pléitrope PleR. MpbE porte la signature HEIAH
Bacillus muringiensis is a Gram-positive spore-forming bacterium closely related to Bacillus cereus and both are ubiquitous to various environments. The entomopathogenic properties of B. Thuringiensis are mainly due to the δ-endotoxines. In the search for new B. Thuringiensis Cry toxins, we have isolated and characterized the new serovar H-71, named B. Thuringiensis serovar, jordanica. In a second aspect, we studied the possible impact of large scale treatments with a spore/crystal formulation (VectoBac®) of B. Thuringiensis serovar. Israelensis (Bti) in a mosquito breeding site in Grande Camargue (France). Genes encoding two putative zinc-metalloproteases of type InhA and Enhancin were found in a sequenced genome of B. Cereus strain ATCC14579. Then, our work has been based on purification, biochemical charaeterization and contribution of MiA2 in the virulence de B. Thuringiensis. . We show that InhA2 hydrolyses several substrates, like caseine, collagen, actin and albumine. Pure InhA2 dœs not provide direct mortality by oral route; meanwhile, it seems to interact with insect innate immunity. In addition it also dégrades cecropin, an anti-microbial peptide. We also investigated on a second metalloprotéase, encoded by a gene we named mpbE (Metalloprotease Bacillus Enhancin). We demonstrate its positive activation by the transcriptional regulator PlçR. MpbE carry a typical HEIAH signature

L’objectif de cette étude était d’évaluer les conséquences de l’utilisation de l’acide oxolinique (AO) ou de la fluméquine , antibiotiques de la famille des quinolones couramment utilisés en France pour le traitement de la truite arc-en-ciel, sur l’évolution de la résistance de bactéries indicatrices chez ces poissons et dans la pisciculture, et la contamination éventuelle par ces bactéries résistantes des produits piscicoles destinés à la consommation humaine. Le choix d’Aeromonas spp. Comme bactéries sentinelles de l’évolution de l’antibiorésistance au sein de la microflore de la truite et de son environnement s’est révélé pertinent (facilité d’isolement, diversité des profils de sensibilité aux antimicrobiens) mais d’application limitée pour le compartiment intestinal en raison d’importantes variations quantitatives saisonnières. L’objectif de cette étude était d’évaluer les conséquences de l’utilisation de l’acide oxolinique (AO) ou de la fluméquine , antibiotiques de la famille des quinolones couramment utilisés en France pour le traitement de la truite arc-en-ciel, sur l’évolution de la résistance de bactéries indicatrices chez ces poissons et dans la pisciculture, et la contamination éventuelle par ces bactéries résistantes des produits piscicoles destinés à la consommation humaine. Le choix d’Aeromonas spp. Comme bactéries sentinelles de l’évolution de l’antibiorésistance au sein de la microflore de la truite et de son environnement s’est révélé pertinent (facilité d’isolement, diversité des profils de sensibilité aux antimicrobiens) mais d’application limitée pour le compartiment intestinal en raison d’importantes variations quantitatives saisonnières
The goal of this study was to address the outcome of the use of the quinolone antibacterials oxolinic acid (OA) or flumequine for the treatment of rainbow trout, on resistance evolution of indicator bacteria isolated from fish and from the inner environment of fish farms, and on the possible contamination by resistant bacteria of fish products destined to human consumption. It appeared that Aeromonas spp. Were pertinent indicators for the survey of antibacterial resistance within the microbiota of trout and of their close environment, due to the ease of their isolation and to the wide diversity of antibacterial susceptibility patterns that they exhibit. However, due to important quantitative seasonal variations of these bacteria in the intestine of trout, their usefulness as indicator appeared lower for the survey of resistance in this compartment. A dosage effect of OA treatments was observed, in experimental conditions, on the Aeromonas from fish tanks output water. Both the prevalence and the level of resistance of OA-resistant Aeromonas (associated with the presence of mutations in the gyrA and parC genes) were positively correlated with OA dosage. In the real conditions of a fish farm, we also observed during and after a flumequine treatment, an increase of the prevalence of OA-resistant Aeromonas in the ponds (water and biofilm) and in the trout (intestine and skin). Multiple antibacterial resistances were also observed in some Aeromonas spp. Selected by the quinolone treatments applied to fish, which raise the question of the risk to the environment (abundant presence of multiresistant bacteria in the fish farm effluents until at least two weeks after the end of the treatment) and to human health (detection of multiresistant bacteria on processed trout filets five weeks after the end of the treatment)

