La formation de biofilm des Escherichia coli producteurs de Shiga-toxines : caractérisation et rôle du régulon Pho

Les Escherichia coli producteurs de Shiga-toxines (STEC) sont des bactéries pathogènes d'origine alimentaire responsables de diarrhées, de colites hémorragiques et du syndrome hémolytique et urémique, pouvant entraîner la mort. Une des priorités de l’industrie agro-alimentaire est d’éviter la présence des STEC dans l’environnement et dans les chaînes de production. Dans ce secteur, les bactéries sous forme de biofilm représentent un réel problème car en plus de contaminer les installations des chaînes de production, elles sont plus résistantes aux protocoles de nettoyage et de désinfection. Il est donc nécessaire de mieux caractériser les biofilms formés par les STEC et d’identifier les facteurs qui contribuent à leur développement.  Les objectifs de la première partie de cette thèse étaient de caractériser le potentiel de formation de biofilms de différents sérotypes STEC. Pour cela nous avons montré que la capacité de formation de biofilms des STEC est très variable. Nous avons identifié que les protéines jouent un rôle important dans l'intégrité des biofilms des STEC. De plus, les isolats du séropathotype A (O157:H7 et O157:NM), avaient un meilleur potentiel de formation de biofilm que les isolats du séropathotype B et C. Nous avons aussi montré que le traitement des biofilms STEC avec des désinfectants réduisait la viabilité mais n'éliminait pas complètement la matrice de biofilm. Nos données indiquent que la formation de biofilms dans l’environnement pourrait contribuer à la persistance des STEC et plus précisément des souches du séropathotype A dans l’environnement.  Dans une deuxième partie nous avons étudier comment la carence en phosphate (Pi) affectait la formation de biofilm de la souche O157:H7 EDL933. Les souches E. coli O157:H7 peuvent survivre pendant de longues périodes de temps dans un environnement pauvre en nutriments. Les biofilms pourraient contribuer à surmonter les stress rencontrés dans l’environnement. Lorsqu’E. coli est cultivée en conditions pauvres en Pi, le régulon Pho est induit par PhoB. Le système de transport spécifique au Pi (Pst) est le transporteur de haute affinité du Pi. Dans le mutant Δpst, PhoB est activée de manière constitutive. Nous avons montré que l'activation de PhoB conduisait à l'augmentation de la formation de biofilm chez la souche O157:H7 EDL933. En réponse à la carence en Pi, l'activation de PhoB stimulait directement l'expression des gènes waaH et ycgVEDL933, codant respectivement pour une glycosyltransférase et pour un autotransporteur, tous deux impliqués dans l'augmentation du biofilm. Nous avons également identifié que, dans le mutant Δpst, les lipopolysaccharides (LPS) étaient modifiés et que cela pourrait influencer la composition du biofilm.  Pris ensemble, nos résultats montrent que la formation de biofilms contribue à la persistance des STEC dans l'environnement et que les isolats de séropathotype A ont démontré une capacité accrue à former des biofilms. En réponse au stress environnemental tel que la carence en Pi, les STEC adaptent leur mode de vie et passent d'un état libre à un état sessile. Les connaissances acquises au cours de cette thèse pourrait permettrent l’exploration de deux nouvelles applications pour lutter contre la formation de biofilms des STEC, incluant l’utilisation de protéase pour dégrader le biofilm et l’utilisation de surface recouverte d’ions phosphate pour prévenir la formation de biofilm.

Keyphrases: Biofilm, STEC, Phosphate, LPS, Régulon Pho