Peu étudiée et méconnue, initialement décrite au début du XXe siècle, Helicobacter pylori fut redécouverte en 1982 par deux chercheurs australiens, JR Warren et BJ Marshall. Ils soutinrent que la plupart des ulcères gastro-duodénaux étaient causés par cette bactérie, et non par le stress ou la nourriture épicée, comme pensé auparavant. Cette découverte révolutionna le monde de la gastroentérologie et leur valut le prix Nobel de physiologie et de médecine 2005. Environ la moitié de la population mondiale est colonisée par H. pylori au niveau de l'estomac. Dans 10 à 20% des cas, l'infection peut évoluer vers un ulcère gastro-duodénal et dans certains cas vers une transformation maligne. Cette infection se soigne classiquement à l'aide d'une trithérapie associant 2 antibiotiques à un inhibiteur de la pompe à protons pour neutraliser l'acidité gastrique.<p>Notre travail de recherche a consisté à analyser la proportion de patients infectés par H. pylori dans une cohorte de plus de 22.000 patients, issus de divers groupes ethniques, vivant en Belgique. Ces souches de H. pylori, isolées dans notre laboratoire, à partir des biopsies gastriques, ont aussi servi à une étude pour suivre l'évolution de la résistance aux antibiotiques ces 20 dernières années afin de proposer des améliorations de la prise en charge thérapeutique de l'infection à H. pylori en Belgique. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Pour enrayer la progression des résistances bactériennes aux antibiotiques (AB), liée, en partie, à un mésusage de ces médicaments, l’Union européenne (UE) s’est mobilisée en adoptant, en 2001, une recommandation prônant un usage prudent des AB. En 2008, sous l’égide de la Commission européenne, nous avons évalué la mise en œuvre de cette recommandation et son impact dans les Etats membres, et nous avons réalisé une analyse du cadre juridique développé dans 12 de ces Etats. De plus, une étude a été conduite entre 2005 et 2009 sur 74 établissements de santé (ES) volontaires du Sud-Ouest de la France pour identifier l’impact du cadre juridique sur l’évolution des consommations d’AB. Les Etats de l’UE ont engagé un grand nombre d’actions pour rationaliser l’utilisation des AB, mais des progrès dans le champ de l’évaluation demeurent nécessaires. Il ressort de l’analyse sur 12 Etats qu’un cadre juridique plus important semble associé à une plus grande sensibilisation de la population générale et à une meilleure maîtrise de la consommation de fluoroquinolones. Dans les ES du Sud-Ouest, les politiques locales de bon usage des AB ont progressé. Une combinaison de mesures telles que la présence d’un référent « AB », l’organisation de formations et le recours à des prescriptions à durée limitée, était associée à une réduction significative de la consommation des fluoroquinolones. L’amélioration de l’utilisation des AB implique de préciser les conditions d’efficacité optimale des actions et de renforcer l’encadrement juridique dans les Etats de l’UE, notamment en matière de surveillance, d’évaluation, de moyens d’incitation, en l’adaptant aux caractéristiques nationales. / Antimicrobial resistance (AMR) is a public health problem worldwide. As antibiotic (AB) use is one of the drivers of AMR, the Council of the European Union adopted in 2001 a recommendation on the prudent use of antimicrobial agents. To analyze the way Member States (MS) had implemented this recommendation and to approach its efficacy, we performed a survey under the auspices of the European Commission in 2008, completed by a thorough analysis of the legal framework in twelve Member States. In addition, relationships between AB stewardship programmes (ABS) and trends in AB consumption were studied from 2005 to 2009 in 74 voluntary hospitals in Southwestern France. MS had implemented a broad range of activities to improve AB use, but differences were seen namely in evaluation systems. Further analysis in 12 MS highlighted discrepancies regarding the scope of the legal framework, incentives for its enforcement, and means of evaluation. A legal framework regarding surveillance and national organisation seemed in favor of higher citizens’ knowledge and awareness and appeared to be associated with lower increase in fluoroquinolone (FQ) use. In French hospitals, ABS had sharply improved and AB consumption remained stable when adjusted on activity. The presence of an antibiotic advisor combined with provision of training and use of prescriptions with stop-orders was associated with a significant decrease in FQ use. Progress in the use of AB could be achieved by sharing experience on best practices and by enforcing legal framework, tailored to MS organisation and epidemiology, targeting activities such as surveillance and evaluation