Les systèmes bactériens sont complexes et adaptatifs. Soumis à des perturbations, telles qu’un traitement antibiotique, ils survivent, se régénèrent et évoluent. Ceci est d’autant plus vrai pour les biofilms, capables de surmonter des traitements létaux à des bactéries planctoniques. La capacité des systèmes à retrouver leur équilibre initial, certaines fonctions ou compositions après un choc est appelée résilience. La résilience est souvent considérée comme complémentaire à la résistance en écologie. Pourtant, la résilience aux antibiotiques reçoit peu de considération en comparaison de la résistance aux antibiotiques en bactériologie. L’une des raisons de ce désintérêt est que ce concept est souvent mal défini et ambigu. Dans cette thèse, nous proposons tout d’abord une base conceptuelle de la résilience aux antibiotiques. A partir de l’analyse de différentes définitions existantes de la résilience, nous fournissons une démarche pour formaliser le concept de résilience dans le contexte d’une population bactérienne soumise à des traitements antibiotiques. De cette première analyse, le mécanisme biologique de persistance bactérienne est ressorti comme important dans la résilience aux antibiotiques. Ce phénomène repose sur la formation de cellules tolérantes aux antibiotiques, les persisters, dont la formation est influencée par les conditions environnementales. Afin de relier la formation des persisters aux conditions environnementales, nous avons développé des modèles mathématiques de transition phénotypique entre cellules sensibles et persisters que nous avons calibrés et testés à l’aide de données expérimentales. Enfin, nous avons étudié l’effet de la persistance bactérienne sur la résilience aux antibiotiques des biofilms. Pour cela, nous avons développé un modèle individu-centré de biofilm intégrant des transitions entre cellules sensibles et persisters. Différentes stratégies de transition ont été reliées à la capacité des biofilms à croître, survivre et se régénérer après un choc antibiotique. La mise en place d’expériences capables de fournir des données à comparer aux simulations est proposée dans la discussion de cette thèse. Cette thèse contribue à la clarification du concept de résilience aux antibiotiques et à la compréhension du phénomène de persistance bactérienne dans les biofilms. Elle ouvre des perspectives sur l’utilisation du concept de résilience en bactériologie clinique et souligne l’importance de l’hétérogénéité des populations bactériennes dans leur capacité à confronter les perturbations et évoluer
Bacterial systems are complex and adaptive. When faced with disturbances, such as antibiotic treatments, they survive, recover and evolve. This is particularly true for biofilms, which survive treatments that planktonic cells cannot overcome. The capacity of systems to recover their initial state, some of their functions or composition after a disturbance is called resilience. The resilience concept is often considered complementary to resistance in ecology. However, antibiotic resilience has received little attention compared to antibiotic resistance. One reason of this lack of interest comes from the fact that the resilience concept is often poorly defined and ambiguous. In this thesis, we firstly developed a conceptual framework of antibiotic resilience and applied this framework to the case of a bacterial population faced with antibiotics. This analysis highlighted the importance of the biological mechanism of bacterial persistence. This phenomenon is based on the formation of sub-populations of antibiotic tolerant cells, the persisters, which is influenced by environmental conditions. To relate persister formation to environmental conditions, we developed mathematical models of phenotypic switches between susceptible and persister cells and calibrated and tested them with experimental data. Lastly, we studied the influence of bacterial persistence on biofilm antibiotic resilience. For this purpose, we developed an individual-based model of biofilm with phenotypic switches between susceptible and persister cells. Different strategies of phenotypic switches were related to the dynamics of growth, survival and recovery of bacterial biofilms faced with antibiotic shocks. The setting up of experimentations to obtain data to compare to simulations is presented in the discussion of this thesis. Globally, this thesis contributes to the clarification of the concept of antibiotic resilience and to the understanding of bacterial persistence in biofilms. It gives new perspectives on the use of the resilience concept in clinical bacteriology and emphasizes the importance of the heterogeneity of bacterial populations in their capacity to face disturbances and evolve

