L'utilisation d'enzymes dans différentes applications biotechnologiques et industrielles s'est avérée prometteuse durant les dernières décennies. La laccase est une enzyme qui suscite l'attention, notamment, grâce à sa capacité à dégrader une vaste gamme de polluants présents dans l'environnement, à son apparente stabilité, et au fait qu'elle peut d' [sic] être utilisée dans une variété d'applications comme : les cosmétiques, l'industrie du papier, ou encore le traitement des eaux et la bioremédiation de sols. Il apparaît donc pertinent d'améliorer le potentiel d'utilisation de cette enzyme en augmentant sa stabilité et sa capacité à être réutilisée. À ces fins, plusieurs méthodes l'immobilisation/insolubilisation sous forme de cross-linked enzyme agregates (CLEAs) ou encore la formation d'une structure polymérique autours [sic] des biocatalyseurs se sont avérés efficaces. Cette étude vise à stabiliser la laccase libre et sous forme de CLEAs via la formation de réseau polymérique organique/inorganique formé de chitosane et de silane. Cette technique a permis de 1) stabiliser significativement l'activité enzymatique face aux dénaturants chimiques et thermique [i.e. thermiques]; 2) augmenter la résistance thermique de la laccase et des CLEAs modifiées; 3) augmenter l'efficacité catalytique de la laccase et CLEAs modifiées ainsi que leur affinité pour le substrat utilisé. De plus, les biocatalyseurs formés s'avèrent insolubles ce qui permettrait leur utilisation/réutilisation dans des bioréacteurs opérés en continu.

Depuis les années 1990, les oligomères du chitosane (COS) suscitent un intérêt croissant pour certaines applications biomédicales et alimentaires. Il est possible d'obtenir différents ratios d'oligomères à des degrés de polymérisation (DP) variant de 2 à 8 unités, selon le procédé d'hydrolyse du chitosane employé (chimique ou enzymatique). Il est difficile d'étudier leurs effets tant physiques que biochimiques de façon individuelle car ces oligomères sont difficiles à séparer et jusqu'à maintenant, leur commercialisation est limitée. Tout comme le chitosane, les oligomères possèdent des propriétés de complexation avec des ions métalliques de transition. Plusieurs facteurs interviennent lors de la formation de complexes avec le chitosane, notamment le pH, le degré de polymérisation (DP) ainsi que l'ion métallique. Le travail élaboré dans ce mémoire s'est basé sur l'hypothèse d'une séparation possible d'un mélange de COS (dimère, trimère, tétramère) en faisant intervenir l'affinité avec des ions métalliques en fonction du DP. Nous proposons ainsi une méthode chromatographique basée sur l'affinité entre les ions métalliques cuivre (II) et les groupements amine des oligomères de chitosane. La chromatographie d'affinité sur des ions métalliques immobilisés (IMAC) est déjà appliquée à la purification de biomacromolécules (protéines, ADN). L'adaptation de ce type chromatographique à notre problématique montre un réel intérêt car le développement du système est économique et simple d'utilisation. Des matériaux polyhydroxyliques (Agarose et silice) ont été fonctionnalisés par des groupements de type IMAC. Différentes fonctions chélatantes ont été greffés sur la Sepharose CL-6B (agarose réticulé): l'acide iminodiacétique (IDA), l'acide aspartique carboxyméthylé (CM-Asp) et le tris(carboxymethyl)diamine (TED). Ces matrices ont été caractérisées par FTIR et leurs capacités de rétention de Cu2+ par spectrophotométrie d'adsorption atomique (AAS). Un mélange commercial de COS (dimère, trimère, tétramère) fourni par ISM Biopolymer inc, a été utilisé pour l'étude sur les capacités de rétention. Les différents supports IMAC à base d'agarose (ACL6B) ont montré des quantités de rétention en COS respectivement de 6 mg/cm³, 4 mg/cm³ et 2 mg/cm³ sur les matrices modifiées (ACL6B-IDA, ACL6B-CM-Asp, ACL6B-TED). Les matériaux chromatographiques IMAC ont été employés en mode FPLC (à pression moyenne). Les fractions obtenues ont été analysées par une technique colorimétrique à base d'acide bicinconinique (BCA) et par chromatographie en couche mince avec la détection des oligomères à la ninhydrine. Les résultats sont