Soutenance de thèse de Azza TROUDI

La résistance bactérienne aux antibiotiques est un mécanisme naturel et inéluctable, néanmoins l’usage abusif et excessif de ces molécules accélère et accentue fortement le développement de l’antibiorésistance. Il y a donc un besoin vital d’envisager des nouvelles approches thérapeutiques pour lutter contre ce phénomène en expansion continue. L’une des stratégies les plus prometteuses consiste en la combinaison d’antibiotiques avec d’autres molécules chimiques dépourvues d’activité antimicrobienne intrinsèque appelées « adjuvants». Dans ce contexte, nous avons démontré l’efficacité de l’association de dérivés polyaminés en présence d’une panoplie d’antibiotiques à moduler la résistance des bactéries à Gram-négatif. L’évaluation de la capacité potentialisatrice des dérivés polyamino-isoprényles in vitro nous a permis d’identifier le composé «NV716 » comme le meilleur dérivé à agir en synergie et à améliorer l’activité de plusieurs antibiotiques appartenant à la famille des cyclines et des macrolides vis-à-vis des pathogènes à Gram-négatif telles que P. aeruginosa, E. coli, K. pneumoniae et E. aerogenes. Après avoir fourni une base de résultats solides démontrant la preuve du concept in vitro de cette thérapie combiantoire, nous avons pu élucider le mécanisme d’action des différents composés polyamino-isoprényless notamment le composé NV716 par plusieurs méthodes biophysiques. Nous avons ainsi démontré que le composé NV716 est capable de déstabiliser l’intégrité membranaire des bactéries à Gram-négatif par une action membranotrope dose-dépendante qui induit l’augmentation de de la concentration intracellulaire de l’antibiotique ainsi que par une dépolarisation de la membrane cytoplasmique en perturbant le potentiel transmembranaire se traduisant par une forte libération de l’ATP intracellulaire. Ce composé a été démontré comme étant capable d’inhiber la force proton motrice (FPM) à forte concentration dans le cas des souches de P. aeruginosa. L’inhibition de la FPM a permis de démontrer que le composé permettait l’inhibition des performances des pompes d’efflux de type AcrAB-TolC. Mots clés : Résistance bactérienne, adjuvants aux antibiotiques, dérivés polyaminés, bactéries à Gram-négatif, membrane externe, Pseudomonas aeruginosa

The increasing number of multidrug resistant strains is a serious public health concern that contributes to high rates of mortality and morbidity. Nevertheless, the excessive and abusive use of these molecules accelerates and amplifies the development of antibiotic resistance. As a result, there is an urgent need to develop new therapeutic approaches to combat this ever-growing phenomenon, as current antibiotics are becoming ineffective. One of the most promising strategies is the combination of antibiotics with other compounds that do not have inherent antibacterial activity, known as "adjuvants." In this perspective, we established the effectiveness of combining polyamino-isoprenyl derivatives with a range of antibiotics to modulate Gram-negative bacteria resistance. The in vitro evaluation of these derivatives potentiating capacity enabled us to identify the compound "NV716" as the most efficient derivative competent of improvising activity of several antibiotics from the tetracycline or macrolide families against Gram-negative pathogens such as P. aeruginosa, E. coli, K. pneumoniae and E. aerogenes. After providing a solid base of results demonstrating the in vitro concept of this combination therapy, we have investigated the mechanism of action of the different polyamino-isoprenyl compounds including NV716 by several biophysical methods at the bacterial cell level. We found that compound NV716 has the highest significant potential to destabilize the membrane integrity of Gram-negative bacteria through a membranotropic action that causes an increase in antibiotic intracellular concentration as well as a depolarization of the cytoplasmic membrane by disrupting the transmembrane potential, which usually results in intracellular ATP release. This molecule was also observed to impact the proton motive force (PMF) of P. aeruginosa strains only at high concentrations. The inhibition of PMF caused the AcrAB-TolC efflux pumps to fail. Keywords: Bacterial resistance, antibiotic adjuvants, polyamine derivatives, Gram-negative bacteria, outer membrane, Pseudomonas aeruginosa