Les infections associées au soins (IAS) sont un problème majeur de santé publique, notamment du fait qu’elles participent à la menace mondiale que représente l’antibiorésistance qui devrait en 2050 causer 10 millions de décès par an et se placer comme la première cause de mortalité dans le monde. La forte consommation d’antibiotiques, la promiscuité et la vulnérabilité des patients font de l’hôpital un lieu privilégié pour la transmission de bactéries notamment résistantes aux antibiotiques, et pour les phénomènes épidémiques. Les surfaces de l’environnement hospitalier jouent un rôle important dans ces phénomènes, en servant de réservoir et de relais aux agents responsables d’IAS. Mieux connaitre la diffusion des bactéries responsables d’IAS sur les surfaces de soins apparait alors comme un axe majeur de recherche. Dans ce travail, afin d’observer la circulation et la persistance, sur les surfaces hospitalières, des bacilles à gram négatifs (BGN) responsables d’IAS, et d’identifier les raisons de la diffusion et du succès épidémique de certaines espèces bactériennes et sous-populations bactériennes responsables d’IAS, des prélèvements intensifs de surfaces, au total 5329, ont été réalisés. Deux sources de contamination des surfaces de l’environnement hospitalier ont été considérées : l’origine hydrique avec P. aeruginosa comme chef de file, et l’origine humaine avec les bactéries productrices de carbapénèmases (BPC).Ce travail nous a permis de collectionner 567 souches environnementales issues d’un échantillonnage de terrain. Pour chaque souche, des données clinico-éco-épidémiologiques ont été recueillies. Cette collection de souches isolées en conditions réelles est le socle de cette thèse et constitue toute son originalité. Elle nous a permis de tracer, au plus près des conditions réelles, les routes de transmission des bactéries responsables d’IAS sur les surfaces de soins. Ainsi nous avons pu identifier des réservoirs environnementaux de BGN et analyser la circulation entre l’eau du point d’eau, les surfaces de soins et les patients pour les bactéries d’origine hydrique, et entre les surfaces de soins et les patients pour les bactéries d’origine humaine. Lors de l’analyse de ces circulations sur les surfaces de soins, les différents niveaux de complexité de la diversité des populations et sous-populations bactériennes ont pu être intégrés. Considérer cette complexité dans sa globalité semble être la clef pour mieux comprendre le rôle de l’environnement de soins dans la transmission de bactéries responsables d’IAS et les phénomènes épidémiques. De plus ce travail, a démontré que l’environnement proche des patients était le reflet des bactéries colonisant/infectant les patients tout en apportant des informations supplémentaires sur sa diversité. Ainsi le patient au sein de son environnement de soins devrait être considéré comme une seule unité de transmission afin de mieux anticiper la diffusion des bactéries dans l’environnement de soins et les phénomènes épidémiques
Healthcare-associated infections (HAI) are a major concern of Public Health because of their involvement in the global threat of antibiotic resistance, predicted to become the first cause of mortality in 2050 with about 10 million deaths a year. The high antibiotic consumption associated with both patients’ promiscuity and vulnerability make hospital an ideal place for cross-transmission of bacteria, especially drug-resistant bacteria, and for outbreak occurrence. Surfaces within hospital environment play an important role in these phenomena, serving as reservoir or relay for bacteria responsible of HAI. Better understand the diffusion of bacteria responsible of HAI onto hospital surfaces appears as a major axe of research.In order to observe the circulation and persistence of gram-negative bacteria (GNB) involved in HAI onto hospital surfaces, and to identify the reasons of diffusion and outbreak successes of certain bacterial species and sub-species, we performed intensive samplings of hospital environment, with a total of 5329 surfaces sampled. Two sources of contamination were considered: the hydric origin