corrélés avec l'analyse de la population retrouvée des différentes fractions par spectrométrie de masse quadripôle simple. Les oligomères de chitosane ont été partiellement séparés et/ou enrichis (selon la méthode employée) à 95 % pour le dimère, 70 % pour le trimère et 90 % pour le tétramère, avec nos matériaux chélatants obtenus au laboratoire, à base d'agarose réticulée. Ces résultats sont nettement supérieurs à ceux obtenus avec des matériaux chromatographiques commerciaux (Profinity, Chelex-100). Cette nouvelle méthode originale, à base de chromatographie d'affinité IMAC, offre des possibilités de diversification d'applications des COS et pourrait permettre de diminuer les coûts de revient lors de leur préparation à l'échelle industrielle. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Chitosane, Chitooligosaccharide (COS), Chromatographie d'affinité sur ions métalliques immobilisés (IMAC).

Reproduction de : Thèse doct. : Chimie des matériaux : Reims : 2006. / Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. f. 123-142.

Thèse de doctorat : Sciences chimiques. Chimie organique : Bordeaux 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

La chitine est l’un des biopolymères les plus abondants dans la biomasse. Son principal dérivé industriel est le chitosane. Ces deux polysaccharides présentent un intérêt croissant en raison de leurs nombreuses propriétés physico-chimiques et biologiques remarquables. Leur utilisation en tant que matériaux est potentiellement intéressante dans de nombreux domaines tels que la pharmacie, la médecine, l’industrie alimentaire et l'agriculture. Malgré de nombreuses avancées dans les méthodes chimiques de production de la chitine et du chitosane, l'utilisation de solutions concentrées d'acides et de bases alcalines présente le désavantage de générer de grandes quantités d’effluents toxiques. Récemment, des méthodes d'extraction de la chitine par biotechnologie ont été proposées comme une alternative aux méthodes chimiques. Dans ce contexte, l'objectif principal de ce travail a été de développer un procédé biotechnologique d’extraction de la chitine à partir de carapaces de crustacés à l’aide de bactéries lactiques et d’enzymes. A cette fin, les facteurs influençant les réactions mises en jeu au cours de l’extraction, telles que la déminéralisation, la déprotéinisation et la N-désacétylation ont été étudiés en considérant les caractéristiques physico-chimiques des chitines et chitosanes ainsi obtenus. Ces caractéristiques sont principalement les masses molaires moyennes et le degré de N-acétylation. Ce travail s’est également intéressé à la valorisation des sous-produits d’extraction (protéines, pigments…) et aux applications potentielles des différents chitosanes préparés, notamment comme agents fongistatiques. / The chitin is one of the most abundant biopolymers in biomass. Its main industrial derivative is the chitosan. These two polysaccharides present an increasing interest thanks to their various interesting physicochemical and biological properties. Their potential applications concern diverse fields as the pharmacy, medicine, food industry and agriculture. Despite numerous advances in methods for the chemical production of chitin and chitosan, the use of concentrated solutions of acids and alkaline bases presents the disadvantage to generate large amounts of toxic wastes. Recently, biotechnological methods of chitin extractions have been proposed as an alternative to chemical methods. In this context, the main objective of this work was to develop a biotechnological process for the extraction of chitin from crustacean shells using lactic acid bacteria and enzymes. For this purpose, factors influencing reactions involved in the extraction, i.e. the demineralization, deproteinization and N-deacetylation, were studied considering the physicochemical characteristics (molecular weight and degree of N-acetylation) of chitin and chitosan produced. The recovery of extraction side products such as proteins and pigments has also been considered in this project, as well as the evaluation of various chitosans prepared by this process as fungistatic agents.

