Les bactéries et leurs moyens de communication

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1 Les bactéries et leurs moyens de communication ULB Faculté de Médecine Département de Sciences Biomédicales Henrot Charlotte, Widomski Cyperian,Metz Candice, Nzemo Andy, Poncelet Antoine,Tchakounang Vanessa, Voufo Martial Les bactéries, des microorganismes unicellulaires, sont capables de coloniser chaque surface de notre planète. Comme mentionné dans le poster, elles sont aussi présentes sur notre peau, dans nos intestins Les bactéries vivant dans nos intestins sont généralement bénéfiques pour nous, on parle alors de mutualisme. Le mutualisme est l deux o spèces différentes, Le quorum sensing est un mode de communication qui permet aux bactéries de modifier leur comportement en fonction de leur nombre.. Dans un premier temps, quand la quantité de bactéries est faible, les auto diffusent hors de la bactérie et sont dilués dans Lorsque le nombre de bactéries augmente et atteint un certain seuil (quorum), la concentration des auto diffusent mettant à ces bactéries de mettre en place une réponse concertée. Par exemple, toutes les bactéries vont exprimer ensemble des facteurs de virulence permettant de détruire le tissu environnant et de coloniser leur hôte. xemple. elles forment un biofilm, une molécule signalant une trop grande quantité de bactéries va aussi permettre la rupture du La plupart des bactéries sont utiles et nécessaires. Néanmoins, certaines sont pathogènes et sont la cause «Les bactéries font de la résistance» L antibiotiques sont décrits dans le 2 e poster. ibiotiques. pour résister à ces Ce poster décrit aussi différents mécanism Les bactéries peuvent acquérir une résistance à un antibiotique de diverses manières : nouveau caractère (ex. résistance à un antibiotique suite à la modification de sa cible) qui sera transmis à la descendance de la bactérie (transfert vertical). Soit par transfert de matériel génétique entre bactéries (transfert horizontal). Dans ce poster nous détaillons les deux mécanismes permettant l -à-dire la conjugaison et la transduction. Soit par acquisition de matériel génétique étranger (transformation).

2 Ces différents mécanismes conduisent à antibiotiques. «ntibiorésistance : un problème majeur de santé publique» De nos jours, l antibiorésistance ou la résistance aux antibiotiques est un phénomène en expansion qui rend le traitement des infections bactériennes de plus en plus difficile par une utilisation non contrôlée et exagérée des antibiotiques. antibiotiques, les bactéries résistantes ont un avantage sélectif, elles se multiplient et colonisent leur habitat tandis que les bactéries sensibles meurent. es augmente le risque provoquées par ces souches résistantes. s de staphylococcus aureus résistantes à tous les antibiotiques de la famille de la pénicilline ( ) est décrit sur le poster. nosocomiales. sont utilisés pour traiter et prévenir des infections, ce qui peut entrainer es bactériennes résistantes s animaux. Ces bactéries peuvent se propager aliments contaminés, ou par contact direct homme-animal. L antibiotiques aux patients peut aussi entraine de bactéries résistantes dans leur intestin, celles-ci peuvent ensuite se propager entre individus. Quelques perspectives thérapeutiques dans la lutte contre les bactéries sont décrites dans ce 3 e poster : de nouveaux antibiotiques dont les caractéristiques diminueraient le risque d résistantes. n de souches Recours à la phagothérapie, La phagothérapie a été utilisée en Europe avant le développement des antibiotiques, elle est toujours utilisée dans. La possibilité d affecter le quorum sensing, est perturbée, celles- communication» entre bactéries

3 -ce? Les bactéries sont partout Quorum sensing Charlotte HENROT, Cyprien WIDOMSKI Une bactérie est un microorganisme unicellulaire. Son matériel génétique se trouve sur un chromosome circulaire. Elle peut contenir un ou plusieurs plasmides (petit ADN circulaire extra-chromosomique). Les gènes portés par les plasmides, en général, ne sont pas indispensable à la survie de la bactérie, mais peuvent apporter un avantage (ex: résistance aux antibiotiques). Le chromosome circulaire ainsi que les plasmides sont transmis aux cellules filles lors de la division cellulaire. Les bactéries sont capables de vivre dans des conditions extrêmes de pression, température et acidité. Elles sont présentes partout: le sol, les océans, les cours La plupart des bactéries sont utiles et nécessaires ex: assimilation des aliments dans Les bactéries, environ 10x plus petites que nos cellules, sont très nombreuses dans notre corps, nous en avons au moins autant que nos propres cellules. Le quorum sensing est un mode de communication qui permet aux bactéries de modifier leur comportement en fonction de leur nombre. Chaque bactérie produit des auto, de petites molécules capables de diffuser à travers la membrane si le milieu contient de nombreuses bactéries: dans le milieu Néanmoins, certaines sont pathogènes et ex: le bacille de Koch, responsable de la tuberculose. Les infections bactériennes peuvent être combattues par notre système immunitaire, Lorsque celle-ci ne suffit plus, nous faisons souvent appel aux antibiotiques pour lutter contre ces infections. Faible densité de bactéries Forte densité de bactéries Capsule Paroi cellulaire Membrane cellulaire Cytoplasme Ribosome Plasmide Pili Flagelle ADN chromosomique :// : bactérie : gène cible : récepteur : auto : transcription et expression du gène cible bactérie devient pathogène), production de biofilm(rendant les bactéries insensibles aux