with Pseudomonas aeruginosa in leading position, and the human origin with carbapenemase-producing bacteria (CPB).During this work, we collected 567 strains by sampling the hospital environment. For every strain, both clinical, ecological and epidemiological data were gathered. The strains collection isolated in real conditions of hospital activities is the foundation of this thesis and constitutes its originality. It permitted to retrace, as close as possible to real-life conditions, the routes of transmission of bacteria responsible of HAI on hospital surfaces. This allowed us to identify environmental reservoirs of GNB and analyze the circulation of hydric bacteria between water and water point-of-use, surfaces and patients, as well as the circulation of human bacteria between patients and hospital surfaces. These analyses integrated the different levels of complexity of bacteria through the diversity of bacterial population and sub-populations. Considering this complexity as a whole seems to be the key to better understand the involvement of hospital environment in the transmission of bacteria responsible of HAI. Furthermore, we demonstrated that the close environment of patients reflected the bacteria colonizing/infecting patients, while providing further information on its diversity. Thus, the patient within its healthcare environment must be considered as a unique entity of transmission in order to better anticipating the diffusion of bacteria in hospital environment and the occurrence of outbreaks

Les modèles dynamiques sont des outils importants pour l'exploration des mécanismes de régulation en biologie.Les travaux de cette thèse sont guidés par le besoin exprimé en biologie du développement et en cancérologie d'inférer automatiquement des réseaux booléens reproduisant des processus de différenciation cellulaire.En considérant les observations et les connaissances que les modélisateurs ont à disposition, ce mémoire de thèse présente une approche qui permet de modéliser la richesse de ce comportement cellulaire en inférant l’ensemble des réseaux booléens compatibles tout en passant à l’échelle des réseaux de régulation couramment considérés en biologie.Afin de développer cette méthode, les travaux présentés se décomposent en trois contributions principales.La première contribution est la proposition d'un cadre formel sur les propriétés des données collectées pour étudier la différenciation cellulaire. Ce cadre permet de raisonner sur les propriétés dynamiques souhaitées au sein des réseaux booléens pour qu’ils soient compatibles avec ce comportement cellulaire.La deuxième contribution porte sur l'encodage du problème d’inférence de modèles comme un problème de satisfiabilité booléenne dont les solutions sont les réseaux booléens compatibles avec les données biologiques. Pour cela, des contraintes sur la dynamique des réseaux booléens correspondant aux propriétés précédemment formalisées ont été implémentées en programmation logique.La dernière contribution est l’application à des problématiques biologiques réelles de la méthode d’inférence de modèles, nommée BoNesis, qui a été développée grâce aux contraintes créées. Ces applications ont montré l’apport de l’inférence d’ensemble de modèles pour l’analyse de processus et illustré la méthodologie de modélisation, de la préparation des données biologiques à l’analyse des modèles inférés
Dynamic models are essential tools for exploring regulatory mechanisms in biology. This thesis was guided by the need expressed in oncology and developmental biology to automatically infer Boolean networks reproducing cellular differentiation processes.By considering observations and knowledge that the modelers have at their disposal, this thesis presents an approach that allows to model the richness of this cellular behavior by inferring all the compatible Boolean networks at that scale of the regulatory networks commonly considered in biology.To develop this method, three main contributions are presented.The first contribution is a formal framework of the properties of data collected to study cellular differentiation. This framework allows reasoning about the desired dynamic properties within Boolean networks to be consistent with this cellular behavior.The second contribution concerns the encoding of the model inference problem as a Boolean satisfiability problem whose solutions are the Boolean networks compatible with the biological data. For this, constraints on the dynamics of Boolean networks corresponding to the previously formalized properties have been implemented in logic programming.The last contribution was to apply to real biological problems the model inference method, named BoNesis, which was developed thanks to the constraints. These applications showed the benefit of inferring a set of models for the process analysis and illustrated the modeling methodology, from the preparation of biological data to the analysis of the inferred models