Les deux objectifs principaux de ce projet étaient d’étudier la mobilité électrophorétique d’oligomères de chitosane et d’appliquer les résultats pour les séparer dans un système d’électrodialyse avec membrane d’ultrafiltration (EDUF). Le premier sous-objectif a été d’étudier les mobilités électrophorétiques de standards de D-glucosamine et d’oligomères de chitosane (dimère, trimère, tétramère, pentamère et hexamère) en milieu dilué dans différentes conditions de pH, de sels et de forces ioniques ajoutées. Une gamme de pH allant de 3 à 9 a été étudiée. Deux sels; NaCl et KCl, ont été utilisés aux valeurs de forces ioniques de 0.01, 0.05 et 0.1 mole/L. Les mêmes mesures ont été réalisées dans l’eau déionisée sans ajout de sel, représentant le milieu sans force ionique ajoutée. La mobilité électrophorétique diminuait avec l’augmentation du pH et de la force ionique. Les plus hautes valeurs de mobilité ont été enregistrées dans l’eau. Le dimère a été le plus mobile. À partir du degré de polymérisation (DP) de 3 correspondant au trimère, aucune différence n’a été enregistrée entre les mobilités des oligomères. Le deuxième sous-objectif a été d’étudier la mobilité électrophorétique d’un mélange typique d’oligomères de chitosane composé de dimère, trimère et tétramère. L’effet de la concentration sur la mobilité électrophorétique du mélange a été étudiée. Des valeurs de pH variant de 2 à 12 dans l’eau et dans du NaCl aux forces ioniques ajoutées de 0.01, 0.05 et 0.1 M ont été étudiées. Les plus hautes mobilités électrophorétiques ont été enregistrées dans l’eau sans ajout de sel aux pH 2 et 3 avec une valeur moyenne de 2.009 ± 0.105 x 10-6 m2/V.s. Aux pH 4, 5 et 6, la mobilité électrophorétique a été stable avec une moyenne de 1.225 ± 0.051 x 10-6 m2/V.s. En augmentant le pH, la mobilité des oligomères diminuait en raison de la déprotonation de la fonction amine. Suite à ces études fondamentales, le troisième sous-objectif a été d’étudier l’effet du seuil de coupure des membranes d’ultrafiltration (500, 1000, 5000, 10000 et 20000 Da) lors de la séparation des oligomères de chitosane et correspondant à un produit industriel. Le seuil de coupure de la membrane avait un effet significatif sur le taux d’électromigration de chaque oligomère, ainsi que sur la possibilité de les séparer. Après 4h de traitement, le taux d’électromigration du dimère a été le plus élevé avec des valeurs allant de 5.71 ± 0.95% avec une membrane 1000 Da jusqu’à 14.45 ± 1.43% avec une membrane de 20000 Da. Suite au troisième sous-objectif, une membrane d’ultrafiltration de 10000 Da a été sélectionnée pour la suite du projet. Ce choix a été basé sur le fait que cette membrane a montré une rétention du tetramère pendant deux heures de traitement et a laissé passer tous les oligomères par la suite. Le quatrième sous-objectif a été d’étudier l’effet du pH sur le taux d’électromigration des oligomères et la possibilité de leur séparation avec la membrane de 10000 Da. Le pH a eu un effet significatif sur le taux d’électromigration et la possibilité de séparation des oligomères. Après 4h de traitement, le taux d’électromigration du dimère a atteint des valeurs de 11.50 ± 4.33, 10.61 ± 0.21, 8.30 ± 0.0.34 et 5.52 ± 0.38% aux pH 4, 5, 6 et 7, respectivement. Le trimère a migré en même temps que le dimère mais avec des taux d’électromigration inférieurs. Le tétramère a migré uniquement après 3 et 4 h à pH 4 et 5, respectivement et n’a pas migré aux pH 6 et 7. Aux pH 8 et 9, aucune électromigration n’a été observée. Finalement, le cinquième sous-objectif a été d’étudier l’effet du champ électrique (2.5, 5 et 10 V/cm, correspondant aux différences de potentiel de 5, 10 et 20 V, respectivement) appliqué au système d’électrodialyse avec membrane d’ultrafiltration et des vitesses de circulation des solutions (2.77, 8.33 et 13.88 cm/s correspondant à 100, 300 et 500 mL/min) sur le taux d’électromigration et la séparation des oligomères. Le champ électrique a eu un effet significatif à la fois sur le taux d’électromigration des oligomères de chitosane et sur la possibilité de les séparer. À 2.5 V/cm, il a été possible d’obtenir une solution composée uniquement du dimère et du trimère après 2 h de traitement. Le