Soutenance de thèse de FOREST Emma
Titre de thèse
Caractérisation et potentialisation d'inhibiteurs multicibles pour lutter contre les bactéries pathogènes pulmonaires résistantes
Characterization and potentiation of multitarget inhibitors to fight resistant pathogenic pulmonary bacteria
Résumé de la thèse
Dès leur découverte, les antibiotiques ont été confrontés à un phénomène inattendu : l'émergence de résistances bactériennes. Depuis, les bactéries n'ont cessé de développer de nouveaux mécanismes pour résister et contourner les traitements. Parmi les populations les plus vulnérables aux infections bactériennes figurent les patients atteints de maladies chroniques, comme la mucoviscidose - une maladie génétique caractérisée notamment par la présence d'une épaisse couche de mucus dans les poumons. L'utilisation de composés multicibles, permettant de ralentir l'apparition de phénomènes de résistance et une utilisation thérapeutique prolongée, est une approche envisagée par la communauté scientifique.
Dans ce contexte, les OX et les CyC, deux familles d'inhibiteurs multicibles de mycobactéries, ont été évalués contre plusieurs bactéries particulièrement prônes à l'antibiorésistance : les bactéries ESKAPEE. Les OX/CyC étant inefficaces contre les bactéries à Gram-négatif, nous les avons testés en combinaison avec un adjuvant polyaminé, NV716, décrit comme un potentialisateur chez ces bactéries. Malgré l'absence d'activité sur P. aeruginosa en présence de l'adjuvant, nous avons néanmoins pu apporter la preuve de concept de l'utilisation des OX/CyC en thérapie combinée contre les bactéries à Gram-négatif. Grâce à une approche de chémobiologie (CC-ABPP) couplée à une analyse protéomique, nous avons également pu identifier leur protéines cibles. Cette étude a permis de mieux comprendre les paramètres de potentialisation du NV716. Les OX ont ensuite été évalués contre différents modes de vie de S. aureus (état planctonique, biofilm, intracellulaire), et leurs enzymes cibles ont été à nouveau identifiés par CC-ABPP. En corrélant les spectres de cibles avec les différentes activités biologiques observées, nous avons pu décrypter les modes d'action variés de chaque OX. La construction d'un mutant de surexpression de FabH, une enzyme essentielle impliquée dans la synthèse des acides gras, nous a permis de valider qu'il s'agissait bien d'une cible cruciale pour l'activité des OX chez S. aureus.
Thesis resume
Since their discovery, antibiotics have faced an unexpected challenge: the emergence of bacterial resistance. Ever since, bacteria have continuously developed new mechanisms to resist and bypass treatments. Patients suffering from chronic diseases such as cystic fibrosis, a genetic disorder characterized, in part, by the presence of a thick layer of mucus in the lungs, are particularly vulnerable to bacterial infections. The use of multitarget compounds, which can slow down the emergence of resistance and enable prolonged therapeutic use, is an approach being explored by the scientific community.
In this context, OX and CyC, two families of multitarget inhibitors of mycobacteria, were tested against several bacteria that are particularly prone to antibiotic resistance (ESKAPEE). The OX/CyC being ineffective against Gram-negative bacteria, we evaluated their efficacy in combination with NV716, a polyamine adjuvant, previously reported to enhance antibiotic potency in these bacteria. Despite their lack of activity against P. aeruginosa in the presence of NV176, we were, however, able to provide proof of concept for their successful use in combination therapy against Gram-negative bacteria. By using a chemobiology approach (CC-ABPP) combined with proteomic analysis, we also identified their respective target enzymes. This study also enabled a better understanding of the potentiation parameters of NV716. The activity of OX was further assessed against various S. aureus lifestyles (planktonic, biofilm, intracellular). Using CC-ABPP, we not only identified the respective targets of each OX, but also deciphered their diverse modes of action by correlating these target enzymes with the observed biological activities. The construction of an S. aureus mutant strain overexpressing FabH, an essential enzyme involved in fatty acid biosynthesis, allowed us to validate this enzyme as a critical target for the antibacterial activity of the OX compounds.