Diversité, complexité et adaptation au comportement pathogène au sein du genre Aeromonas

Le genre Aeromonas regroupe des bacteries ubiquitaires vivant essentiellement dans les environnements hydriques. Ces pathogenes opportunistes de l’homme et de nombreux animaux possedent un large repertoire de facteurs associes a la virulence. Bien que des pathotypes aient ete proposes et que certaines especes semblent plus frequemment isolees en clinique humaine et veterinaire, leur pouvoir pathogene demeure mal compris, notamment en raison du faible nombre d’etudes fonctionnelles et du manque d’investigations tenant compte de la diversite genetique et de la complexite des comportements biologiques du genre Aeromonas.Nous avons emis l’hypothese que chez un pathogene opportuniste d’origine environnementale aussi polyvalent et ubiquitaire qu’Aeromonas, la structuration en complexes d’especes avec une remarquable diversite genetique/genomique des populations, le polymorphisme des facteurs de virulence et les interactions au sein de communautes « pathogenes » puissent etre des facteurs d’adaptation au comportement pathogene. Afin de verifier cette hypothese, nous avons etudie i) la diversification au sein d’un complexe d’especes, « A. media », utilise comme modele au moyen d’une etude de population integrant la genetique et la phylogenie multilocus, les mecanismes d’evolution, la genomique comparative mais egalement les donnees phenotypiques, de modes de vie et d’habitats et, ii) la patho-genomique de facteurs de virulence reconnus (aerolysine, enterotoxines thermostable et thermolabile, exotoxine A, protease a serine, composants et effecteurs du systeme de secretion de type III, et flagelline laterale) pour une population representative de la diversite des especes actuellement connue dans le genre (30 especes) et iii) le comportement pathogene in vivo (modele Caenorhabditis elegans) et in vitro (cytotoxicite et cytoadhesion, production de biofilm, motilite) et la signalisation intercellulaire (quorum-sensing de type I) a l’echelle de populations impliquees dans les aeromonoses mixtes (5% des aeromonoses humaines) definies par l’isolement d’au moins 2 clones distincts d’Aeromonas.Le phenomene de speciation decrit avec l’exemple du complexe A. media, agregeant 3 especes genomiques, demontre qu’Aeromonas possede une structure de population en complexes d’especes dont la diversite genetique et genomique ainsi que les modes d’evolution (mutations et recombinaisons) revelent divers potentiels adaptatifs et patho-adaptatifs associes a l’emergence de lignees. Au sein du complexe A. media, l’espece A. rivipollensis semble plus adaptee a un mode de vie associe a des hotes et possede des genes specifiques de resistance a des stress environnementaux. Aeromonas possede de nombreux facteurs de virulence presentant diverses histoires evolutives. Certains montrent une phylogenie dependante de l’evolution du core-genome, suggerant l’implication de ces genes dans des processus de speciation en relation avec l’adaptation a diverses niches. L’etude des performances de PCRs de virulence a revele des insuffisances majeures dans la sensibilite des methodes evaluees principalement liees au polymorphisme genetique des facteurs de virulence. Nous avons egalement montre que des populations mixtes d’Aeromonas isolees d’echantillons cliniques pouvaient modifier le deroulement de l’infection en modeles in vivo et in vitro probablement par mecanisme de cooperation ou de competition avec mise en jeu de signaux de communication cellule-cellule.L’importante complexite d’Aeromonas retrouvee a travers la structure de population, le polymorphisme des facteurs de virulence et les comportements de multicellularite sont autant de facteurs potentiels d’adaptation au comportement infectieux qui permettent d’expliquer au moins en partie les difficultes rencontrees dans l’elucidation de pouvoir pathogene de ces bacteries.