par Rodriguez Jimenez, Ana 
Président du jury Flahaut, Sigrid
Promoteur George, Isabelle
Co-Promoteur Flot, Jean-François
Publication Non publié, 2022-02-04
Président du jury Flahaut, Sigrid
Promoteur George, Isabelle
Co-Promoteur Flot, Jean-François
Publication Non publié, 2022-02-04
Thèse de doctorat
| Résumé : | Antibiotic resistance is today an important threat to global health. The misuse and overuse of antibiotics has led to the emergence and spread of antibiotic-resistant pathogens worldwide. There is therefore an urgent need for the discovery and development of new antibiotics. As a result, natural products are re-emerging as a source for new drugs engineered by evolution. In this context, marine sponge-associated bacteria are an important and underused source of bioactive compounds. Indeed, these bacteria produce a large array of secondary metabolites, including antibiotics, as defence mechanisms against the threats to which they are exposed due to the filtration activity of the sponge host.We contributed to this line of investigation by exploring the antibacterial potential of cultivable bacteria associated to the marine sponges Hymeniacidon perlevis and Halichondria panicea. Specimens of these intertidal sponges were sampled in the North Atlantic coast of France. A hundred and fourteen bacterial isolates were recovered from the sponge tissue using commercial and dilute media. Numerous isolates demonstrated antibacterial action against methicillin-resistant Staphylococcus aureus and carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii clinical strains. These are two of the antibiotic-resistant pathogens prioritized by the World Health Organization for the development of new antibiotics. In particular, sponge-isolated strains of the genera Lactococcus, Pseudomonas and Vagococcus exhibited antibacterial activity against both pathogens. This activity was characterised as bactericidal through co-cultivation of the sponge bacteria with the target strains.We further focused on the sponge-isolated Vagococcus fluvialis strains, as they exhibited potent bactericidal activity against all clinical strains tested. Moreover, this genus has not been previously reported to produce antibiotic compounds. Traditional and gene-based approaches were applied to characterise the antibacterial factor(s) responsible for the observed activity, but the unavailability of tools and protocols tailored for this taxon complicated this task. The sequencing, complete assembly, and analysis of the genome of these strains did not reveal typical biosynthetic gene clusters, suggesting compound novelty. The comparative analysis of all V. fluvialis genomes available revealed a higher abundance of mobile genetic elements in the sponge-isolated strains compared to those from other habitats. This indicates that the mobilome might hold genomic signatures of a sponge-symbiotic lifestyle.Future investigation into the mechanisms of action and structure of the antibacterial compounds produced by the cultivable bacteria associated to H. perlevis and H. panicea, together with the genomic knowledge acquired, will lead to a better understanding of their pharmaceutical potential and their ecological role. |
| La résistance aux antibiotiques constitue une menace importante pour la santé mondiale. Le mauvais usage d'antibiotiques a conduit à l'émergence et à la propagation d'agents pathogènes résistants aux antibiotiques. Il existe donc un besoin urgent de nouveaux antibiotiques. Les produits naturels resurgissent comme une source de nouveaux médicaments issus de l'évolution. Dans ce contexte, les bactéries associées aux éponges constituent une source importante et sous-utilisée de composés bioactifs, qu’elles produisent comme défense contre les menaces auxquelles elles sont exposées par l'activité de filtration de l'éponge.Nous avons exploré le potentiel antibactérien des bactéries cultivables associées aux éponges marines Hymeniacidon perlevis et Halichondria panicea, prélevées sur la côte Atlantique Nord de la France. Cent quatorze souches bactériennes ont été isolées du tissu des éponges en utilisant des milieux commerciaux et dilués. Nombreux isolats ont inhibé la croissance de souches cliniques de Staphylococcus aureus résistantes à la méticilline et d'Acinetobacter baumannii résistantes aux carbapénèmes. Ces deux agents sont considérés par l'Organisation Mondiale de la Santé comme prioritaires pour le développement de nouveaux antibiotiques. Les souches des genres Lactococcus, Pseudomonas et Vagococcus ont présenté une activité antibactérienne contre les deux pathogènes. Cette activité a été caractérisée comme bactéricide par des co-cultures entre les bactéries d’éponges et les souches cibles.Nous nous sommes concentrés sur les souches de Vagococcus fluvialis, qui ont démontré une puissante activité bactéricide contre toutes les souches cliniques résistantes aux antibiotiques testées. Ce genre n'avait pas été signalé auparavant pour produire des composés antibiotiques. Des approches traditionnelles et génétiques ont été appliquées pour caractériser le(s) facteur(s) antibactérien(s) responsable(s) de l'activité observée, mais l'indisponibilité d'outils et de protocoles adaptés à ce taxon a compliqué cette tâche. Le séquençage, l'assemblage complet et l'analyse du génome de ces souches n'ont pas révélé des gènes biosynthétiques connus, ce qui suggère la nouveauté du composé. L'analyse comparative des génomes de V. fluvialis disponibles a révélé une abondance plus élevée en éléments génétiques mobiles dans les souches isolées des éponges par rapport à celles provenant d'autres habitats. Ceci indique que le mobilome pourrait être une signature génomique de la symbiose avec les éponges.Les recherches futures sur les mécanismes de l'action et la structure des composés antibactériens produits par les bactéries cultivables associées à H. perlevis et H. panicea, ainsi que les connaissances génomiques acquises, permettront de mieux comprendre leur potentiel pharmaceutique et leur rôle écologique. |