Suite à leur utilisation, les médicaments sont souvent partiellement métabolisés; ainsi ces substances pharmaceutiques et/ou leurs métabolites sont rejetés continuellement dans les eaux usées. Leur présence et accumulation dans les eaux naturelles constituent une pollution émergente conduisant à la perturbation des écosystèmes et l'accroissement de mal fonctionnement de la reproduction des espèces aquatiques telles que les poissons. Parmi les polluants pharmaceutiques, les antibiotiques méritent une attention particulière parce qu'ils sont utilisés en grande quantité d'une part et constituent des molécules biologiquement actives pouvant interagir avec des cibles biologiques spécifiques conduisant à l'apparition du phénomène de résistance des micro-organismes potentiellement pathogènes tels que les bactéries (vis-à-vis de ces médicaments employés pour les combattre). Une action préventive est donc indispensable pour réduire leur présence dans les milieux aquatiques naturels.Dans ce travail nous avons appliqué le procédé électro-Fenton (EF), une méthode indirecte d'oxydation électrochimique très performante, à la dégradation des polluants pharmaceutiques sélectionnés, trois antibiotiques couramment utilisés : le sulfaméthoxazole (SMX), l'amoxicilline (AMX) et sulfachloropyridazine (SCP). Le traitement des solutions aqueuses de ces antibiotiques été réalisé en milieux aqueux acide à l'aide des radicaux hydroxyles générés électrochimiquement. Les radicaux hydroxyles sont produits in situ à courant constant dans une cellule électrochimique non divisée, munie d'une cathode tridimensionnelle de grande surface spécifique (feutre de carbone) et d'une anode de Pt ou de BDD afin de suivre la cinétique d'oxydation avec les radicaux hydroxyles et la minéralisation de leurs solutions aqueuses. Ces radicaux sont générés à travers la réaction de Fenton :H2O2 + Fe2+ + H+ → Fe3+ + H2O + •OHdans laquelle les réactifs générés (H2O2) ou régénéré (Fe2+ en tant que catalyseur) électrocatalytiquemment. L'influence des différents paramètres sur la cinétique de dégradation des antibiotiques et sur la cinétique de minéralisation des solutions d'antibiotiques a été étudiée. L'effet co-catalytique des ions Cu2+ a été aussi examiné. Les radicaux hydroxyles formés sont des oxydantes très puissants et réagissent sur les antibiotiques en question conduisant à leur minéralisation. L'étude cinétique montre que la dégradation oxydative des trois antibiotiques suit une cinétique de réaction du pseudo-premier ordre, avec des temps de dégradation assez courts. Par exemple, avec une anode de Pt, l'oxydation complète des molécules SMX, AMX et SCP a été achevée en moins de 15 min à 300 mA.Afin d'établir les voies de dégradation avec les radicaux hydroxyles, les intermédiaires aromatiques, les acides carboxyliques formés ainsi que les ions inorganiques libérés dans la solution lors du traitement ont été identifiés et leur évolution dans le temps a été suivie. Les valeurs des constantes de vitesse des réactions entre les •OH et les antibiotiques et leurs intermédiaires ont été déterminés par la technique de cinétique de compétition à l'aide d'un composé de référence, l'acide p-hydroxybenzoϊque. L'efficacité du procédé d'oxydation anodique (OA) avec une anode Pt et BDD à titre comparatif avec le procédé électro-Fenton a été aussi étudiée. L'efficacité de minéralisation des solutions aqueuses d'antibiotique à été évaluée par mesure du carbone organique total (COT). Le suivi de la toxicité lors du traitement des solutions d'antibiotiques par la méthode Microtox®, (une méthode basée sur la mesure de la luminescence des bactéries marines Vibrio fischeri) a montré la formation des intermédiaires plus toxiques que les molécules mères.L'ensemble des résultats obtenus confirme l'efficacité du procédé électro-Fenton pour la dépollution des effluents aqueux chargés d'antibiotiques / After their use, the drugs used in human or veterinary are partially metabolized during their use and then the non metabolized drugs and/or their metabolites are continuously released into the wastewater. Their presence and accumulation in natural waters of these substances constitutes an emerging pollution leading to the disruption of ecosystems and increased malfunction in the reproduction of aquatic species such as fish. Among the, pharmaceuticals pollutants, the antibiotics deserve special attention because they are used in very large quantities and are biologically active molecules that can interact with specific biological targets leading to emergence of the phenomenon of microorganism's resistance towards the potential pathogens such as bacteria. It is therefore important to develop efficient treatment methodologies for limiting the presence of pharmaceutical contaminants in aquatic environments.In this work we applied the electro-Fenton process (EF), an indirect advanced electrochemical oxidation process, to the