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Cuevas Ramos, Gabriel. Effets génotoxiques des souches de Escherichia coli produisant la colibactine

Cuevas Ramos, Gabriel (2010). Effets génotoxiques des souches de Escherichia coli produisant la colibactine.

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Résumé en francais

Effets génotoxiques des souches de Escherichia coli produisant la Colibactine Escherichia coli (E. coli) est une bactérie commensale qui réside dans le tractus gastro-intestinal des mammifères, principalement au niveau du côlon. Certaines souches de E. coli sont aussi des pathogènes intestinaux ou du système urinaire voire systémique (souches pathogènes extra-intestinales). Environ 34% des souches commensales de E. coli du groupe phylogénétique B2 et 53% des souches isolées d'infections extra-intestinales possèdent dans leur génome un îlot génomique " pks " qui code pour la production d'un polyketide-peptide non-ribosomal, la Colibactine. Les souches de E. coli pks+ provoquent des cassures double-brin de l'ADN (CDB) dans des cellules eucaryotes en culture. Dans mes travaux de thèse, j'ai examiné l'expression et l'activité de la Colibactine in vivo, et étudié les conséquences pour les cellules hôte des dommages à l'ADN infligés par la toxine. J'ai pu montrer dans un modèle murin d'anses ligaturées du côlon, avec un système rapporteur GFP, que les gènes de l'îlot pks étaient bien exprimés in vivo. En utilisant comme marqueur des CDB l'histone H2AX phosphorylée (gamma-H2AX), j'ai démontré la présence de ces lésions dans les cellules épithéliales du côlon après l'injection d'une E. coli pks+ mais pas après l'injection d'un mutant isogénique déficient pour la production de Colibactine. Ces résultats ont été confirmés avec un autre modèle murin dans lequel les souris étaient traitées par des antibiotiques puis gavés avec les E. coli pks+. Pour examiner les conséquences des dommages à l'ADN infligés par la Colibactine, j'ai utilisé un modèle de cellules en culture infectées avec les E. coli pks+ à une dose infectieuse comparable à celle qui peut avoir lieu in vivo. Les cellules exposées aux faibles doses de bactéries (1 à 20 bactéries/cellule) produisant la Colibactine répondaient aux dommages à l'ADN de façon transitoire et réversible, puis ces cellules poursuivaient leurs divisions. Toutefois, une fraction de ces cellules en mitose montrait des signes de persistance des CDB, des ponts anaphasiques et des micronoyaux. Ceci entrainait des aberrations chromosomiques (translocations, anneaux, dicentriques), ainsi que de l'aneuploïdie / tétraploïdie. La persistance des aberrations chromosomiques et mitotiques jusqu'à 21 jours après l'infection indiquait la propagation de cycles BFB (" breakage-fusion-bridge ") et une instabilité chromosomique. Enfin, j'ai montré que ces cellules présentaient une élévation significative de leur fréquence de mutation génique ainsi que de leur capacité à former des colonies en agar. En conclusion, mes résultats indiquent que la Colibactine est exprimée in vivo, et qu'elle induit des CDB dans les entérocytes. L'exposition de cellules en culture aux souches produisant la Colibactine induit des CDB qui sont incorrectement réparés, ce qui déclenche une instabilité chromosomique persistante, des mutations et la transformation cellulaire. Cet enchaînement d'évènements délétères pour la stabilité génétique des cellules est déclenché par une simple infection, à faible dose, de E. coli pks+. Ces résultats suggèrent que la présence de ces bactéries génotoxiques dans le microbiote intestinal pourrait représenter un facteur prédisposant pour le cancer sporadique du côlon.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Petit, Claude
Nougayrede, Jean-Philippe
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Interaction Hôtes Agent Pathogène (IHAP), UMR 1225 INRA-ENVT
Mots-clés libres :Escherichia coli - Colibactine - Génotoxicité - Cancer de côlon - Cassures double-brin de l'ADN
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :07 Feb 2011 18:03