Soutenance de thèse de Hoang Thong KIEU

Clostridioides (anciennement Clostridium) difficile est une bactérie à Gram positive, anaérobie stricte, sporulée. Cette bactérie est une menace pour la santé publique puisque c’est un pathogène responsable d’infections nosocomiales. C. difficile est responsable de la quasi-totalité des cas de colite pseudomembraneuse et est impliqué dans 10 à 25 % des diarrhées associées aux antibiotiques. Les facteurs de risques des infections à C. difficile (ICD) sont l’exposition aux antibiotiques, l’âge avancé, la présence de comorbidités comme les maladies inflammatoires de l’intestin, le cancer, le diabète de type 2 (DT2), etc. Les symptômes vont de la diarrhée à des formes plus graves comprenant la colite pseudomembraneuse, le mégacôlon toxique, la perforation rectale. Il faut savoir que C. difficile est un commensal de la flore intestinale retrouvée chez 4 à 15 % des adultes en bonne santé. Une altération du microbiote intestinal sain, appelée dysbiose, causée, par exemple par l’administration d’antibiotiques, favorise la propagation de C. difficile. Les traitements recommandés dépendent du nombre de l’épisode et de la sévérité. En primo-infection, les traitements recommandés sont des antibiotiques tels que la fidaxomicine, la vancomycine ou encore le métronidazole. Dans le cas de multiples récurrences, la transplantation de microbiote fécale (TMF) est fortement recommandée. Le principe de la TMF est de remplacer le microbiote intestinal des patients ICD par le microbiote fécal d’une personne saine avec un taux de réussite de 85-90 %. Malgré son efficacité, la TMF a certaines limites comprenant un manque de standardisation du protocole, des effets secondaires mineurs (la nausée, la douleur abdominale, la constipation, etc.), ainsi que les effets indésirables spécifiques (les infections secondaires, la septicémie, ou encore la perforation colique, etc.). La bactériothérapie représente une potentielle alternative thérapeutique à la TMF dans le but d’éviter ces effets secondaires et indésirables. Dans ce travail, nous avons initialement réalisé une revue de littérature afin de caractériser les biomarqueurs prédictifs du microbiote associé à la colite pseudomembraneuse chez les patients ICD. Cette revue a été réalisée selon les recommandations PRISMA et avons ainsi identifié Enterococcus spp. en tant que biomarqueur du microbiote des sujets ICD et Klebsiella spp. en tant que biomarqueur de colite chez ces patients. À la suite de cela, nous nous sommes attelés à identifier les bactéries vivantes transférées d’un donneur sain au patient dans le but de déterminer quelles sont les espèces bactériennes clés responsables à la décolonisation de C. difficile et d’optimiser la bactériothérapie. Ainsi, Bifidobacterium adolescentis, Bacteroides ovatus et Enterococcus durans a été identifiée en tant que bactéries potentiellement responsables de la guérison chez les patients ICD grâce à leur antagonisme contre C. difficile. Par ailleurs, il a été rapporté dans la littérature que les patients atteints de DT2 traités par la metformine ont une prévalence réduite d’ICD. Nous avons donc examiné in vitro l’effet antimicrobien de cette molécule sur C. difficile, son spectre d’activité ainsi que son impact à la production des toxines chez C. difficile. Ainsi, nous avons mis en évidence une activité antimicrobienne de la metformine in vitro contre C. difficile mais également contre des espèces taxonomiquement proches de C. difficile (Paraclostridium bifermentans, Clostridium tertium, C. dakarense, and Intestinibacter barlettii) ainsi que contre Cutibacterium acnes et Staphylococcus aureus. De plus, nous avons mis en évidence une inhibition de la virulence de C. difficile par l’inhibition de la production des toxines A et B chez une souche toxigénique.

Clostridioides (formerly Clostridium) difficile is a Gram-stain positive, spore-forming, and strictly anaerobic bacterium. This bacterium is a threat to public health as it is a pathogen responsible for hospital-acquired infections. C. difficile is responsible for almost all cases of pseudomembranous colitis and is implicated in 10–25% of antibiotic-associated diarrhea. Risk factors for C. difficile infections (CDI) include exposure to antibiotics, advanced age, and the presence of co-morbidities such as inflammatory bowel disease, cancer or type 2 diabetes (DT2). Symptoms range from diarrhea to more serious forms, including pseudomembranous colitis, toxic megacolon, and rectal perforation. CDI is associated with a mortality rate of 35-50% and a recurrence rate of 20-30%. C. difficile is a commensal of the intestinal flora found in 4–15% of healthy adults. An alteration in the intestinal microbiota, or dysbiosis, caused, for example, by the administration of antibiotics, promotes the spread of C. difficile. The recommended course of treatment depends on the number of episodes and their severity. For primary infections, the recommended treatments are antibiotics such as fidaxomicin, vancomycin, or metronidazole. In the case of multiple recurrences, fecal microbiota transplantation (FMT) is strongly recommended. The principle of FMT is to replace the intestinal microbiota of CDI patients with the fecal microbiota of a healthy person. The success rate of this treatment can be as high as 85–90%. Despite its effectiveness, FMT presents limitations, including a lack of standardization of the protocol, minor adverse effects (nausea, abdominal pain, constipation, etc.), and specific adverse effects (secondary infections, sepsis, colonic perforation, etc.). Bacteriotherapy therefore represents a potential therapeutic alternative to TMF in order to avoid these side and adverse effects. In this doctoral work, we first carried out a literature review to characterize the predictive biomarkers of the microbiota associated with pseudomembranous colitis in CDI patients. This review was conducted according to the PRISMA recommendations and identified Enterococcus spp. as a biomarker of the microbiota of CDI subjects and Klebsiella spp. as a biomarker of colitis in these patients. As a result, we aim to identify live bacteria transferred from a healthy donor to the patient to determine which are key bacterial species responsible for the decolonization of C. difficile and optimize bacteriotherapy. Bifidobacterium adolescentis, Bacteroides ovatus and Enterococcus durans were identified as potentially responsible for post-FMT recovery in CDI patients through their antagonism with C. difficile. Moreover, it has been reported in the literature that T2D patients treated with metformin present a reduced ICD prevalence. We therefore examined in vitro the antimicrobial effect of this molecule on C. difficile, its spectrum of activity and its impact on the production of toxins in C. difficile. We demonstrated an antimicrobial activity of metformin in vitro against C. difficile but also against species taxonomically close to C. difficile (Paraclostridium bifermentans, Clostridium tertium, C. dakarense, and Intestinibacter barlettii) as well as against Cutibacterium acnes and Staphylococcus aureus. In addition, we demonstrated an inhibition of the virulence of C. difficile by the inhibition of the production of toxins A and B in a toxigenic strain.