Interactions moléculaires entre microorganismes au sein de biofilms en milieu marin : mise en évidence de biomolécules antibiofilm

In the marine environment, solid surface colonization by microorganisms is progressive and follows a taxonomic and/or functional logic. Biofilms formed are multi-cellular systems surrounded by a matrix of extracellular polymeric substances (EPS). The objective of this work was to understand how microbial actors (bacteria and diatoms) interact in two types of marine biofilms (benthic biofilm and biofilm on metallic structures of a harbor). In this study, bacterial models isolated from these biofilms have been identified and characterized. In a first part, their ability to form stable biofilms was evaluated under various conditions. Four strains were selected: Flavobacterium sp. II2003, Roseobacter sp. IV3009, Roseovarius sp. VA014 and Shewanella sp. IV3014. In a second part, the effects of secretomes of the marine bacteria from the same habitat were evaluated on these models. Two strains are distinguished by their ability to produce molecules negatively influencing biofilm formation: Pseudoalteromonas sp. IIIA004 produces a 2224 Da peptide with an antibiofilm activity toward Roseovarius sp. VA014 and Pseudomonas sp. IV2006 inhibits the biofilm formation of Flavobacterium sp . II2003. In both cases, the antibiofilms are active against a broad spectrum of bacteria suggesting several potential applications in marine and medical fields. In the last part, the effects of secretomes of the Navicula phyllepta diatom were evaluated on benthic bacteria models. This diatom was distinguished by its ability to secrete polysaccharides stimulating or inhibiting biofilm formation by target strains.En environnement marin, la colonisation des surfaces solides par les microorganismes est progressive et suit une logique taxonomique et/ou fonctionnelle des espèces. Les biofilms ainsi formés représentent des systèmes multi-cellulaires entourés d’une matrice de substances polymériques extracellulaires (SPE). L’objectif de ce travail était de comprendre comment des acteurs microbiens (bactéries et diatomées) interagissent dans deux types de biofilms marins (biofilm benthique et biofilm sur structures métalliques portuaires). Dans cette étude, des modèles bactériens isolés de ces biofilms ont été identifiés et caractérisés. Dans un premier volet, leur capacité à former des biofilms stables a été évaluée dans différentes conditions. Quatre souches ont été ainsi sélectionnées : Flavobacterium sp. II2003, Roseobacter sp. IV3009, Roseovarius sp. VA014 et Shewanella sp. IV3014. Dans un deuxième volet, les effets des sécrétomes des bactéries marines issues du même habitat ont été évalués sur ces modèles. Deux souches se distinguent par leur capacité à produire des molécules influençant négativement la formation de biofilms : Pseudoalteromonas sp. IIIA004 produit un peptide de 2224 Da présentant une activité antibiofilm vis-à-vis de Roseovarius sp. VA014 et Pseudomonas sp. IV2006 inhibe la formation de biofilm de Flavobacterium sp. II2003. Dans les deux cas, les antibiofilms sont actifs contre un large spectre de bactéries suggérant ainsi plusieurs applications potentielles dans les domaines marin et médical. Dans le dernier volet, les effets des sécrétomes de la diatomée Navicula phyllepta ont été évalués sur les modèles de bactéries benthiques. Cette diatomée s’est distinguée par sa capacité à sécréter des polysaccharides inhibant ou stimulant la formation de biofilms selon les souches cibles

Molecular interactions between microorganisms within marine biofilms : identification of new antibiofilm molecules

En environnement marin, la colonisation des surfaces solides par les microorganismes est progressive et suit une logique taxonomique et/ou fonctionnelle des espèces. Les biofilms ainsi formés représentent des systèmes multi-cellulaires entourés d’une matrice de substances polymériques extracellulaires (SPE). L’objectif de ce travail était de comprendre comment des acteurs microbiens (bactéries et diatomées) interagissent dans deux types de biofilms marins (biofilm benthique et biofilm sur structures métalliques portuaires). Dans cette étude, des modèles bactériens isolés de ces biofilms ont été identifiés et caractérisés. Dans un premier volet, leur capacité à former des biofilms stables a été évaluée dans différentes conditions. Quatre souches ont été ainsi sélectionnées : Flavobacterium sp. II2003, Roseobacter sp. IV3009, Roseovarius sp. VA014 et Shewanella sp. IV3014. Dans un deuxième volet, les effets des sécrétomes des bactéries marines issues du même habitat ont été évalués sur ces modèles. Deux souches se distinguent par leur capacité à produire des molécules influençant négativement la formation de biofilms : Pseudoalteromonas sp. IIIA004 produit un peptide de 2224 Da présentant une activité antibiofilm vis-à-vis de Roseovarius sp. VA014 et Pseudomonas sp. IV2006 inhibe la formation de biofilm de Flavobacterium sp. II2003. Dans les deux cas, les antibiofilms sont actifs contre un large spectre de bactéries suggérant ainsi plusieurs applications potentielles dans les domaines marin et médical. Dans le dernier volet, les effets des sécrétomes de la diatomée Navicula phyllepta ont été évalués sur les modèles de bactéries benthiques. Cette diatomée s’est distinguée par sa capacité à sécréter des polysaccharides inhibant ou stimulant la formation de biofilms selon les souches cibles.In the marine environment, solid surface colonization by microorganisms is progressive and follows a taxonomic and/or functional logic. Biofilms formed are multi-cellular systems surrounded by a matrix of extracellular polymeric substances (EPS). The objective of this work was to understand how microbial actors (bacteria and diatoms) interact in two types of marine biofilms (benthic biofilm and biofilm on metallic structures of a harbor). In this study, bacterial models isolated from these biofilms have been identified and characterized. In a first part, their ability to form stable biofilms was evaluated under various conditions. Four strains were selected: Flavobacterium sp. II2003, Roseobacter sp. IV3009, Roseovarius sp. VA014 and Shewanella sp. IV3014. In a second part, the effects of secretomes of the marine bacteria from the same habitat were evaluated on these models. Two strains are distinguished by their ability to produce molecules negatively influencing biofilm formation: Pseudoalteromonas sp. IIIA004 produces a 2224 Da peptide with an antibiofilm activity toward Roseovarius sp. VA014 and Pseudomonas sp. IV2006 inhibits the biofilm formation of Flavobacterium sp . II2003. In both cases, the antibiofilms are active against a broad spectrum of bacteria suggesting several potential applications in marine and medical fields. In the last part, the effects of secretomes of the Navicula phyllepta diatom were evaluated on benthic bacteria models. This diatom was distinguished by its ability to secrete polysaccharides stimulating or inhibiting biofilm formation by target strains

