CE35 - Santé-Environnement : Environnement, agents pathogènes et maladies infectieuses émergentes et ré-émergentes, adaptations et résistance aux antimicrobiens.

Rôle des mégaplasmides dans l'émergence des pathogènes : le cas des souches émétiques de Bacillus cereus – CEREMET

Résumé de soumission

Le transfert horizontal de gènes (HGT) par des plasmides est une force motrice dans l’adaptation bactérienne. Ce transfert peut conduire à l’émergence de souches pathogènes ayant la capacité de produire de nouveaux facteurs de virulence et de coloniser de nouveaux environnements, cette émergence représentant une menace sérieuse pour la santé humaine. Notre objectif est de déterminer dans quelles conditions une souche environnementale pourrait acquérir par HGT la capacité de produire une toxine puissante et de coloniser les aliments, conduisant ainsi à l’émergence d’un nouveau pathogène.
Nous proposons d’utiliser comme modèle d’étude les bactéries du groupe Bacillus cereus et le megaplasmide pCER270. Le groupe B. cereus sensu lato comprend des espèces très proches, pathogènes ou d’origine environnementale. Les souches émétiques de B. cereus sensu stricto peuvent induire des intoxications alimentaires sévères. Elles portent un mégaplasmide de 270 kb, le pCER270, qui code pour les enzymes structuraux de la biosynthèse de la toxine émétique. Nos résultats préliminaires montrent que ce plasmide peut induire des changements phénotypiques chez son hôte conduisant à son adaptation à des niches écologiques spécifiques. Par ailleurs nous avons montré qu’il peut être transféré vers différentes espèces du groupe B. cereus, en particulier une souche entomopathogène de Bacillus thuringiensis, une souche psychrotolérante de Bacillus weihenstephanensis, et une souche environnementale non-émétique de B. cereus sensu stricto. Nous faisons donc l’hypothèse que le pCER270, en plus de la biosynthèse de la toxine émétique céréulide, peut conférer à son hôte la capacité de s’adapter à de nouveaux environnements naturels ou liés à l’homme.
Une approche multi-Omique sera utilisée pour étudier le rôle adaptatif du pCER270. Un ensemble d’essais phénotypiques permettra de préciser comment la présence du pCER270 change la capacité de la bactérie à s’adapter à de nouveaux environnements, naturels ou liés à l’homme. De plus, les approches omiques seront utilisées pour étudier les interactions chromosome-plasmide et pour fournir des indications sur les mécanismes moléculaires impliqués dans les propriétés adaptatives de pCER270. Ces approches complémentaires permettront d’identifier les voies métaboliques et les réseaux de régulation impliqués dans les nouvelles capacités adaptatives de la bactérie.
Le projet intègre aussi une étude sur les possibilités de transfert du pCER270 dans différentes conditions naturelles et liées à l’homme. De plus, l’effet de pCER270 sur le génome de l’hôte sera analysé. Ces études devraient nous permettre d’évaluer le risque de dissémination du pCER270 chez des souches non pathogènes et indiqueront s’il existe des affinités particulières entre le pCER270 et des génomes spécifiques.
Le projet apportera de nouveaux éléments sur le rôle des HGT dans l’émergence de nouveaux pathogènes et contribuera au développement de stratégies de prévention en microbiologie alimentaire. Il repose sur les expertises complémentaires des groupes de Monika Ehling-Schulz à Vetmeduni (Université de Vienne, Autriche), leader international sur le pouvoir pathogène des souches émétiques, et de Didier Lereclus à Micalis (INRA, Jouy-en-Josas), internationalement reconnu pour son expertise sur les processus d’adaptation bactérienne.

Coordination du projet

Didier Lereclus (MICrobiologie de l'ALImentation au service de la Santé)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Institute of Microbiology, Department of Pathobiology, University of Veterinary Medicine Vienna, / Functional Microbiology
MICALIS MICrobiologie de l'ALImentation au service de la Santé

Aide de l'ANR 304 847 euros
Début et durée du projet scientifique : février 2020 - 36 Mois

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