Les carbapénèmes sont des antibiotiques de la famille des β-lactamines utilisées en dernier recours à cause de leur stabilité vis-à-vis de la plupart des mécanismes de résistance. Cependant, on assiste chez les entérobactéries à l’émergence de carbapénèmases capables d’inactiver ces molécules. Les objectives de ce travail étaient d’explorer l’émergence de ces mécanismes de résistance dans des entérobactéries isolées au Nord Liban entre 2008 et 2012, d’analyser leur support génétique, ainsi que le fond génétique et la pathogénicité des souches porteuses. Nous avons observé une augmentation d’un facteur quatre de la prévalence des entérobactéries de sensibilité diminuée ou résistantes aux carbapénèmes dans les prélèvements cliniques hospitaliers entre 2008 et 2012. Un portage intestinal a été également observé chez 1,5% des individus dans une population d’enfants issus de la communauté. Le phénotype de résistance observé était lié à la production de la carbapénèmase OXA-48. Bien que sept espèces productrices ont été identifiées, la plupart des isolats étaient des souches non-redondantes appartenant aux espèces K. pneumoniae et surtout E. coli. Le vecteur de la diffusion de OXA-48 dans ces bactéries était trois plasmides du groupe d’incompatibilité IncL/M de 49 kb, 63 kb et 84 kb. Cependant, 67% des souches E. coli portaient le gène codant OXA-48 (blaOXA-48) sur le chromosome. La caractérisation des supports génétiques par des approches de séquençage à haut débit a montré qu’ils étaient apparentés et le produit de remaniements génétiques impliquant le transposon Tn21-like, la séquence d'insertion IS1R ou un nouveau transposon composite appelé Tn6237. L’insertion chromosomique de blaOXA-48 résultait de la transposition de Tn6237 qui est capable de transférer un fragment plasmidique de 20 kb dans différents sites du chromosome de E. coli. Les souches K. pneumoniae produisant OXA-48 n’appartenaient pas aux génotypes capsulaires hautement virulents K1 et K2, mais portaient des facteurs identifiées pour favoriser la virulence ou la colonisation de l’hôte. OXA-48 a été observée dans tous les phylogroupes de E. coli, y compris les phylogroupes B2 et D connus pour contenir les souches pathogènes extra-intestinales. Une souche se distinguait par une accumulation sans précédent de huit îlots de pathogénicité. Cette souche induisait une létalité inhabituellement élevée dans un modèle murin de sepsis. En conclusion, l’acquisition du gène blaOXA-48 est donc liée à la diffusion de plasmides apparentés, qui sont marqués par une plasticité conduisant à une localisation chromosomique du gène pouvant favoriser sa persistance. Elle conduit à une diffusion multi-clonale de souches K. pneumoniae et surtout E. coli potentiellement hautement virulentes. Cette association entre de l’espèce E. coli et la carbapénèmase OXA-48 est inquiétante, car E. coli constitue à la fois un réservoir dont la taille peut être considérable et un pathogène responsable d’infections fréquentes pouvant parfois mettre en jeu le pronostic vital. / In the β-lactam family, carbapenems are the most effective antimicrobial agents used as a last resort due to their stability toward most resistance mechanisms. However, we recently observed the emergence of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae. The aim of the present study consisted to explore (i) the epidemiological situation of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae isolated in North Lebanon between 2008 and 2012, (ii) the identification of the resistance mechanisms, and (iii) the characterization of pathogenicity and genetic background of the corresponding strains. We observed a 4-fold increase in the prevalence of Enterobacteriaceae exhibiting decreased susceptibility or resistance to carbapenems in the clinical isolates collected at hospital during 2008-2012. The prevalence of fecal carriage of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae was estimated to 1.5% in healthy children of the community. OXA-48 was the only carbapenemase identified among non-redundant isolates which spread to seven species. E. coli and K. pneumoniae were the main represented species. The OXA-48-encoding gene (blaOXA-48) was carried by three novel IncL/M plasmids of 49 kb, 63 kb and 84 kb. However, 67% of E. coli strains encoded blaOXA-48 chromosome-mediated. The sequencing of the previously mentioned genetic structures by high -throughput approaches showed that they are the product of genetic rearrangements involving the Tn21-like transposon, the insertion sequence IS1R and a novel composite transposon designed Tn6237. The chromosomal insertion of blaOXA-48 was due to the acquisition of element Tn6237 leading consequently to the transposition of 20 kb plasmid fragment into different sites of E. coli chromosome. The pathogenicity profile of K. pneumoniae strains showed that they did not belong to highly virulent capsular genotypes K1 and K2, but harbored factors promoting virulence and host colonization. E. coli isolates belonged to different phylogroups, including phylogroups B2 and D known to contain the extra-intestinal pathogenic strains. An E. coli strain was characterized by a broad accumulation of pathogenicity islands (n=8). In addition, this strain induced an unusually high lethality in a mouse model of sepsis. In conclusion, the acquisition of the blaOXA-48 gene is linked to the spread of related IncL/M plasmids, which are marked by a plasticity leading to a chromosomal location of blaOXA-48 and probably promoting its persistence. It leads to a multiclonal diffusion of K. pneumoniae and especially E. coli potentially highly virulent. This association between E. coli and the carbapenemase OXA-48 is worrying because E. coli represent a putative important reservoir and a pathogen agent responsible for frequent infections that can be a life threatening.

