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Connecting the Dots: Lethal Ofloxacin Action and how Escherichia coli may evade it

par Schlechtweg, Tatjana
Président du jury Vanhamme, Luc
Promoteur Van Melderen, Laurence
Publication Non publié, 2022-12-19

Thèse de doctorat

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Résumé :

This work investigated the blind spots of the mechanisms of action of fluoroquinolones (F-QNL) on the Gram-negative bacterium Escherichia coli from two perspectives (1) how cells die and (2) how certain cells manage to survive: the ‘persister cells’. F-QNLs are frequently prescribed against bacterial infections, though the lethal mode of action is still elusive. As a frequent treatment failure is associated with antibiotic resistance, it is critical to better understand the antibiotic action. In this light, the principal aim was to find out more about the putative role of Reactive Oxygen Species (ROS) in F-QNL-dependent killing. Using a single-cell approach, this work enabled to pinpoint the source, timing and level of ROS contribution during F-QNL treatment. Characteristic physiological aspects of persister cells were uncovered. Finally, new aspects of the more-kills-less phenomenon in F-QNLs were revealed.

Cette étude porte sur les éléments manquants des connaissances des mécanismes d'action des fluoroquinolones (F-QNL) sur la bactérie Gram-négative Escherichia coli sous deux angles (1) comment les bactéries meurent et (2) comment certaines parviennent à survivre, connu sous le terme de « Persistance ». Les F-QNLs sont fréquemment prescrits contre les infections bactériennes, bien que l'activité létale soit méconnue. Étant donné que le fréquent échec thérapeutique est associé à la résistance aux antibiotiques, il est essentiel de mieux comprendre leur mode d’action. Dans cette optique, l'objectif principal était d'en savoir plus sur l'implication présumée des espèces réactives de l'oxygène (ROS). Avec une approche au niveau de la cellule unique, ces travaux ont permis d'identifier la source, le moment et le degré de contribution des ROS lors du traitement par les F-QNLs. Des aspects physiologiques des cellules persistantes ont été découverts. Enfin, l'énigme du phénomène ‘more-kills-less’ des F-QNLs a été éclairé.