oxidative degradation of selected three antibiotics largely used: sulfamethoxazole (SMX), amoxicillin (AMX) and sulfachloropyridazine (SCP). The treatment of aqueous solutions of these antibiotics was achieved in aqueous medium thank to the electrochemically generated hydroxyl radicals. The hydroxyl radicals are produced in situ at constant current in an undivided electrochemical cell, equipped with a three-dimensional cathode (carbon felt) and a Pt or BDD anode. These radicals are generated through the Fenton reaction in homogeneous medium:H2O2 + Fe2+ + H+ → Fe3+ + H2O + •OHwith the electrochemical generation of H2O2 (from 2-electrons reduction of dissolved O2) and regeneration of Fe2+ ions (from one-electron reduction of Fe3+ ions formed by Fenton reaction).The effect of some parameters on the oxidative degradation of antibiotics and on the mineralization of their aqueous solutions was investigated. The co-catalytic effect of Cu2+ was also studied. Hydroxyl radicals formed in aqueous medium are very powerful oxidizing agents and lead to mineralization of antibiotic under study. The kinetics study shows that oxidative degradation of the three antibiotics follows a pseudo-first order, with relatively short degradation time. For example, with a Pt anode, the complete oxidation of antibiotics SMX, AMX and SCP was achieved in less than 15 min at 300 mA. The absolute rate constant of hydroxylation reactions of antibiotics under study and their several aromatic intermediates was determined by competition kinetics method using the p-hydroxybenzoic acid as reference compound. The identification and monitoring of aromatic oxidation products, short-chain carboxylic acids and released inorganic ions during the treatment, allow use to propose a general mineralization reaction pathway for antibiotics degradation by hydroxyl radicals. The efficiency of anodic oxidation (AO) with a BDD anode and Pt was also studied comparatively. The efficiency of mineralization of aqueous solutions of antibiotics was evaluated by measuring total organic carbon (TOC). The evolution of toxicity during the treatment of antibiotic solutions by Microtox® method based on the inhibition measurements of the luminescence of marine bacteria Vibrio fischeri showed the formation of intermediates more toxic than of starting molecules. The overall results confirm the efficiency of electro-Fenton method for remediation of wastewater contaminated with antibiotics

Les infections nosocomiales sont causées par des germes opportunistes souvent résistants aux antibiotiques et persistants sur les surfaces, représentant une source constante de risque d’infection en milieu hospitalier. Dans ce contexte, l’isolement et la caractérisation de bactériophages s’attaquant spécifiquement aux bactéries nosocomiales telles que Staphylococcus aureus résistant (SARM), Enterococcus résistant (ERV), Pseudomonas aeruginosa et Acinetobacter baumanii, pourraient fournir une alternative bactéricide naturelle contre la transmission de ces infections. Des phages isolés des eaux usées, ont été sélectionnés selon leur capacité d’amplification, leur profil génomique et leur potentiel lytique envers différentes souches bactériennes cliniques. Les meilleurs ont été caractérisés en détail pour s’assurer de leur spécificité, sécurité, stabilité et efficacité préalablement à leur utilisation in vivo. Sept phages contre SARM et trois contre Acinetobacter baumanii ont été caractérisés. Quatre phages SARM s’avèrent être de bons candidats potentiels et pourraient être testés en milieu hospitalier comme agents désinfectants dans le but de lutter contre les infections nosocomiales. / Nosocomial infections are directly related to opportunistic germs, which are often resistant to antibiotics and persistent on surfaces, representing a high infectious risk in hospitals. In this context, the isolation and characterization of bacteriophages specifically targeting nosocomial bacteria such as resistant Staphylococcus aureus (MRSA), resistant Enterococcus (VRE), Pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter baumanii, could provide a natural bactericidal alternative against the transmission of these infections. Phages, isolated from waste water, were selected according to their capacity of amplification, their genomic profile and lytic potential towards various bacterial clinical strains. The best ones were characterized in detail to primarily ensure their specificity, safety, stability and effectiveness, before studying their in vivo usage. Seven phages against MRSA and three against Acinetobacter baumanii were characterized. Four MRSA phages proved to be good potential candidates and could be tested in hospitals as disinfectant agents with the aim of fighting nosocomial infections.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