Les carbapénèmes constituent le traitement de dernier recours des infections associées à des germes multirésistants producteurs de -lactamases à spectre étendu. Les entérobactéries ont cependant développé des mécanismes de résistance à l’encontre de cette classe d’antibiotiques, notamment par la production de carbapénèmases. La carbapénèmase OXA-48 a rapidement disséminé en Europe et dans le pays du pourtour méditerranéen depuis 2010. Les objectifs de ce travail ont englobé, dans une première partie, la caractérisation de trois variants de la carbapénèmase OXA-48, possédant chacun des particularités phénotypiques ou génétiques. Nous nous sommes ensuite intéressés à l’épidémiologie de la carbapénèmase OXA-48 afin de comprendre ses mécanismes de dissémination puis à la variabilité de son environnement génétique. Le dernier objectif était de déterminer les facteurs génétiques à l’origine de la dissémination de la carbapénèmase OXA-48. Nous avons ainsi montré que les carbapénèmases de type OXA-48 bénéficient de tous les éléments moléculaires pour assurer leur succès : mobilisation par un transposon actif pour certains variants, transfert efficace de plasmides et dissémination clonale de souches. / Carbapenems are often the last therapeutic option for treating infections involving multiresistant ESBL-producing bacteria. Nevertheless, enterobacteria have developped resistance mechanisms toward this class of antibiotics, including carbapenemases production. Carbapenemase OXA-48 has rapidly spread throughout Europe and various countries of Mediterranean area since 2010. The aim of this work was first to characterize three variants of the carbapenemase OXA-48, each possessing phenotypic or genetic characteristics. We focused on the epidemiology of carbapenemase OXA-48 in order to understand the mechanisms of its dissemination and on the variability of its genetic environment. The last objective was to determine the genetic factors responsible for the spread of carbapenemase OXA-48. We have shown that the OXA-48-type carbapenemases possess all the molecular elements to ensure its success: mobilization by an active transposon for some variants, efficient transfer of plasmids and clonal spread of strains.

Des contaminations par Enterobacter gergoviae, dans les formulations cosmétiques diverses soulèvent le problème de la résistance bactérienne aux biocides. J'ai pu mettre en évidence, que certains épisodes de contaminations apparus au sein de l'entreprise partenaire, étaient dus à un même isolat persistant suite à un système de conservation/désinfection inefficace. Aux concentrations maximales autorisées par la commission européenne, les conservateurs ont des effets bactériostatiques mais ne présentent pas d'effets synergiques en association. Par conséquent, l'adaptation aux produits cosmétiques est favorisée. Divers mécanismes de résistance peuvent être mis en place par E. gergoviae : enzymatique (synthèse de peroxyredoxine), modifications de l'enveloppe (expression d'appendices externes : flagelles ou fimbriae/pili), modification de la mobilité, et formation de biofilms. L'apparition de ces mécanismes a aussi favorisé les résistances croisées conservateurs /désinfectants-détergents. / Contaminations by Enterobacter gergoviae in various cosmetic formulations raise the problem of bacterial resistance to biocides of the species, which represent the third source of cosmetics bacterial contaminations. The collaborative cosmetic company was concerned by unrelated contaminations but some contamination events were due to persistence of isolates in internal system process, despite disinfection protocols and use of preservatives. At the maximum levels allowed by the European Commission, preservatives tested have bacteriostatic effects and do not exhibit synergistic effects in combination. Therefore, adaptation in cosmetics is facilitated. Various resistance mechanisms can be implemented by E. gergoviae: Enzymatic (peroxyredoxin synthesis), changes in the envelope (expression of external appendages: flagella or fimbriae/pili), changes in mobility and biofilm formation. The appearance of such mechanisms has also promoted a cross-resistance conservative / disinfectant - detergent.