dimère ayant un taux d’électromigration de 10.20 ± 3.04% et le trimère de 8.52 ± 1.66%. Avec des champs électriques de 5 et 10 V/cm, aucune séparation possible n’a été observée. / The aim of this project was to study the electrophoretic mobility of chitosan oligomers and to apply the results to separate them in an electrodialysis with ultrafiltration membrane (EDUF) system. The first sub-objective was to study the electrophoretic mobilities of D-glucosamine and chitosan oligomers (dimer, trimer, tetramer, pentamer and hexamer) under various conditions of pH, salts and added ionic strengths. pH values from 3 to 9 and ionic strength of 0.01, 0.05 and 0.1 M of NaCl and KCl were studied. The same measurements were carried out in deionised water as a medium without any added ionic strength. Chitosan oligomer electrophoretic mobility decreased by increasing pH and ionic strength. The highest values were recorded in water followed by those in NaCl or KCl with an ionic strength of 0.01 M. The lowest values were recorded at an ionic strength of 0.05 and 0.1 M. The dimer was the most mobile oligomer followed by the monomer. No difference was observed between the mobilities of the oligomers with degree of polymerisation (DP) of 3 and more. The second sub-objective consisted to study the electrophoretic mobility of chitosan oligomer mixture composed by dimers, trimers and tetramers at different concentrations. pH values from 2 up to 12, added ionic strength of 0.01, 0.05 and 0.1 M of NaCl were studied. Electrophoretic mobility was also carried out in water as medium with zero added ionic strength. At a concentration of 3%, the chitosan oligomer mixture showed the highest electrophoretic mobility at pH 2 and 3 with an average value of 2.009 ± 0.105 x 10-6 m2/V.s. At pH 4, 5 and 6, the electrophoretic mobility was stable with an average value of 1.225 ± 0.051 x 10-6 m2/V.s. By increasing the pH, electrophoretic mobility decreased because of the deprotonation phenomenon of the amine group. By decreasing the concentration, the electrophoretic mobility decreased. Following these fundamental studies, the separation by an electrodialysis with ultrafiltration membrane (EDUF) system of a chitosan oligomer mixture was studied. The third sub-objective was to study the effect of ultrafiltration membrane molecular weight cut-offs on chitosan oligomers electromigration rates and kinetics. Five cellulose ester ultrafiltration membranes of 500, 1000, 5000, 10000 and 20000 Da MWCO were used. The membrane molecular weight cut-off had a significant effect on the electromigration rate of each chitosan oligomer, as well as on the possibility of their separation. The dimer showed the highest electromigration rates with average values which varied from 5.71 ± 0.95% up to 14.45 ± 1.43% with 1000 and 20000 Da MWCO UF-membranes, respectively. The effect of the processing time and the oligomers chain length was interpreted. Following this objective, an UF-membrane of 10000 Da MWCO was selected for the future objectives. The fourth sub-objective was to study the effect of the pH on the electromigration rate of the studied oligomers and their kinetics. pH 4 and solution flow velocity of 0.5 cm/s (300 mL/min) were used. pH had a significant effect on the electromigration rate of the oligomers and the possibility of their separation. After 4h of treatment, the dimer showed the highest electromigration rates with mean values of 11.50 ± 4.33, 10.61 ± 0.21, 8.30 ± 0.34 and 5.52 ± 0.38% at pH values of 4, 5, 6 and 7, respectively. Trimer electromigration rates were lower than that of the dimer. Between pH 4 and 7, it migrated with mean values of 8.52 ± 1.45 and 0.83 ± 0.43%, respectively. The effect of the processing time, electrophoretic mobility and oligomers chain length were interpreted. It was possible to obtain a fraction composed by the dimer and trimer at pH 4 and 5 until 2 and 3h, respectively. At pH 6, the tetramer did not migrate during the 4h of treatment. At pH 7, it was possible to obtain dimer pure fraction until 2h of treatment. No electromigration was observed at pH 8 and 9. In the fifth sub-objective, the effect of the applied external electric field (2.5, 5 and 10 V/cm, corresponding