Caractérisation de l'adaptation cellulaire en biofilm chez les Gram positifs

Un biofilm est une communauté multicellulaire bactérienne conglomérée dans une matrice de substances polymériques extracellulaires et adhérée à une surface. Les biofilms confèrent une résistance de 10 à 1000 fois la concentration minimale inhibitrice d’une bactérie planctonique aux antibiotiques, dû à plusieurs facteurs de résistance intrinsèques propre au biofilm face aux conditions hostiles de son environnement. Cette résistance entraîne souvent l’échec des traitements prodigués lors de l’infection d’un implant biomédical, qui peut alors se transformer en infection chronique persistante difficile à éradiquer. Plusieurs études ont rapporté que la formation du biofilm chez certaines bactéries à Gram positifs est caractérisée par un remodelage ou une altération de différentes voies métaboliques, telles que le métabolisme central du carbone, des acides gras, des nucléotides ou encore la production de métabolites secondaires. La régulation de la formation du biofilm serait donc un processus complexe et certaines adaptations cellulaires pourraient jouer un rôle crucial dans la formation du biofilm chez les bactéries à Gram positif Staphylococcus aureus et Enterococcus faecalis, les pathogènes les plus retrouvés dans le cas d’infections d’implants biomédicaux. À l’aide d’une étude du transcriptome, dont le design nous permet d’évaluer l’influence de l’environnement, nous avons identifié plusieurs voies métaboliques régulées positivement ou négativement lors de la formation du biofilm chez ces deux espèces bactériennes. Selon mes résultats, trois voies métaboliques sont communément régulées chez les cellules en biofilm : la biosynthèse de métabolites secondaires, la biosynthèse d’antibiotiques et la biosynthèse des purines. Aucune voie cellulaire sous-exprimée lors de la formation du biofilm n’a été identifiée comme commune aux bactéries examinées. La biosynthèse de novo de l’IMP, une voie cellulaire précurseure importante pour la biosynthèse des purines, semble être l’adaptation cellulaire la plus prometteuse à cibler pour diminuer la formation du biofilm chez S. aureus et E. faecalis. Une mutation des gènes purL, codant pour l’enzyme phosphoribosylformylglycinamidine synthase, et purH, codant pour la phosphoribosylaminoimidazolecarboxamide formyltransferase et l’IMP cyclohydrolase (ATIC), diminue du tiers la production du biofilm comparée à la souche sauvage. Cette voie pourrait donc devenir une cible thérapeutique intéressante pour développer des combinaisons thérapeutiques ciblant un plus large spectre de bactéries, améliorant l’efficacité des antibiotiques actuels et évitant le développement de résistance aux traitements