D’après un rapport de l’OMS, la tuberculose reste en 2015 l’une des 10 premières causes de décès à l’échelle mondiale. De ce fait, en matière de santé, éradiquer la maladie à l’horizon 2030 est un des objectifs majeurs fixés par les Nations Unies. La bactérie responsable de cette infection, Mycobacterium tuberculosis, est un pathogène obligatoire dont l’origine et l’évolution sont intrinsèquement liées à celles de son hôte principal, Homo sapiens. En effet, les souches actuelles de tuberculose présentent, tout comme l’homme, une forte structure phylogénétique, trace de leur origine géographique. Les pays pauvres et en développement sont les plus touchés par l’épidémie globale, favorisée par des systèmes de santé défaillants et une haute prévalence du VIH. Les pays occidentaux ne sont pas épargnés, menacés par l’émergence de souches de plus en plus résistantes aux antibiotiques provenant en grande partie de l’ex URSS. Au cours de cette thèse, j’analyse l’histoire évolutive, la propagation et l’acquisition de résistances aux antibiotiques de plusieurs épidémies de tuberculose en me basant sur des données génétiques et génomiques. Dans un premier temps je m’intéresse aux effets d’une campagne nationale de traitements en Asie Centrale sur le développement de souches multi-résistantes et met également en lumière le rôle clef de certaines mutations dans le succès des clones présentés. Ainsi cette campagne a été partiellement mise en échec par la présence de souches pré-résistantes, grâce à la survenue de mutations avant même la mise en place des traitements antibiotiques. Par la suite je me suis focalisé sur un clade particulier de souches multi-résistantes, le clone Russe W148. Je présente sa dispersion géographique et temporelle à travers l’Eurasie et démontre l’importance des mutations compensatoires dans son succès épidémique. De plus, la tuberculose ne touche pas seulement les hommes mais infecte également plusieurs autres mammifères. Afin d’appréhender les contraintes adaptatives accompagnants ces changements d’hôtes, j’ai effectué divers tests de sélection dans le but d’identifier les gènes impliqués. Pour finir, nous avons développé un indice souche spécifique, permettant de mesurer le succès épidémique de celles-ci à un niveau individuel. Dans le cadre d’études épidémiologiques, cette mesure peut être croisée avec des informations sur le patient, la souche ou même socio-économiques. / According to a 2015 WHO report, tuberculosis remains one of the top 10 causes of death worldwide. Despite considerable efforts by the United Nations to eradicate the disease by 2030, a global TB epidemic still persists. Its causative agent, the bacterium Mycobacterium tuberculosis, an obligate pathogen, has been plaguing humanity since it originated, and has coevolved with its main host, Homo sapiens, over thousands of years. Contemporary tuberculosis strains exhibit a structured phylogeographic pattern, carrying the genetic print of their geographic origin. The Koch bacillus infects and kills in large numbers, in poor and developing countries, where fragile health care systems, combined with high HIV prevalence, facilitate epidemic spread. In western countries, the major current threats are the multiplication and propagation of antibiotic resistant strains (MDR/XDR) coming predominantly from former Soviet republics. In this thesis, I unravel the evolutionary history, propagation, and acquisition of drug resistance-conferring mutations in different settings, by implementing multiple genetic and genomic data sets. First, focusing on Central Asia, using whole genome sequencing and Bayesian statistics, I assess the effects of a treatment campaign on the development of MDR strains and highlight key mutations in successful strains. More importantly, the success of DOTs campaigns was compromised by the genetic make-up of these outbreak clades (pre-treatment low frequency resistance SNPs). Special attention was also given to a particular outbreak of MDR strains, i.e. the Russian W148 clone. I present its westward spatial and temporal propagation at a continental scale during the last century, and underline the key contribution of compensatory mutations in its epidemic success. However, tuberculosis does not only infect humans, but also has experienced successive mammalian host jumps. To decipher the adaptive constraints accompanying such secondary events, a systemic gene screen with selection signature-detecting algorithms was implemented to identify putative targets during diversifying selection. Finally, novel mathematical tools and indices that reflect the epidemicity of a strain were developed, jumping from a population-driven approach to a strain specific one, with broader epidemiological applications. This allows us to correlate strain fitness with patient, lineage, and socio-economic information.