to an applied volatage of 5, 10 and 20 V, respectively) to the electrodialysis with ultrafiltration membrane (EDUF) system and solution flow velocity (2.77, 8.33 and 13.88 cm/s corresponding to flow rates of 100, 300 and 500 mL/min, respectively) on the electromigration rate and kinetics of the oligomers were studied. The solution flow velocity did not show any effect on the electromigration rate of the oligomers whereas the applied electric field strength had a significant effect on both electromigration rate and separation of the studied oligomers. At 2.5 V/cm, it was possible to obtain a solution composed only by the dimer and trimer until 2 h of treatment. Using and electric field strength of 2.5 V/cm, the dimer migrated with an average rate of 10.20 ± 3.04% and the trimer with an average value of 8.52 ± 1.66%. By increasing the electric field strength up to 5 and 10 V/cm (voltage of 10 and 20 V, respectively), there was no separation of the studied chitosan oligomers.

Les actinomycètes sont des microorganismes majoritairement retrouvés dans le sol et reconnus comme étant de grands producteurs de métabolites secondaires et enzymes extracellulaires. Parmi ces enzymes extracellulaires, nous retrouvons la chitosanase qui est apte à hydrolyser le chitosane, un bio-polymère formé majoritairement de D-glucosamine. Étant donné les nombreuses applications du chitosane, celui-ci est produit de façon industrielle par désacétylation de la chitine provenant de l'exosquelette de crustacés. La chitosanase est ensuite utilisée pour produire du chitosane de différents poids moléculaires. La majorité des études portant sur les chitosanases concernent leurs propriétés biochimiques et les relations entre leur structure et leur fonction enzymatique. Aucune étude publiée n'a été portée sur leur régulation génique, ce qui apporterait de nouvelles connaissances fondamentales pouvant améliorer entre autres le rendement de production de l'enzyme.Les chitosanases d'actinomycètes les plus étudiées sont celles de Streptomyces sp. N174 (CsnN 174) et de Kitasatospora sp. N106 (CsnN106). La production endogène de ces enzymes en comparaison avec la production en contexte hétérologue chez Streptomyces lividans , a permis d'émettre comme hypothèse que la production de la chitosanase CsnN106 serait régulée au niveau de la transcription. Notre première étude a donc porté sur la régulation génique de cette chitosanase en contexte endogène. Deux interactions régulatrices ont été repérées au niveau de la séquence promotrice de csnN106 .L'interaction impliquée à la séquence palindromique retrouvée en amont de csnN106 a été caractérisée plus en détails.L'emplacement précis de l'interaction et son activité en présence de molécules inductrices ont été déterminés. La caractérisation a été poursuivie par la détermination de l'importance de chaque paire de base du palindrome sur l'activité de liaison protéine-ADN. Par la suite, nous avons dû changer de stratégie d'étude puisque la purification complète des régulateurs de transcription impliqués dans ces interactions s'avérait impossible à partir d'extraits cellulaires de Kitasatospora sp. N106. Nous avons donc réalisé une recherche informatique sur la présence de boîtes palindromiques homologues à celle de csnN10 6 dans les séquences publiées et génomes actinobactériens séquences (Streptomyces coelicolor A3(2) et Streptomyces avermitilis MA-4680). Mis à part la présence de cette boîte palindromique en amont d'autres gènes codant pour des chitosanases, cette séquence a été retrouvée en amont d'un gène codant pour un régulateur de transcription de la famille ROK chez S. coelicolor et S. avermitilis . Nous avons émis l'hypothèse que le régulateur de transcription produit par ces gènes homologues, était responsable de la régulation de la transcription de gènes de chitosanases. Nous avons décidé d'étudier le gène homologue ( csnR ) et son produit protéique chez S. lividans étant donné l'utilisation de ce microorganisme pour la production hétérologue de protéines et son lien de parenté étroit avec S. coelicolor . Notre deuxième étude présente la caractérisation de CsnR par des expérimentations in vitro utilisant la protéine purifiée. De plus, une souche