Impact des facteurs micro-environnementaux de l'hôte sur la colonisation instestinale des Escherichia Coli adhérents et invasifs.

The etiology of Crohn's disease (CD) involves disorders in host genetic factors and intestinal microbiota. Ileal mucosa of CD patients is often abnormally colonized by adherent-invasive Escherichia coli (AIEC). These strains isolated from the intestinal mucosa of CD patients are able to adhere to intestinal epithelial cells (IECs). This adhesion to IECs promotes the invasion of cells by the bacteria. Furthermore, the invasive ability of AIEC strains allows bacteria to translocate across the human intestinal epithelium, move into the deep tissues and activate immune cells continuously upon arrival. Thus AIEC could be involved in the inflammatory state of the intestinal mucous membrane.The aim of this study was to identify components of AIEC virulence, which might favor their implantation in the gut of CD patients and to define the role of several chemical factors from the ileal environment. Here, we reported a protease called Vat-AIEC from AIEC which favors the penetration of AIEC through the mucus layer and enhances gut colonization. The screening of E. coli strains isolated from CD patients revealed a preferential vat-AIEC association with AIEC strains belonging to the B2 phylogroup. Besides, Vat-AIEC transcription was increased with bile salts from the ileum environment.Then a global RNA sequencing (RNA-seq) of E. coli LF82 has been used to observe the impact of bile salts on the expression of bacterial genes. The results demonstrate the explosive effect of bile salts with a dysregulation of about 40% of the genome, with a global upregulation of genes involved in degradation and downregulation of those implicated in several biosynthesis. Our results show that LF82 use ethanolamine as a nitrogen source and propane diol as a carbon source, which can favor their colonization in the gut compared to the other bacteria. We also studied virulence genes expression in the presence of bile salts. They increase the expression of several virulence factors like the IbeA invasion, the type 6 secretion systems and the yersiniabactin. Furthermore, we noticed an increased expression of genes implicated in biofilm formation. These results improve the understanding of the global regulatory network in the presence of bile salts and thus of AIEC implantation in the human gut of CD patients.La maladie de Crohn (MC) est une affection inflammatoire chronique du tube digestif dont l’étiologie est multifactorielle. Les lésions intestinales des patients atteints de MC sont anormalement colonisées par des souches pathogènes d’Escherichia coli appartenant au pathovar AIEC pour «Adherent-Invasive Escherichia coli ». Ces souches sont capables d’adhérer et d’envahir les cellules épithéliales intestinales, et ont la capacité de survivre et de se multiplier en macrophages en induisant une synthèse intense de cytokines pro-inflammatoires. Les AIEC pourraient ainsi être impliquées dans l’induction et/ou l’entretien de l’état inflammatoire de la muqueuse intestinale.L’objectif de ce travail est d’identifier les déterminants bactériens des AIEC qui vont intervenir dans les étapes précoces de l’implantation des AIEC au niveau intestinal et de définir quel est le rôle des facteurs micro-environnementaux de l’hôte dans cette implantation.Nous montrons que l’AIEC LF82 possède une activité mucinolytique qui est portée par le gène vat-AIEC et qui favorise la traversée du mucus et la colonisation intestinale. Nous avons retrouvé ce gène chez 42% des souches AIEC isolées de patients atteints de MC, et chez 97% des souches AIEC appartenant au phylogroupe B2. Par ailleurs, nous avons montré que les sels biliaires augmentent l’expression de cette mucinase.Nous avons ensuite étudié l’influence des sels biliaires sur l’expression globale des gènes de la souche LF82. Les sels biliaires modifient profondément le métabolisme de la souche, induisant une diminution globale des voies de biosynthèse (protéines, lipides) et une augmentation des voies de dégradation (alcools, acides carboxyliques, polyamines, …). L’étude du catabolisme de l’éthanolamine et du propanediol indique que les AIEC pourraient se servir de ces substrats pour s’implanter au sein de la flore iléale. De plus, les analyses transcriptomiques révèlent que les sels biliaires augmentent l’expression de gènes codant des facteurs de virulence comme l’invasine IbeA, les systèmes de sécrétion de type VI et la yersiniabactine. Nous montrons également qu’ils favorisent la formation de biofilm chez les souches AIEC.Ces données indiquent que les sels biliaires constituent un signal permettant à la souche AIEC LF82 de mettre en place différentes voies métaboliques et déterminants bactériens nécessaires à son implantation au niveau intestinal.Mots-clé : Escherichia coli, maladie de Crohn, mucines, serine protéase, mucinase, AIEC

