Mécanismes de radiorésistance du pathogène alimentaire Escherichia coli O157:H7

Gaougaou, Ghizlane (2019). Mécanismes de radiorésistance du pathogène alimentaire Escherichia coli O157:H7 Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en biologie, 149 p.

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Résumé

Les microorganismes sont les principaux agents responsables d’intoxications alimentaires. Escherichia coli (E. coli) O157:H7 en fait partie. C’est un pathogène capable de produire deux toxines de type Shiga (Stxs), soit Stx1 et Stx2 portés respectivement par les deux prophages CP-933V et BP-933W. Comme la majorité des agents pathogènes, E. coli O157:H7 est capable de développer des résistances aux différents types de stress. Cette bactérie peut échapper aux stress telle l’irradiation gamma qui est un procédé de stérilisation de plus en plus utilisée par les industries alimentaires pour réduire les risques d’infections microbiennes. L’objectif principal de ce projet est de déterminer le mécanisme de radiorésistance d’E. coli O157:H7. L’effet de deux doses d’irradiation a été évalué : La dose de sensibilisation qui endommage la cellule bactérienne sans la tuer et la dose létale. Nous avons effectué, dans un premier temps, des analyses transcriptomiques via la technique ‘’RNA-Seq’’ à 10 (t10) et à 60 (t60) minutes post-irradiation, associée à une analyse protéomique par la méthode ‘’iTRAQ’’ à 60 minutes post-irradiation pour évaluer la réponse d'E. coli O157: H7 à d'irradiation à une dose de sensibilisation (0,4 kGy). Ainsi, comme une réponse rapide à cette dose, la bactérie contrôle les voies métaboliques (du sulfure et de l’histidine) impliquées dans la production des radicaux libres. En suite, elle arrête sa division cellulaire via la répression du gène sulA pour fournir l’énergie nécessaire à la réparation SOS. En effet, les résultats ont montré que des gènes et des protéines intervenant dans cette réponse étaient induits par la dose de sensibilisation. Ce stress semble activer les mécanismes de réponse à différents stress tels le stress oxydatif, le choc thermique et le choc froid. Fait intéressant, nous avons observé que la voie de résistance aux β-lactamines et les gènes de virulence sont induits par ce traitement. Nous avons adapté E. coli O157:H7 à la carbenicilline pour évaluer l’implication de la voie de résistance aux β-lactamines dans la résistance à l’irradiation. En Effet, deux gènes intervenants dans la résistance aux antibiotiques de type β-lactamines, soit ampC et ampG, s’avèrent être impliqués activement dans la résistance à l’irradiation gamma via probablement le contrôle du recyclage des peptidoglycanes. Dans le but d’étudier la capacité d’E. coli O157:H7 à s’adapter à une dose qui est normalement ‘’létale’’, nous avons adapté la bactérie à cette dose létale via six passages à 1.5 kGy. E. coli O157:H7 a réussi à survivre à cette dose. Les analyses bio-informatiques ont démontré que l’adaptation à la dose létale d’irradiation a été un résultat de la perte des deux prophages Stx (CP-933V et BP-933W) et à la mutation de trois gènes : le gène Wt_02639 codant pour une protéine hypothétique, rpoA et wrbA. Toutefois, la mutation du gène wrbA semble activer l’excision du prophage BP-933W et inhiber sa réintégration pour ne pas perturber sa fonction impliquée dans la résistance au stress oxydatif. Les bactéries adaptées avaient perdu leur pouvoir pathogène et leur résistance ‘’caracteristique’’ au pH acide. Toutefois, la réintroduction du prophage BP-933W leur a permis de regagner ces deux caractéristiques et a reprendre leur sensibilité à l’irradiation et au stress oxydatif à des niveaux prochent du Wt. En effet, ces caracteristiques ont été acquises par la souche non virulente, soit K-12 MG1655, après l’introduction du prophage BP-933W. En conclusion, cette étude a permis de montrer qu’E. coli O157:H7 résiste à l’irradiation, par l’induction des gènes de résistance aux autres types de stress, probablement par la réduction de la production intracellulaire des radicaux libres et principalement par la perte des prophages surtout BP-933W.

Type de document:	Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse:	Lacroix, Monique
Co-directeurs de mémoire/thèse:	Déziel, Éric
Mots-clés libres:	-
Centre:	Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt:	09 juill. 2024 15:31
Dernière modification:	09 juill. 2024 15:31
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/15813

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