Soutenance de thèse de HIVERT Antoine
Titre de thèse
Mise au point de contre-mesures médicales issues du monde marin : Application à la bactérie de la menace Burkholderia pseudomallei
Development of medical countermeasures derived from marine sources: Application to the pathogenic bacterium Burkholderia pseudomallei
Résumé de la thèse
Classé dans la liste des Tier 1 BSAT par le CDC, Burkholderia pseudomallei, agent de la mélioïdose et pathogène le plus multirésistant du risque NRBC, constitue un fardeau pour les populations civiles des régions endémiques et une menace pour les forces armées déployées en opération extérieur en causant environ 89 000 morts par an pour un total de 165 000 infections, d'après les estimations. Afin de contrer la problématique posée par ce pathogène, l'objectif de ce travail de thèse est d'évaluer l'action de la squalamine, molécule d'origine marine à large spectre, et de ses dérivés contre Burkholderia pseudomallei, seuls ou en synergie avec d'autres antibiotiques, ainsi que de caractériser leur mode d'action sous-jacent.
Les résultats de ces expérimentations démontrent la capacité de SQ à agir selon un mode d'action à la fois temps et concentration-dépendant sur les membranes externe (perméabilisation) et interne (dépolarisation) de l'analogue non-pathogène Burkholderia thailandensis, provoquant ainsi la rupture de l'intégrité membranaire à forte concentration. SQ présente également un pouvoir synergique robuste avec la doxycycline, aussi bien en in vitro (13/15 isolats) qu'en in cellulo (isolat résistant) chez B. pseudomallei, sans démontrer de cytotoxicité envers les HEK293 aux concentrations de travail. Ainsi, l'efficacité de la combinaison SQ-Dox suggère une opportunité de réhabilitation de la doxycycline comme alternative au traitement d'éradication standard, avec un profil toxicologique potentiellement amélioré pour les patients atteints de mélioïdose.
Mots clés : Contre-mesures médicales, Burkholderia pseudomallei, Squalamine, Antibiorésistance, Synergie, Menace biologique.
Thesis resume
Classified as a Tier 1 Select Biological Agent and Toxin (BSAT) by the Centers for Disease Control and Prevention (CDC), Burkholderia pseudomallei, the etiological agent of melioidosis and the most extensively multidrug-resistant pathogen of CBRN threat concern, constitutes a substantial disease burden for endemic civilian populations and a significant threat to military personnel deployed abroad, accounting for an estimated 89,000 deaths annually among 165,000 documented infections. To address the therapeutic challenges posed by this pathogen, the objective of this doctoral research was to evaluate the antimicrobial activity of squalamine (SQ), a marine-derived broad-spectrum compound, and its synthetic derivatives against Burkholderia pseudomallei, both as monotherapy and in synergistic combinations with conventional antibiotics, while characterizing the underlying molecular mechanisms of action.
Results demonstrate that squalamine exerts a time- and concentration-dependent dual-membrane targeting mechanism in Burkholderia thailandensis (the non-pathogenic environmental surrogate), characterized by sequential outer membrane permeabilization and inner membrane depolarization, culminating in loss of membrane integrity at elevated concentrations. Notably, squalamine exhibits robust synergistic activity with doxycycline against B. pseudomallei in both in vitro assays (13 of 15 clinical isolates) and intracellular contexts (doxycycline-resistant isolate), without demonstrating cytotoxicity against HEK293 cells at therapeutic concentrations. Accordingly, the efficacy of the SQ-Dox combination suggests a promising opportunity for repositioning doxycycline as an alternative to standard eradication therapy, with a potentially improved toxicological profile for melioidosis patients.
Keywords : Medical countermeasures, Burkholderia pseudomallei, Squalamine, Antimicrobial resistance, Synergy, Biological threat agent.