Ecole Doctorale

Sciences de la Vie et de la Santé

Spécialité

Biologie-Santé - Spécialité Microbiologie

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

agent antimicrobien,médecine vétérinaire,dérivé polyaminostéroïdien,dérivé d'acides biliaires,bactérie à Gram positif,bactérie à Gram négatif

Keywords

antimicrobial agent,veterinary medicine,polyaminosterol derivative,bile acids derivative,bactérie à Gram positif,bactérie à Gram négatif

Titre de thèse

Nouveaux dérivés aminostéroïdiens à usage antimicrobien en médecine vétérinaire
New aminosterol derivatives for antimicrobial use in veterinary medicine

Date

Friday 16 February 2018 à 14:00

Adresse

Faculté de Pharmacie - Aix Marseille Université 27 Boulevard Jean Moulin 13385 Marseille salle de thèse - faculté de Pharmacie

Jury

Directeur de these M. Jean Michel BRUNEL Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille (CRCM)
Rapporteur M. Léon GHOSEZ Institut Européen de Chimie et Biologie (IECB)
Rapporteur M. Olivier LAMBERT Institut de Chimie & Biologie des Membranes et Nano-objets (CBMN)
Examinateur M. Jean-Michel BOLLA INSERM
Examinateur M. Georges MASSIOT Institut de Chimie Moléculaire de Reims (ICMR)
Examinateur M. Gérard-Marie PAPIEROK Société Virbac

Résumé de la thèse

En santé animale, le traitement des pathologies infectieuses chez les bovins et les animaux de compagnie est actuellement menacé par l’accroissement de l’antibiorésistance et des bactéries multirésistantes. Afin de continuer à répondre aux besoins des vétérinaires et des éleveurs, il est donc primordial pour les entreprises pharmaceutiques vétérinaires dont la société Virbac de développer de nouvelles gammes d’agents antibactériens spécifique au domaine vétérinaire. Dans ce contexte, il a été montré que certains polyaminostérols naturels tels que la squalamine possèdent un fort potentiel antimicrobien. Ainsi, l’objectif de ce travail de thèse est de répondre à la problématique présentée par la société Virbac dans le traitement des mammites (bovins) et des otites/pyodermites (chien) par le développement d’une nouvelle classe de dérivés polyaminostéroïdiens synthétiques à large spectre antimicrobien. Pour cela, nous avons constitué une chimiothèque de composés originaux analogues de la squalamine et préparés à partir de différents acides biliaires selon des voies de synthèse inédites dans la perspective d'un développement industriel. Puis ces composés ont été évalués in vitro pour leur cytotoxicité sur des cellules CHO ainsi que leurs activités antibactériennes vis-à-vis d'une gamme de souches bactériennes à Gram positif et à Gram négatif. Les données recueillies nous ont alors permis d’établir la preuve de concept in vitro du potentiel thérapeutique des molécules de cette famille en tant qu’agents antibactériens ou adjuvants d’antibiotiques. Des études supplémentaires ont ensuite été menées sur l’un de ces nouveaux dérivés, la claramine A1, afin de mieux définir son spectre d’activité antibactérienne et son mécanisme d’action. Plus précisément, l’utilisation de différentes méthodes biophysiques a montré que la claramine A1 agit sur l’intégrité physique des membranes bactériennes et sur les performances d'efflux des pompes de type AcrAB-TolC. Ainsi, au regard des résultats obtenus pour la claramine A1, il apparait finalement que ces nouveaux dérivés polyaminostéroïdiens au mode d’action non conventionnel pourraient constituer une nouvelle classe d’agents antibactériens pour un usage en tant que substituts d’antibiotiques en médecine vétérinaire.

Thesis resume

Currently, the treatment of infectious pathologies in cattle and pets is threatened by the growing antimicrobial resistance and the development of multidrug-resistant bacteria. Thus, it is necessary for the veterinary pharmaceutical firms including Virbac company to develop new lines of antibacterial agents to meet the needs of veterinarians and breeders. In this context, some natural polyaminosterols such as squalamine have gained interest due to their potent antimicrobial activities. Thus the aim of this PhD work is to provide an answer in the treatment of mastitis (cattle) and otitis/pyoderma (dog) by the development of a new class of synthetic polyaminosterols with a broad spectrum of antibacterial activity. In this purpose, a chemical library of original compounds structurally analogs of squalamine has been prepared starting from various bile acids by using unprecedented synthesis procedures for an industrial scale-up. Then these compounds were evaluated for their in vitro cytotoxicity on CHO cells as well as their antibacterial activities against a panel of Gram-positive and Gram-negative bacterial strains. The data collected allowed us to establish the in vitro proof of concept of the therapeutic potential of this family of molecules as antibacterial agent or antibiotic adjuvant. Additional investigations were then conducted on one of these novel derivatives namely claramine A1 to deepen knowledge of its spectrum of antibacterial activity and mechanism of action. Specifically, the use of different biophysical methods showed that claramine A1 acts on the physical integrity of bacterial membranes and the efflux performance of AcrAB-TolC pumps. Based on the results of claramine A1, it finally appears that these new polyaminosterol derivatives possessing a non-classical mode of action pertain to a new class of antibacterial agents and could constitute a substitute for traditional antibiotics in veterinary medicine.