La D-alanylation des acides (lipo-)téichoïques comme nouvelle cible thérapeutique chez des bactéries à Gram positif d'intérêt clinique - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

D-alanylation of teichoic acids as new therapeutic target to fight clinical Gram positive bacteria

La D-alanylation des acides (lipo-)téichoïques comme nouvelle cible thérapeutique chez des bactéries à Gram positif d'intérêt clinique

Delphine Coupri
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1252528
  • IdRef : 256603421

Résumé

The dramatic increase of drug resistance in major human pathogens is a serious global problem, tackled as high priority by the World Health Organization. This emergency applies to infections caused by vancomycine-resistant enterococci (especially Enterococcus faecium) and methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). These multidrug-resistant pathogens are tolerant or resistant to β-lactams, which are antibiotics commonly used in human medicine. To counteract emergence of multidrug-resistant bacteria, development of new antibiotics and treatment strategies are urgently needed. Alternative strategies could be based on the use of specific target-inhibiting adjuvants in combination with clinically relevant antibiotics. We explored if the D-alanylation system of teichoic acids (TAs) could be a promising druggable target. TAs are anionic polymer components of the cell wall of many Gram-positive bacteria, including enterococci and staphylococci. These polymers can be decorated with D-alanine. Four enzymes (DltA to DltD) encoded by the dltoperon are necessary for the D-alanylation. In our study, we investigated growth and survival of E. faecalis, E. faecium, and S. aureus strains with nonfonctional D-alanylation after treatment with several antibiotics used alone or in combinations. Inactivation of Dlt system, by genetic or pharmacologic way, allows to resensitize these bacteria to various treatments. Most effective antibiotics in absence of D-alanylation were identified as the combination of amoxicillin/cefotaxime against enterococci and imipenem against S. aureus. Moreover, we provide the proof-of-concept that pharmacological inactivation of DltA with the selected antibiotics is also efficient to protect the larvae Galleria mellonella against lethal infections by E. faecalis, E. faecium and S. aureus. Finally, the anti-biofilm activities of imipenem were analysed for D-alanylation deficient strain of S. aureus. Genetic-inactivation of D-alanylation associated with imipenem enhance biofilm-formation-inhibiting and biofilm-eradicating activities. Nevertheless, only biofilm-forming activity were potentiated by the inhibitor of DltA. The combined results highlight the Dlt system as a promising therapeutic target to restore relevant antibiotics against drug-resistant enterococci and S. aureus.
L’antibiorésistance des principaux pathogènes humains est devenu un problème de santé mondial, qualifié de priorité critique par l'Organisation Mondiale de la Santé. Cette problématique concerne notamment les infections causées par les entérocoques résistants à la vancomycine (particulièrement Enterococcus faecium) et Staphylococcus aureus résistant à la méticilline (SARM). Ces pathogènes multirésistants s’avèrent hautement tolérants ou résistants aux βlactamines, qui sont des antibiotiques couramment utilisés en médecine humaine. Pour contrer l'émergence de ces bactéries multirésistantes, il est urgent de développer de nouvelles approches thérapeutiques par la découverte d’antibiotiques ou de nouvelles stratégies efficaces. Une de ces stratégies consiste à utiliser des adjuvants inhibant une cible spécifique de la bactérie permettant alors de la resensibiliser à des traitements antibiotiques courants. Notre objectif a été de déterminer si la D-alanylation des acides téichoïques (TAs) pouvait être une cible thérapeutique prometteuse. Les TAs sont des polymères anioniques de la paroi cellulaire de la majorité des bactéries à Gram-positif, y compris les entérocoques et les staphylocoques. Ces polymères peuvent être modifiés par l’ajout de D-alanine. Quatre enzymes (DltA à DltD) codées par l'opéron dltsont nécessaires pour ce mécanisme de D-alanylation. Dans notre étude, nous avons étudié la croissance et la survie de souches d'E. faecalis, E. faecium et S. aureus dépourvues du mécanisme de Dalanylation face à des traitements antibiotiques utilisés seuls ou en combinaison. L'inactivation du système Dlt, de manière génétique ou pharmacologique, permet de resensibiliser ces bactéries à divers traitements. Les antibiotiques les plus efficaces en l'absence de D-alanylation ont été identifiés comme l'association amoxicilline/céfotaxime contre les entérocoques et l'imipenème contre S. aureus. De plus, l’utilisation d’un inhibiteur de DltA comme adjuvant combiné à ces antibiotiques permet un meilleur traitement d’infections létales à E. faecalis, E. faecium et S. aureus dans le modèle animal Galleria mellonella. Enfin, l'activité anti-biofilm de l'imipenème a été analysée dans une souche de S. aureus. L'inactivation génétique de la D-alanylation couplée à l’imipenème améliore les activités anti-formation et éradication de biofilm. Néanmoins, seule l'activité anti-formation de biofilm a été potentialisée par l’inhibiteur de DltA. L’ensemble de ces résultats montre que le système Dlt est une cible thérapeutique prometteuse pour restaurer l’efficacité d’antibiotiques communs contre les entérocoques et S. aureus résistants aux antibiotiques.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04090736 , version 1 (06-05-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04090736 , version 1

Citer

Delphine Coupri. La D-alanylation des acides (lipo-)téichoïques comme nouvelle cible thérapeutique chez des bactéries à Gram positif d'intérêt clinique. Microbiologie et Parasitologie. Normandie Université, 2021. Français. ⟨NNT : 2021NORMC217⟩. ⟨tel-04090736⟩
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