délétée pour le gène csnR a été utilisée pour effectuer d'autres expérimentations in vivo .Les résultats obtenus ont démontré que ce régulateur de transcription est un répresseur agissant au niveau de la boîte palindromique homologue à csnN106 qui est retrouvée chez S. lividans en amont du gène csnA , codant pour une chitosanase, et en amont du gène csnR . Notre troisième étude porte sur le mécanisme de régulation génique de csnN106 en contexte hétérologue chez S. lividans .L'utilisation de la souche délétée pour csnR a permis de démontrer que csnN106 est aussi régulé négativement par CsnR. Cette souche, ayant été transformée avec un vecteur intégratif ayant csnN106 mutée à sa boîte palindromique, a permis d'élaborer un milieu de production de chitosanase sans ajout de molécules inductrices tel que du chitosane ou ses dérivés. Ce nouveau système de production est aussi efficace que le système utilisé soit S. lividans ayant csnN106 sur un vecteur à haut nombre de copies en combinaison avec un milieu de production plus onéreux, contenant du chitosane et de la D-glucosamine.Les trois études présentées forment un premier bloc de nouvelles connaissances sur la régulation génique des chitosanases. Le mécanisme de répression de la transcription par CsnR au niveau de gènes de chitosanases possédant la boîte palindromique au niveau de leur promoteur semble un mécanisme répandu chez les actinomycètes étant donné la présence de cette boîte et de gènes homologues à csnR dans le génome de plusieurs actinomycètes.

La présence de phosphore dans les eaux comporte des risques pour la faune aquatique et la santé humaine. Ainsi, ce projet de recherche aborde cette problématique sur le traitement des eaux usées. En effet, il s’intègre dans La Stratégie pancanadienne sur la gestion des effluents d'eaux usées municipales du Conseil canadien des ministres de l’Environnement. Cette stratégie vise la diminution de la toxicité des rejets d’eaux usées, ce qui englobe les rejets de phosphore dans certains cas. Afin de remédier à ce problème, plusieurs techniques ont été développées, dont l’adsorption qui présente de nombreux avantages et peut être réalisée avec plusieurs types de matériaux, dont les biomatériaux. Cette étude est orientée vers la recherche de nouveaux matériaux adsorbant à base de biopolymère, à savoir le chitosane. Ce projet vise le traitement du phosphate par adsorption à l’aide d’hydrogel de chitosane microsphérique (HCM) pour déterminer l’efficacité de ce dernier. Les HCM ont été préparés par une méthode séquentielle consistant en la pulvérisation d’une solution de chitosane solubilisée suivi d’un processus de gélification. La caractérisation des HCM ont été fait par la distribution de taille et le potentiel zêta. Des essais en cuvée ont été effectués avec des microbilles de chitosane afin de déterminer la cinétique d’adsorption de ce processus. L’équilibre d’adsorption a été atteint en 30 minutes et le modèle représentant le mieux le phénomène cinétique d’adsorption est de pseudo-deuxième ordre. Dans ce processus d’élimination du phosphate, plusieurs facteurs influencent l’efficacité du traitement, dont la concentration initiale des anions phosphates, la concentration en adsorbant, le pH et la température de la solution. L’analyse du coefficient de distribution du phosphate sur les HCM démontre que l’adsorption est plus efficace dans des solutions peu concentrées (dont la concentration initiale est inférieure à 50 ppm de phosphate) et que le pH favorisant l’adsorption était de l’ordre de 6.5. Selon le modèle de Boyd, le taux d'adsorption est contrôlé par la diffusion dans la couche limite. Langmuir, Freundlich et Dubinin-Radushkhevic (D-R) ont été appliqués comme modèles d’adsorption pour décrire les isothermes et les résultats ont démontré une corrélation significative avec le modèle de Freundlich (R[indice supérieur 2] = 0,975). Les valeurs moyennes d'énergie libre obtenues avec le modèle D-R dévoilent que la sorption était de nature physique. Les variations d’énergie libre de Gibbs (ΔG) et d’enthalpie (ΔH) ont démontré le caractère spontané et exothermique de la réaction. Tandis que la valeur négative de ΔS indique une diminution de la variation l'entropie.