Les amibes libres sont des microorganismes unicellulaires eucaryotes dont l'écologie au sein des réseaux d'eau potable est mal connue. Les amibes libres représentent un enjeu de santé publique, du fait de leur capacité à favoriser la présence de bactéries potentiellement pathogènes, parmi lesquelles des mycobactéries.Une campagne de prélèvement menée sur le réseau d'eau potable de Paris a permis d'évaluer la diversité des amibes libres et de leur microbiome bactérien, par pyroséquençage ciblant les gènes ribosomaux (16S et 18S). Ces analyses ont suggéré la prédominance des genres Acanthamoeba, Vermamoeba, Echinamoeba et Protacanthamoeba. Le microbiome des amibes a révélé une grande diversité bactérienne, dominée par Pseudomonas, Stenotrophomonas, Bradyrhizobium, Sphingomonas et Pseudoxanthomonas. L'intégration des paramètres physicochimiques a permis de suggérer l'importance de l'origine de l'eau, la température, le pH et la concentration en chlore dans la dynamique des populations amibiennes. Une endosymbiose originale entre V. vermiformis et des bactéries du phylum TM6 a également été mise en évidence.Les amibes ont été fréquemment co-isolées avec des mycobactéries dans le réseau, principalement les espèces M. llatzerense et M. chelonae. Des expériences d'infection chez A. castellanii ont permis d'observer la capacité de ces mycobactéries à survivre et croitre en présence d'amibes. Par génomique comparative et analyses transcriptomiques, plusieurs facteurs de virulence, conservés entre M. llatzerense, M. chelonae et M. tuberculosis, ont été identifiés et sont surexprimés au cours de l'infection. Ces données suggérent leur implication dans la résistance à la prédation amibienne.L'ensemble de ces travaux a permis d'améliorer la connaissance des populations amibiennes et de leur microbiome au sein du réseau d'eau potable, apportant des éléments supplémentaires concernant leur implication dans la survie et la persistance des mycobactéries
Free-living amoebae are unicellular eukaryotes whose ecology in drinking water networks remains poorly understood. They may represent a public health concern, because of their ability to favour the presence of potentially pathogenic bacteria, among which are mycobacteria.A sampling scheme based on Paris drinking water network allowed identifying the diversity of both freeliving amoebae and their bacterial microbiome, using ribosomal RNA targeted pyrosequencing. These analyses indicated the major presence of Acanthamoeba, Vermamoeba, Echinamoeba and Protacanthamoeba genera. The microbiome was highly diverse and dominated by Pseudomonas, Stenotrophomonas, Bradyrhizobium, Sphingomonas and Pseudoxanthomonas. The coupling of physicochemical parameters to this analysis allowed underlining the importance of water origin, temperature, pH and chlorine concentration in shaping amoebal populations. Also an original endosymbiosis between V. vermiformis and a bacterium of the TM6 phylum was described. Free-living amoebae were frequently co-isolated with mycobacteria in the water network, mainly M. llatzerense and M. chelonae species. Infection experiments on A. castellanii illustrated the capacity of these species to resist and grow in presence of amoebae. Through genomics and transcriptomics approaches, several virulence factors, conserved between M. llatzerense, M. chelonae and M. tuberculosis were identified, and found to be upregulated during infection experiments. These results suggest their involvement in mycobacterial resistance to amoebal predation.Altogether, this work helped to better understand the ecology of free-living amoebae and their microbiome in drinking water networks, as well as the role of free-living amoebae in the survival and persistence of mycobacteria in such environments