Réduire les usages d’antibiotiques est un des leviers principaux pour contrer l’avancée de l’antibiorésistance qui menace l’efficacité du traitement des maladies bactériennes humaines et animales. En filières bovin laitier et jeunes bovins de boucherie, deux maladies de production sont responsables des principaux usages d’antibiotiques, respectivement les mammites et les maladies respiratoires. L’objectif de la thèse a été d’identifier auprès des acteurs des filières des verrous limitant l’amélioration des pratiques la diminution de l’utilisation d’antibiotiques, puis d’identifier des leviers d’action. En élevage de jeunes bovins de boucherie, des entretiens auprès d’acteurs de la filière (éleveurs et responsables) et des enquêtes auprès d’éleveurs ont permis d’identifier que l’organisation de la filière est un des principaux verrous. Cependant, les caractéristiques des systèmes d’exploitations et les compétences des éleveurs constituaient également une potentielle limite. En élevage bovin laitier, des entretiens ont permis de montrer que les perceptions et connaissances des éleveurs semblaient être un des freins majeurs à l’amélioration des pratiques, le système d’exploitation semblant intervenir à la marge. En élevage bovin allaitant, des leviers permettant d’améliorer la coordination entre les acteurs de la chaîne de valeur ont été identifiés. En élevage laitier, un programme innovant de formation et de conseil a été évalué dans le cadre d’une étude d’intervention, montrant une amélioration des connaissances et perceptions des éleveurs sur la prévention et l’utilisation des antibiotiques. / Reducing antibiotic use is one of the main levers to limit the increase of antimicrobial resistance, which threatens the effectiveness of the treatments of human and animal bacterial diseases. In dairy and young beef bull sectors, antibiotics are mainly used to control two production diseases, respectively mastitis and bovine respiratory diseases (BRD). The objective of the thesis was to identify with sectors’ stakeholders’ limitations for the improvement of antibiotic use practices, then to identify levers of action. In the young beef bulls’ sector, interviews with stakeholders and farmers showed that the organization of the value chain, because of its potential influence on BRD risk factors, was one of the main limitation identified. However, the characteristics of farming systems and farmers’ skills were also a potential limitation. In the dairy sector, interviews have shown that farmers’ perceptions and knowledge seemed to be one of the major limitation to the improvement of the practices. The farming system seemed to have only limited influence. In young beef bulls sector, levers to improve coordination between stakeholders in the value chain have been identified. In dairy farming, an innovative training and advising program was evaluated as part of an intervention study, showing an improvement in the knowledge and perceptions of farmers regarding prevention measures and antibiotic use.