Impact of microenvironmental host factors on the gut colonization of adherent-invasive Escherichia coli

La maladie de Crohn (MC) est une affection inflammatoire chronique du tube digestif dont l’étiologie est multifactorielle. Les lésions intestinales des patients atteints de MC sont anormalement colonisées par des souches pathogènes d’Escherichia coli appartenant au pathovar AIEC pour «Adherent-Invasive Escherichia coli ». Ces souches sont capables d’adhérer et d’envahir les cellules épithéliales intestinales, et ont la capacité de survivre et de se multiplier en macrophages en induisant une synthèse intense de cytokines pro-inflammatoires. Les AIEC pourraient ainsi être impliquées dans l’induction et/ou l’entretien de l’état inflammatoire de la muqueuse intestinale.L’objectif de ce travail est d’identifier les déterminants bactériens des AIEC qui vont intervenir dans les étapes précoces de l’implantation des AIEC au niveau intestinal et de définir quel est le rôle des facteurs micro-environnementaux de l’hôte dans cette implantation.Nous montrons que l’AIEC LF82 possède une activité mucinolytique qui est portée par le gène vat-AIEC et qui favorise la traversée du mucus et la colonisation intestinale. Nous avons retrouvé ce gène chez 42% des souches AIEC isolées de patients atteints de MC, et chez 97% des souches AIEC appartenant au phylogroupe B2. Par ailleurs, nous avons montré que les sels biliaires augmentent l’expression de cette mucinase.Nous avons ensuite étudié l’influence des sels biliaires sur l’expression globale des gènes de la souche LF82. Les sels biliaires modifient profondément le métabolisme de la souche, induisant une diminution globale des voies de biosynthèse (protéines, lipides) et une augmentation des voies de dégradation (alcools, acides carboxyliques, polyamines, …). L’étude du catabolisme de l’éthanolamine et du propanediol indique que les AIEC pourraient se servir de ces substrats pour s’implanter au sein de la flore iléale. De plus, les analyses transcriptomiques révèlent que les sels biliaires augmentent l’expression de gènes codant des facteurs de virulence comme l’invasine IbeA, les systèmes de sécrétion de type VI et la yersiniabactine. Nous montrons également qu’ils favorisent la formation de biofilm chez les souches AIEC.Ces données indiquent que les sels biliaires constituent un signal permettant à la souche AIEC LF82 de mettre en place différentes voies métaboliques et déterminants bactériens nécessaires à son implantation au niveau intestinal.Mots-clé : Escherichia coli, maladie de Crohn, mucines, serine protéase, mucinase, AIEC,The etiology of Crohn's disease (CD) involves disorders in host genetic factors and intestinal microbiota. Ileal mucosa of CD patients is often abnormally colonized by adherent-invasive Escherichia coli (AIEC). These strains isolated from the intestinal mucosa of CD patients are able to adhere to intestinal epithelial cells (IECs). This adhesion to IECs promotes the invasion of cells by the bacteria. Furthermore, the invasive ability of AIEC strains allows bacteria to translocate across the human intestinal epithelium, move into the deep tissues and activate immune cells continuously upon arrival. Thus AIEC could be involved in the inflammatory state of the intestinal mucous membrane. The aim of this study was to identify components of AIEC virulence, which might favor their implantation in the gut of CD patients and to define the role of several chemical factors from the ileal environment. Here, we reported a protease called Vat-AIEC from AIEC which favors the penetration of AIEC through the mucus layer and enhances gut colonization. The screening of E. coli strains isolated from CD patients revealed a preferential vat-AIEC association with AIEC strains belonging to the B2 phylogroup. Besides, Vat-AIEC transcription was increased with bile salts from the ileum environment. Then a global RNA sequencing (RNA-seq) of E. coli LF82 has been used to observe the impact of bile salts on the expression of bacterial genes. The results demonstrate the explosive effect of bile salts with a dysregulation of about 40% of the genome, with a global upregulation of genes involved in degradation and downregulation of those implicated in several biosynthesis. Our results show that LF82 use ethanolamine as a nitrogen source and propane diol as a carbon source, which can favor their colonization in the gut compared to the other bacteria. We also studied virulence genes expression in the presence of bile salts. They increase the expression of several virulence factors like the IbeA invasion, the type 6 secretion systems and the yersiniabactin. Furthermore, we noticed an increased expression of genes implicated in biofilm formation. These results improve the understanding of the global regulatory network in the presence of bile salts and thus of AIEC implantation in the human gut of CD patients