4 Les bactéries font de la résistance Metz Candice, Nzemo Andy, Poncelet Antoine à une émergence inquiétante de bactéries de plus en plus résistantes. Les antibiotiques sont des agents antibactériens capables - en inhibant la synthèse des constituants de la paroi et de la membrane cytoplasmique - en modifiant la perméabilité de la membrane - en inhibant la synthèse protéique - en inhibant Paroi cellulaire ADN, ARN rifamycine de folates sulfonamides Cible des antibiotiques Membrane cellulaire daptomycine de protéines Résistance aux antibiotiques Inactivation enzymatique Q&A: Antibiotic resistance: where does it come from and what can we do about it? Gerard D Wright BMC Biology20108:123 DOI: / Mécanismes de résistance Efflux ex : beta-lactamase Modification de la cible des antibiotiques ex : modification des PLP (Protéines Liant les Pénicillines) cibles des bêta Diminution de la perméabilité de la membrane ex : mutation affectant les porines Efflux : pompe dans la membrane capable Protection ou esquive sulfonamide Modification de la cible pénicilline Comment les bactéries deviennent-elles résistantes? Le plus souvent par échange de matériel génétique entre bactéries (transfert horizontal), mais aussi par acquisition mutation. La conjugaison est un transfert de plasmide porteur antibiotiques par contact physique entre une bactérie donatrice (F+) et une bactérie réceptrice (F-), cytoplasmique. Chromosome bactérien Plasmide conjugatif Gène de résistance à un antibiotique Bactérie donatrice Bactérie réceptrice Pont cytoplasmique La transduction aux bactériophages, des virus capables les bactéries. 1) infection par un phage 2) incorporation fragmenté, par le phage lors de la phase 3) lyse de la bactérie 4) transducteur 5) phage ADN de ADN phage bactérien bactérie donatrice phage phage normal transducteur :// 80-transformation-conjugaison-et-transduction

5 antibiorésistance: un problème majeur de santé publique Vanessa Tchakounang, Martial Voufo Selon Charles Darwin, «Ce ne sont pas les espèces les plus fortes et intelligentes qui survivent,» La résistance aux antibiotiques est une réelle menace pour la santé publique avantage sélectif: elles survivent, se multiplient et colonisent leur habitat tandis que les bactéries sensibles meurent. Afin de lutter contre ces bactéries résistantes, la découverte de nouveaux antibiotiques est devenue indispensable. Dès 1943, la pénicilline fut utilisée massivement. Dès 1946, des souches résistantes à la pénicilline sont apparues (production enzyme «pénicillinase Production de nouveaux antibiotiques: dont la méticilline, une molécule de la même famille que la pénicilline, mais résistant aux pénicillinases. Apparition rapide de souches résistantes Émergence de souches de Staphylococcus aureus résistantes à tous les antibiotiques de la famille des. Perspectives thérapeutiques dans la lutte contre les bactéries de nouveaux antibiotiques En 2015, un nouvel antibiotique, la teixobactine a été isolé. La cible de cet antibiotique est indispensable à la survie de la bactérie les risques de souches résistantes devraient être faibles. Phagothérapie Utilisation de bactériophages spécifiquement certaines bactéries et de les détruire par lyse cellulaire. Cette technique, peu couteuse et rapide, Inhibition du quorum sensing la destruction des auto et son récepteur Utilisation des antibiotiques Apparition de souches résistantes «Year of first use and then clinical resistance for each Nature Chemical Biology, 2007; Clatworthy et al. de la production -inducteur La bactérie cible doit être identifiée avant la thérapie. Le phage se fixe à la bactérie : bactérie : gène cible Lyse de la bactérie Il y injecte son matériel génétique : récepteur : auto Assemblage des phages des protéines virales