La propagation de bactéries à Gram négatif multirésistantes aux antibiotiques représente un problème de santé publique majeur urgent à résoudre car le risque d’un retour à l’ère pré-antibiotique est réel. Parmi les modes de résistance existant, la production de métallo-B-lactamases (MBLs) responsables de l’inactivation des B-lactamines, la famille d’antibiotiques la plus utilisée, représente un challenge thérapeutique.Les travaux décrits dans ce manuscrit concernent la synthèse, la caractérisation et l’évaluation biologique de composés construits autour d’un cœur 2,4-dihydro-3H-1,2,4-triazole-3-thione substitués en deux positions. En se basant sur des études de criblage in silico et des études cristallographiques ayant permis d’identifier ce noyau comme un bon candidat dans le développement d’inhibiteurs de MBLs, la synthèse de différentes séries d’analogues a été entreprise afin d’identifier de nouveaux inhibiteurs pouvant potentiellement atteindre les tests cliniques.Dans un premier temps, une série de composés 4-amino-1,2,4-triazole-3-thione substitués en position 5 a été préparée en suivant des voies de synthèse classiques. Différentes séries ont ensuite été développées en introduisant une diversité structurale et fonctionnelle en position 4. Ces composés ont ensuite été testés sur des enzymes représentatives des 3 sous-classes de MBLs et les plus intéressants ont été évalués sur bactéries résistantes recombinantes.Afin de réaliser une évaluation rapide des produits synthétisés au sein du laboratoire, une méthode de criblage à moyen débit en plaque 96 puits sur cinq MBLs représentatives a été mise au point et validée grâce à l’appui de nos collaborateurs spécialistes des MBLs. / The spread of multiresistant Gram negative bacteria is a growing threat to public health and the risk of return to the pre-antibiotic era is real. Among existing resistance modes, the production of metallo-B-lactamases (MBLs) responsible of the inactivation of B-lactams, the most used family of antibiotics, represents a therapeutical challenge.This manuscript describes the synthesis, characterization and biological evaluation of compounds built on a 2,4-dihydro-3H-1,2,4-triazole-3-thione scaffold substituted on two positions. Based on previous in silico screening and crystallographic studies, which identified this structure as a good candidate for MBLs inhibition, several series have been developed to found new inhibitors that could potentially be amenable to clinical development.First, 1,2,4-triazole-3-thione compounds substituted at position 5 have been prepared following classical pathways. Then, several series have been developed where the structural and functional diversity was introduced at position 4. Compounds have been tested on representative MBLs of the three sub-classes and the most interesting ones on recombinant resistant bacteria.To perform a rapid screening of compounds in the laboratory, a method of medium throughput screening inhibition tests on five MBLs performed in 96-wells plate has also been developed and validated during this study with the help of our collaborators specialists of MBLs

Les salmonelles sont l'une des premières causes d'infections bactériennes d'origine alimentaire. Depuis le début des années 1990, l'isolement de salmonelles multirésistantes aux antibiotiques a considérablement accru avec l'émergence des souches épidémiques Salmonella Typhimurium DT104 qui sont, pour la majorité, résistantes à l'ampicilline, le chloramphénicol, la streptomycine, les sulfamides et les tétracyclines. Les gènes codant ces résistances sont regroupés sur un intégron complexe de classe 1 nommé In104, localisé lui-même sur un îlot génomique de 43 kb désigné Salmonella Genomic Island 1 (SGI1). Depuis sa première identification chez S. Typhimurium DT104, SGI1 a été identifié à travers le monde chez plusieurs sérovars de Salmonella, et plus récemment chez Proteus mirabilis. Chez ces souches, la multirésistance aux antibiotiques est liée, soit à l'îlot SGI1 dans sa forme initialement décrite, soit à des variants de SGI1 correspondant à la structure initiale de SGI1 comportant des modifications au niveau de l'intégron complexe In104. L'îlot génomique Salmonella Genomic Island 1 (SGI1) représente une préoccupation importante car le phénotype de multirésistance qu'il confère aux souches bactériennes est souvent responsable d'échecs thérapeutiques pouvant entrainer des complications importantes, voire la mort. Dans ce contexte, le travail de thèse a été centré sur l'enjeu sanitaire majeur représenté par cette diffusion épidémique du clone S. Typhimurium au cours des années 1990 chez l'homme et les bovins. Les travaux entrepris dans le cadre de la thèse ont eu, en premier lieu, l'objectif d'apprécier l'évolution moléculaire de SGI1 dix années après l'émergence de ces souches en élevage