Epidémiologie et profil de résistance des bactéries productrices de b-lactamases à spectre étendu au CHU de Clermont-Ferrand de 2006 à 2010

Plus de 80 ans après la découverte de la pénicilline par Sir Alexander Fleming, les b-lactamines telles que les pénicillines et les céphalosporines sont toujours les agents antibactériens les plus utilisés en thérapeutique. Cependant, l'utilisation croissante de ces molécules s'est accompagnée de l'émergence de mécanismes de résistance de plus en plus performants. Depuis 2000, des Entérobactéries multirésistantes productrices de b-lactamases à spectre étendu (BLSE) ont émergé sur tous les continents. Nous avons réalisé une étude rétrospective sur les bactéries productrices de BLSE isolées au CHU de Clermont6ferrand entre 2006 et 2010. L'incidence de ces bactéries, principalement des E. coli producteurs de BLSE CTX-M, a augmenté de plus de 400% en 5 ans, y compris dans les services d'urgence et donc très probablement dans les infections acquises en ville. Ces bactéries productrices de CTX-M sont fréquemment résistantes aux aminosides, aux quinolones, mais également aux associations de b-lactamines avec inhibiteurs. Elles restent le plus souvent sensibles aux furanes et à la fosfomycine qui sont recommandés pour la prise en charge des infections urinaires basses non compliquées. Cependant, l'activité des céphalosporines de 3ème génération est affectée par ces BLSE qui peuvent poser des problèmes thérapeutiques majeurs dans la prise en charge des infections profondes en ville. Par ailleurs, nous avons observé une légère augmentation de la fréquence des souches résistantes aux carbapénèmes qui sont des molécules de dernier recours en milieu hospitalier. Cette augmentation bien que minime pourrait conduire à des impasses thérapeutiques.CLERMONT FD-BCIU-Santé (631132104) / SudocLYON1-BU Santé (693882101) / SudocSudocFranceF

Adaptation of the adherent-invasive E. coli pathobiont ton gut environment in the context of intestinal inflammation

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In vitro efficiency of the piperacillin/tazobactam combination against inhibitor-resistant TEM- and complex mutant TEM-producing clinical strains of Escherichia coli

International audienceObjectives: We investigated the bacteriostatic and bactericidal activities of piperacillin/tazobactam against 16 clinical Escherichia coli producing inhibitor-resistant TEM beta-lactamases (IRT; 13/16) and complex mutant TEM enzymes (CMT; 3/16). Methods: Bacteriostatic activity was evaluated by three methods (disc diffusion, Vitek2 automated system, MIC determination by a microdilution method) and a time-killing study was used to investigate the bactericidal effect against standard (5x10(5) cfu/mL) and high inocula (5x10(6) cfu/mL). Results: Piperacillin/tazobactam was bacteriostatic against most of the tested strains (15/16). Using a high inoculum, the piperacillin/tazobactam combination was not bactericidal against the 13 IRT-producing strains and one of the CMT-producing strains (1/3). A loss of bactericidal activity was still observed for seven IRT-producing strains (7/13) with a standard bacterial inoculum (<99.9% killing over 24 h). Conclusions: Despite usual in vitro bacteriostatic activity, the piperacillin/tazobactam combination was not bactericidal against most IRT-producing clinical strains of E. coli, especially for the treatment of a high bacterial inoculum. This possible loss of bactericidal effect should be brought to the attention of physicians and may require high dosing regimens for the treatment of severe infections

Evaluation of the efficiency of cefoxitin/cefepime combination against Enterobacteriaceae resistant to expanded-spectrum cephalosporins

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Virulence factors and TEM-type β-lactamases produced by two isolates of an epidemic Klebsiella pneumoniae strain.

International audienceTwo Klebsiella pneumoniae isolates of the same strain, identified in Poland, produced either TEM-47 or TEM-68, which differed by the Arg275Leu substitution. They harbored a few virulence factors, including an iron-chelating factor and capsule overproduction, suggesting that these factors were sufficient to enhance their nosocomial potency. TEM-68 and TEM-47 had similar enzymatic activities, but TEM-68 was less susceptible to inhibitors than TEM-47. These results confirm the role of the Arg275Leu substitution in the evolution of TEM enzymes