La mammite bovine est l’inflammation des tissus internes de la glande mammaire des vaches laitières. Elle est la plupart du temps causée par l’intrusion d’agents pathogènes dans le canal du trayon de la glande mammaire causant ainsi une infection intramammaire (IIM). La mammite engendre des pertes économiques importantes pour l’industrie laitière en raison de la faible production du lait, des coûts de traitements élevés, la présence de résidus d’antibiotiques dans le lait suite à leur utilisation, le rejet de lait non destiné à la consommation et les faibles taux de rendement pendant la transformation du lait en divers produits laitiers. Le développement de l’inflammation est souvent associé au degré d’exposition des glandes mammaires aux pathogènes. Staphylococcus aureus est le pathogène le plus souvent responsable de la mammite bovine au Canada. Il est capable de causer des infections intramammaires persistantes sous-cliniques souvent réfractaires à l’antibiothérapie. En outre, le biofilm représente un facteur de virulence clé dans la persistance de S. aureus pendant la mammite, car il augmente la résistance des bactéries contre les antibiotiques grâce à la matrice extracellulaire qui recouvre et protège la communauté. Le biofilm représente donc, une problématique majeure de l’industrie laitière et le besoin de nouveaux outils thérapeutiques alternatifs adressant ce facteur de virulence est très urgent. Le chitosane est une molécule naturelle extraite de la carapace des crustacés. Elle est exploitée pour de multiples applications biologiques, y compris certaines activités antibiofilm. Dans cette étude, nous avons démontré que les formes de 2,6 kDa et 4 kDa empêchaient la production de biofilm des souches : S. aureus 2117 (forte productrice du biofilm) et le SARM bovin (S. aureus résistant à la méthicilline). Chez la souris, l’administration d’un chitosane de 2,6 kDa n’a démontré aucun effet inflammatoire comparativement au 4 kDa. Les tests de bactéricidie ont démontré que le 2,6 kDa était capable de tuer les bactéries incorporées dans les biofilms préformés d'une manière dose-réponse avec une réduction de > 3 log[indice inférieur 10] CFU / biofilm à la concentration de 4 mg / ml. En culture cellulaire, nous avons observé que le chitosane de 2,6 kDa pouvait empêcher la persistance du SARM bovin dans les cellules épithéliales bovines MAC-T. Les tests de combinaison sur plaque ont révélé que le 2,6 kDa produit une synergie avec les antibiotiques de la classe des macrolides (par exemple, la tilmicosine) contre S. aureus, en réduisant la CMI des deux molécules par 2-8 fois. Finalement, l'administration intramammaire de 2,6 kDa, seul (p <0,01) ou en combinaison avec la tilmicosine (p <0,0001), a réduit la colonisation de S. aureus dans les glandes mammaires de notre modèle de mammite aigu murin.

Thèse de doctorat : Procédés biotechnologiques et alimentaires : INPL : 2009. / Titre provenant de l'écran-titre.