bovin, puis d'évaluer la diffusion de SGI1 chez des souches naturelles appartenant à d'autres genres bactériens que Salmonella. Il a ainsi été dressé un bilan de la multirésistance aux antibiotiques chez les souches de S. Typhimurium isolées de bovins malades en France de 2002 à 2007 et une recherche de la présence de SGI1, chez d'autres espèces bactériennes que Salmonella, et par sondage à partir de leurs phénotypes de résistance, a été mise en œuvre. Les résultats obtenus ont indiqué un faible pouvoir évolutif de SGI1 qui semble en contradiction avec les capacités moléculaires majeures de recombinaison et de transfert démontrées tant in vitro qu'in vivo. Les études menées ont toutefois permis la première description d'un nouveau variant, nommé SGI1-T, qui résulte d'une recombinaison intramoléculaire. Le deuxième grand objectif de la thèse a été de contribuer à une meilleure connaissance du rôle que pourrait avoir SGI1 dans la virulence bactérienne. Une première stratégie de modélisation expérimentale (salmonellose systémique murine) a ainsi été conduite, qui visait à comparer le pouvoir virulent in vivo de souches isogéniques ne se distinguant que par la présence ou l'absence de SGI1. Une seconde approche a été également menée, qui a consisté en une évaluation du rôle de SGI1 dans la formation de biofilms, l'organisation en biofilms favorisant une meilleure colonisation bactérienne, qui peut constituer à son tour un élément d'efficacité du pouvoir virulent final. Les résultats obtenus ont confirmé le rôle positif de SGI1 dans la formation de biofilms, et plus généralement son implication dans la signalisation cellulaire du Quorum Sensing.

The Pseudomonas aeruginosa VIM-4 metallo-β-lactamase is a member of the subclass B1. It belongs to the VIM-type β-lactamases encoded by genetic mobile element such as class 1 integrons. This particularity enhances the relevance of VIM type enzymes since these enzymes are now disseminated among important nosocomial strains such as Klebsiella pneumoniae and Pseudomonas aeruginosa. In consequence, the study of VIM-4 was performed to determine its kinetic parameters, its 3D structure and the dependence of its activity on Zn2+ concentration. VIM-4 has been described as an efficient enzyme able to hydrolyze all the β-lactam compounds. We observed that VIM-4 activity is dependent on the Zn2+ concentration in the buffer, with a maximal activity obtained at 50 µM. Two different forms of VIM-4 were observed by X-ray crystallography in the presence or absence of Zn2+ in the crystallogenesis buffer. The first form contains two Zn2+ and the second possesses only one Zn2+ in the histidine site. The apoenzyme form was obtained. Its study revealed that this form was poorly stable with a less structured shape. The active form is not restored even in presence of a large Zn2+ excess. In order to determine the Zn2+ stoechiometry in VIM-4, ICPMS (Inductively coupled plasma mass spectrometry) experiments were performed. The results of this study indicated that the mono-zinc form of VIM-4 is favored in absence of Zn2+ ions in the buffer and the di-zinc form appears in the presence of added Zn2+ ions. The dissociation constants of the Zn2+ ions with VIM-4 enzyme were determined using benzylpenicillin. The dissociation constants of the first, the second and the third Zn2+ are respectively KD1 which is clearly below 1 µM, KD2 equal to 8.5 µM and KD3 within a range of 200 to 500 µM. A complementary titration of the free Zn2+ ions from denatured VIM-4 with a chromophore chelating agent seems to confirm this feature as only one Zn2+ could be titrated. Then with no added Zn2+, VIM-4 would be in a mono-zinc form and with a Zn2+ concentration higher than 10 µM, the di-zinc form of VIM-4 would be present. In the last decade, numerous studies have reported an increasing mortality among patients in intensive care due to multiresistant pathogens. These strains are producing at least two different classes of β-lactamases. In the eighties, a strategy of combination of β-lactamase inactivator and β-lactam antibiotics was developed against serine β-lactamases. Some of the members of this family have already developed variants resistant to these inhibitors; however this combination remains efficient. In the case of the MBLs, extensive studies have been performed to find a generic inhibitor. Unfortunately, due to the heterogeneity of this enzyme group, no solution has been found. The development of a metallo-β-lactamase inhibitor, particularly active against acquired MBLs, which are the most relevant enzymes, is thus needed. Our second purpose was the identification of new molecules that could be developed as broad spectrum MBLs inhibitors. We found a new class of compounds, mercaptophosphonates derivatives, which can be used as leads for finding generic MBL inhibitors.