Combattre les biofilms inter-règnes à l’aide de composés isolés de la plante invasive Ludwigia grandiflora et de ses endophytes – INTERLUDE

La levure Candida albicans (Ca) et la bactérie Staphylococcus aureus (Sa) sont responsables d'infections souvent liées à la présence d’un biofilm. Leur relation synergique au sein des biofilms bi-espèces peut induire une diminution de l'activité d'agents antifongiques et/ou antibiotiques conduisant à des échecs thérapeutiques. Dans ce contexte, le projet INTERLUDE a pour objectif de démontrer l’intérêt des molécules antimicrobiennes isolées de plantes invasives et de leurs champignons endophytes pour lutter contre le biofilm inter-règne Ca-Sa. En effet, ces plantes, dont la gestion est une priorité mondiale, constituent un réservoir de composés bioactifs. De plus, leurs champignons endophytes contribuent à leur protection par la production de métabolites antimicrobiens. Lors de travaux préliminaires menés par notre consortium, un extrait de la plante invasive Ludwigia grandiflora a induit une inhibition supérieure à 50% du biofilm Ca-Sa à 50 µg/mL. L’étude de 6 de ses champignons endophytes a révélé l’effet anti-biofilm Ca-Sa de Phialophora mustea. Une première approche métabolomique a annoté, dans ces deux matrices respectivement, 7 et 15 ions corrélés à l’activité anti-biofilm. Le projet INTERLUDE propose une investigation approfondie des champignons endophytes de L. grandiflora via l’obtention de 66 nouveaux extraits. Les effets antimicrobiens des extraits seront évalués in vitro contre Ca et Sa sous forme planctonique. Leurs activités anti-adhérente et anti-biofilm de Ca et Sa seront évaluées en condition mono-espèces et bi-espèces. Une approche par réseaux moléculaires bioguidés corrélant des données d’analyses par UHPLC-MS/MS des extraits fongiques et les résultats des tests anti-biofilms, sera appliquée pour mettre en évidence les composés responsables de l’activité. Les composés végétaux et fongiques annotés seront alors isolés (une quinzaine de composés) et leur activité anti-biofilm sera confirmée. La cytotoxicité de ces composés sera évaluée sur deux modèles cellulaires humains : cellules primaires de peau et leucocytes. Après une optimisation du procédé d’obtention des deux composés les plus actifs et non cytotoxiques, ils seront inclus dans des nanoparticules lipidiques afin d’optimiser à la fois leur solubilité et leur diffusion au sein des biofilms. La caractérisation du mode d’action anti-biofilm des deux formulations les plus prometteuses sera effectuée in vitro en visualisant leur impact sur la structure du biofilm et en étudiant leur effet sur l'expression des gènes de virulence de Ca et de Sa. La persistance de leur effet anti-biofilm in vivo sera également vérifiée via un modèle de rats cathétérisés. L’évaluation de leur impact sur la réaction inflammatoire est également prévue grâce à deux modèles humains ex vivo infectés par le biofilm Ca-Sa : un modèle d’explants de peau et un modèle de leucocytes. Le projet interdisciplinaire INTERLUDE s’inscrit dans l’axe H.3. Son consortium est constitué de six partenaires académiques expérimentés de quatre universités (Poitiers, Bordeaux, Limoges et Nantes), possédant des compétences complémentaires en phytochimie (LABCiS, EBI), microbiologie (EBI, LITEC, IICiMed), formulation (PHAR2) et sciences omiques (OENO), compétences alliant les maillons de la recherche et de l’innovation. Ces travaux devraient aboutir à la découverte de nouvelles molécules pour la prise en charge des infections associées aux biofilms et permettre ainsi de renforcer l’arsenal thérapeutique actuellement disponible.