Étude des biofilms bactériens isolés à partir du système de distribution d’eau potable dans la région sud-est de l’Algérie

Cette étude vise à déterminer l'influence des caractéristiques des sources des forages et des matériaux utilisés dans les systèmes de distribution d’eau potable sur le développement de biofilms dans les conduites de la région d’Ouargla (Algérie). Nos échantillons ont été sélectionnés en fonction de la nappe, du matériau et de l’âge des conduites alimentant la région. Pour la réalisation de nos expériences, nous avons prélevé mécaniquement 27 échantillons de biofilms dans plusieurs conduites de distribution fabriquées à base de différents types de matériaux : cuivre, polychlorure de vinyle (PVC) et polyéthylène haute densité (PEHD), et à partir de différentes nappes (albienne, sénonienne et miopliocène). Plusieurs souches bactériennes ont été identifiées grâce à l’utilisation de la technologie de spectrométrie de masse à désorption-ionisation laser assistée par matrice avec analyseur de temps de vol (MALDI-TOF). Les résultats obtenus démontrent que les conduites en cuivre semblent être défavorables à la colonisation bactérienne tandis qu’une grande variété d’espèces bactériennes a été retrouvée sur les matériaux en PVC et en PEHD. La capacité des souches isolées à former des biofilms a également été étudiée in vitro. La majorité des souches isolées, cultivées en biofilm simple et mixte, ont montré une forte capacité à former des biofilms.This study attempted to determine the influence of the characteristics of drilling sources and materials used in drinking water distribution systems on the development of biofilms in pipe networks in southeastern of Algeria (Ouargla). Our samples were selected according to the aquifer, pipe material and age in this region. To carry out our experiments, we mechanically took 27 biofilm samples from several distribution pipes based on different types of materials: copper, polyvinyl chloride (PVC) and high-density polyethylene (HDPE), and from different aquifers (Albian, Senonian and Miopliocene). Several bacterial strains have been identified using the Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization-Time of Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF) technology. The results obtained demonstrate that copper pipes appear to be unfavorable to bacterial colonization while a wide variety of bacterial species has been found on PVC and HDPE materials. The capacity of the isolated strains to form biofilms has also been studied in vitro. The majority of the isolated strains, cultivated in simple and mixed biofilm, showed a strong capacity to form biofilms

Bacterial interactions in a marine mudflat biofilm: a Pseudomonas bacterium produces a proteinaceous molecule inhibiting the biofilm formation of a flavobacterium strain

International audienc

Cell-bound exopolysaccharides from an axenic culture of the intertidal mudflat Navicula phyllepta diatom affect biofilm formation by benthic bacteria

International audienceAt low tide, intertidal mudflat biofilms cover large surfaces and are mainly responsible for the high productivity of these marine areas. In the European Atlantic coast, such biofilms are mainly composed of diatoms, especially Navicula phyllepta, bacteria, and microbial extracellular polymeric substances (EPS). To better understand interactions occurring between microorganisms, we first axenized a N. phyllepta culture with a new and simple protocol. Colloidal and bound EPS secreted by diatom cells during the exponential growth and the stationary phase were then harvested, and we tested their effects on the in vitro formation of biofilms by three marine bacteria. The latter had been isolated from a French Atlantic intertidal mudflat and were previously selected for their strong in vitro biofilm-forming ability. They belong to the Flavobacterium, Roseobacter, and Shewanella genera. Navicula phyllepta-bound EPS synthesized during the stationary phase specifically inhibited the biofilm formation by the Flavobacterium sp. strain, whereas they stimulated biofilm development by the two other strains. The EPS acted in all cases during the first stages of the biofilm establishment. Saccharidic molecules were found to be responsible for these activities. This is the first report on marine bacterial antibiofilm saccharides of microalgal origin. This work points out the complexity of the benthic natural biofilms with specific microalgae/bacteria interactions and underlines the possibility to use axenic diatoms as a source of bioactive compounds

Biofilms in a marine environment: example of intertidal mudflats and metallic port structures

International audienc

Marine bacteria from the French Atlantic coast displaying high forming-biofilm abilities and different biofilm 3D architectures

International audienceFew studies have reported the species composition of bacterial communities in marine biofilms formed on natural or on man-made existing structures. In particular, the roles and surface specificities of primary colonizers are largely unknown for most surface types. The aim of this study was to obtain potentially pioneering bacterial strains with high forming-biofilm abilities from two kinds of marine biofilms, collected from two different surfaces of the French Atlantic coast: an intertidal mudflat which plays a central role in aquaculture and a carbon steel structure of a harbour, where biofilms may cause important damages