Thèse -Lactamases Acquises Comme Déterminants du Fitness chez Escherichia Coli du Criblage aux Mécanismes Moléculaires H/F

Doctorat.Gouv.Fr

L'acquisition de gènes de résistance a longtemps été envisagée comme un compromis évolutif s'accompagnant d'un coût en fitness. Selon ce paradigme, les bactéries résistantes présenteraient un désavantage compétitif en l'absence de pression antibiotique. Toutefois, la co-production fréquente d'enzymes aux spectres redondants et la persistance de clones multirésistants dans des niches supposément exemptes d'antibiotiques suggèrent que certaines -lactamases pourraient conférer un avantage adaptatif au-delà de la seule résistance - indépendamment de toute pression sélective. Un tel gain de fitness aurait des conséquences sanitaires majeures en favorisant la diffusion de bactéries multirésistantes en dehors de tout contexte antibiotique.
Les travaux récents de l'équipe du Dr Poirel ont apporté la première démonstration d'un gain de fitness in vitro et in vivo associé à des variants AmpC chez E. coli. Ces résultats restent cependant limités à quelques enzymes étudiées dans des modèles hétérogènes, et les mécanismes moléculaires sous-jacents demeurent entièrement inexplorés.

Nous posons l'hypothèse que certaines -lactamases acquises confèrent un gain de fitness chez E. coli en l'absence de pression antibiotique, via des interactions épistatiques avec les réseaux génétiques bactériens, et qu'un noyau de mécanismes communs caractérise ces -lactamases « pro-fitness ». Nos objectifs sont : (i) d'identifier les -lactamases associées à un gain de fitness au sein d'une large collection ; (ii) de caractériser les fonctions cellulaires impliquées ; et (iii) d'en déterminer les mécanismes moléculaires.

Notre stratégie s'articulera autour de quatre axes : (1) criblage in vitro d'environ 100 -lactamases exprimées dans des souches isogéniques d'E. coli, évalué par courbes de croissance et tests de compétition ; (2) validation in vivo dans un modèle murin de colonisation digestive ; (3) identification des voies cellulaires impliquées par RNA-seq ; (4) identification des gènes critiques par criblage CRISPRi à haut débit. Les axes 3 et 4 permettront de définir les points de convergence communs aux -lactamases « pro-fitness ».

Ce projet sera conduit sur trois ans dans le cadre d'une collaboration internationale entre l'équipe du Dr Vaubourgeix (IRSD, Toulouse) et celle du Dr Poirel (CNR suisse de l'antibiorésistance, Fribourg).

L'identification de points de convergence biologiques communs ouvrira la voie au développement d'adjuvants non antibiotiques capables de neutraliser l'avantage adaptatif des bactéries multirésistantes, de potentialiser les traitements curatifs et de soutenir des stratégies de décolonisation digestive. Sur le plan épidémiologique, elle permettra de mieux anticiper la diffusion des clones à haut risque et d'optimiser les stratégies de lutte contre l'antibiorésistance.
L'antibiorésistance est responsable de près de 5 millions de décès chaque année et constitue l'une des principales menaces sanitaires mondiales. Escherichia coli est responsable d'un quart des infections à bactéries multirésistantes humaines et joue un rôle central dans la diffusion des gènes de résistance. Ce travail pourrait ouvrir la voie au développement d'adjuvants non antibiotiques capables de neutraliser l'avantage adaptatif des bactéries multirésistantes, de potentialiser les traitements curatifs et de soutenir des stratégies de décolonisation digestive. Sur le plan épidémiologique, il permettrait de mieux anticiper la diffusion des clones à haut risque et d'optimiser les stratégies de lutte contre l'antibiorésistance.