Soutenance de thèse de Ahmad IBRAHIM

Au cours de XXIème siècle, l’utilisation massive d’outils de séquençage, et leurs larges applications en métagénomique, a permis de faire évoluer les études de la diversité du microbiome humain. Ces méthodologies ont mis en évidence différents membres du « Microbial Dark Matter », et permis d’identifier également des organismes inconnus comme les Candidate Phyla Radiation (CPR). Ce travail vise à caractériser ces microbes par différentes approches. D’un point de vue taxonomique, l’étude du mosaïcisme de ces microbes a démontré qu’il s’agit d’un taxon unique. Nous l’avons nommé 5ème TRUC (Things Resisting Uncompleted Classifications). Ce taxon présente une évolution particulière, différente de celle des bactéries et des autres domaines. Par la suite, une étude bibliographique globale sur les CPR chez l’homme a été réalisée dans le but de mieux comprendre leur abondance dans le microbiome et leur intervention dans différentes pathologies. Par la suite, et d’un point de vue phénotypique, nous nous sommes intéressés principalement au phylum Saccharibacteria. Différents systèmes de diagnostic, ainsi qu’un protocole spécifique de coculture ont ainsi été mis en évidence. Cela a rendu possible la purification et/ou le séquençage de différentes nouvelles espèces Saccharibacteria à partir de la cavité buccale et du tube digestif. D’autre part, un screening exhaustif de ce phylum dans différents échantillons cliniques a été réalisé. Cette étude a permis de mettre en évidence leur forte prévalence chez l’homme. Enfin, sur un plan génomique, nous avons démontré que les CPR sont dotés de multiples gènes de résistance aux antibiotiques suite à une analyse in silico. Nous avons également pu confirmer cette résistance in vitro grâce à l’expression d’enzymes ayant une activité bêta-lactamase dans Escherichia coli. Cette thèse représente un avancement dans nos connaissances sur les CPR, et peut constituer une base solide pour continuer d’explorer ce vaste domaine de recherche.

In the XXIst century, the massive use of sequencing tools, and their wide application in metagenomics, allowed the study of the human microbiome to progress. These methodologies have highlighted different members of the "Microbial Dark Matter", and have also allowed the identification of unknown organisms such as Candidate Phyla Radiation (CPR). This work aims to characterise these microbes using different approaches. From a taxonomic point of view, the study of the mosaicism of these microbes has shown that they are a unique taxon. We have named it 5th TRUC (Things Resisting Uncompleted Classifications). This taxon shows a particular evolutionary pattern, different from that of bacteria and other domains. Subsequently, a global bibliographical study on CPR in humans was performed in order to better understand their abundance in the microbiome and their intervention in different pathologies. Subsequently, and from a phenotypical point of view, we were mainly interested in the phylum Saccharibacteria. Different diagnostic systems, as well as a specific coculture protocol, have been developed. This made it possible to purify and/or sequence various new Saccharibacteria species from the oral cavity and digestive tract. In addition, an exhaustive screening of this phylum in different clinical samples was performed. This study revealed their high prevalence in humans. Finally, at the genomic level, we demonstrated that CPR are endowed with multiple antibiotic resistance genes following an in silico analysis. We were also able to confirm this resistance in vitro by expressing enzymes with beta-lactamase activity in Escherichia coli. This thesis represents an advancement in our knowledge of CPR, and can provide a solid basis for further exploration of this vast field of research.