Listeria monocytogenes est une bactérie pathogène intracellulaire facultative responsable d’une pathologie grave, la listériose. Si de très nombreux travaux ont permis de caractériser les mécanismes de virulence de cette bactérie, il existe peu de données sur les mécanismes conduisant au portage asymptomatique de L. monocytogenes dans les hôtes mammifères. L’un de ces mécanismes pourrait être une phase de persistance intracellulaire. Lors d’infections prolongées de cellules épithéliales humaines en culture, comme des hépatocytes et des cellules de trophoblastes, L. monocytogenes change de mode de vie intracellulaire. Après la phase active de dissémination de cellule en cellule, les bactéries arrêtent de polymériser l’actine et se retrouvent piégées dans des vacuoles à simple membrane marquées par la protéine endosomale LAMP1. L’objectif de ma thèse était de caractériser ces « Listeria-Containing Vacuoles » (LisCVs). Nous avons montré que les LisCVs sont des compartiments acides, partiellement-dégradatifs, marquées par la protéase lysosomale cathépsine D. Leur formation coïncide avec la disparition du facteur de polymérisation d’actine ActA de la surface bactérienne et la capture des bactéries cytosoliques dépourvues d’actine par des membranes cellulaires. Dans ces compartiments, les bactéries entrent en croissance ralentie ; une sous-population résiste aux stress et peut survivre au-delà de trois jours d’infection. L’utilisation de la gentamicine lors du protocole d’infection n’est pas responsable de la formation des LisCVs. Cependant, cet antibiotique permet la sélection des bactéries vacuolaires, en inhibant spécifiquement la croissance des bactéries cytosoliques. La formation des LisCVs n’est pas spécifique des souches de laboratoire. Toutefois l’efficacité du phénomène pourrait diverger selon les séquençotypes des souches de L. monocytogenes. Les bactéries vacuolaires ont la capacité de sortir des vacuoles et de retourner vers un état motile et réplicatif, après le passage des cellules infectées. Lorsque l’expression du gène actA reste inactive, comme dans les mutants ∆actA, des formes de Listeria vacuolaires persistent dans les cellules hôtes dans un état viable mais non cultivable (VBNC). Ces formes VBNC peuvent être transmises au cours des divisions des cellules hôtes. L’ensemble de ces résultats révèle une nouvelle phase de persistance dans le processus infectieux intracellulaire de L. monocytogenes lors des infections prolongées de certaines cellules épithéliales. Cette propriété pourrait contribuer au portage asymptomatique de ce pathogène dans les tissus épithéliaux, allonger la période d'incubation de la listériose, et rendre les bactéries tolérantes à l’antibiothérapie
Listeria monocytogenes is a facultative intracellular pathogenic bacterium responsible for a serious disease, listeriosis. Although much work has been done to characterize the virulence mechanisms of this bacterium, there is little data on the mechanisms leading to the asymptomatic carriage of L. monocytogenes in mammalian hosts. One of these mechanisms could be a phase of intracellular persistence. During prolonged infections of human epithelial cells in culture, such as hepatocytes and trophoblast cells, L. monocytogenes changes its intracellular lifestyle. After the active phase of cell-to-cell spread, the bacteria stop polymerizing actin and become trapped in single-membrane vacuoles labeled with the endosomal protein LAMP1.The aim of my thesis was to characterize these "Listeria-Containing Vacuoles" (LisCVs). We have shown that LisCVs are acidic, partially degradative compartments, labeled by the lysosomal protease cathepsin D. Their formation coincides with the disappearance of actin polymerization factor ActA from the bacterial surface and the capture of actin-free cytosolic bacteria by cell membranes. In these compartments, bacterial growth is slowed; a subpopulation is resistant to stress and can survive beyond three days of infection. The use of gentamicin during the infection protocol is not responsible for the formation of LisCVs. However, this antibiotic allows selection of vacuolar bacteria, by specifically inhibiting the growth of cytosolic bacteria. The formation of LisCVs is not specific to laboratory strains. However, the efficacy of the phenomenon could diverge according to the sequence types of L. monocytogenes strains. Vacuolar bacteria have the ability to exit the vacuoles and return to a motile and replicative state during the subculture of infected cells. When expression of the actA gene remains inactive, as in ΔactA mutants, vacuolar Listeria forms persist in host cells in a viable but non-culturable (VBNC) state. These VBNC forms can be transmitted during host cell divisions. All these results reveal a new phase of persistence in the intracellular infectious process of L. monocytogenes during prolonged infections of a subset of epithelial cells. This property could contribute to asymptomatic carriage of this pathogen in epithelial tissues, extend the incubation period of listeriosis, and make bacteria tolerant to antibiotic therapy