Les taux de multi-résistance aux antibiotiques chez les entérobactéries sont croissants en milieu hospitalier en Tunisie. Cette évolution remet notamment en cause l'efficacité de certaines molécules d'importance clinique majeure telles que les ß-lactamines.Par ailleurs, la résistance aux ß-lactamines n'est pas restreinte aux bactéries responsables d'infections humaines, elleest également rencontrée chez les bactéries issues du milieu vétérinaire. C'est dans ce cadre que s'est inscrit ce travail de thèse, qui avait pour objectif d'identifier les mécanismes de résistance aux céphalosporines de dernière génération chez des souches bactériennes isolées des deux contextes (humain et animal), et de faire une caractérisation moléculaire des plasmides responsables dans le but de contribuer à une meilleure connaissance de l'épidémiologie comparée Homme/animal.La caractérisation génotypique a montré que, dans les deux contextes, l'enzyme CTX-M est largement dominante parmi les?-lactamases à spectre étendu (BLSE) identifiées. Plus spécifiquement, le plasmide CTX-M-1/IncI1/ST3, déjà bien implanté chez l'animal en Europe, est également très prévalent chez l'animal en Tunisie, qu'il s'agisse d'animaux de production ou de compagnie. Chez l'Homme, les souches hospitalières de K. pneumoniaeproduisent principalement l'enzyme CTX-M-15, dont le gène codant est porté par des plasmides de type IncFII.Egalement, une carbapénémase très récemment décrite (OXA-204) a été identifiée dans notre hôpital, associée à un plasmide du type IncA/C. Des gènes de résistance plasmidique aux fluoroquinolones ont également été décrits.Ces résultats d'épidémiologie moléculaire sont essentiels pour une meilleure compréhension des risques de transmission croisée entre l'Homme et l'animal, ainsi qu'entre différents contextes de soins (communauté et hôpital) en Tunisie / Multidrug resistance in Enterobacteriaceae is rising up dramatically at hospital in Tunisia. Such an evolution impairs the clinical efficacy of antibiotics for humans, in particular of the widely used ß-lactams.On the other hand, resistance to ß-lactamsis not restricted to bacteria affecting humans but has also been abundantly recognized in bacteria isolated in veterinary medicine. The aimof this thesis was to identify the resistance mechanisms to broad-spectrum cephalosporins in bacteria isolated from humans and animals and to fully characterize the plasmids carrying those genes in order to contribute to a better knowledge of the molecular epidemiology of resistance in both contexts.Genotypic characterization showed that the CTX-M was the Extended-Spectrum Beta-Lactamases (ESBL) dominant type in both cases. In particular, the CTX-M-1/IncI1/ST3 plasmid, which was already found to circulate in animals in Europe, was also found very prevalent both in food- and companion animals in Tunisia. On the other hand, in humans at hospital, we highlighted the dominance ofK. pneumoniaeisolates producing CTX-M-15 associated with the spread of IncFIIk-type plasmids. We also reported the recently described blaOXA-204carbapenemasegene located on an IncA/C-type plasmid. In addition, plasmid-mediated fluoroquinolone resistance genes were reported.Those data are essential for a better understanding of the comparative molecular epidemiology of resistance to ß-lactams (in particular to broad-spectrum cephalosporins) in Tunisia in order to accurately assess the risk of inter-transmission between humans and animals

Les entérobactéries productrices de carbapénèmases peuvent être responsables d’impasses thérapeutiques puisque ces souches sont multirésistantes aux antibiotiques. La colistine, un antibiotique de la famille des polymyxines, fait partie des molécules de derniers recours potentiellement utilisables pour le traitement des patients infectés par ces souches. Son utilisation est ainsi en augmentation constante mais des résistances émergent.Ce travail a contribué à l’amélioration du diagnostic de la résistance à la colistine par le développement de deux nouveaux outils diagnostiques : un test rapide, le Rapid Polymyxin NP test et un milieu de culture sélectif, la gélose SuperPolymyxin. Il a permis d’identifier de nouvelles mutations chromosomiques au sein des gènes pmrA, pmrB, phoP, phoQ, mgrB et crrB responsables de l’acquisition de résistances et d’hétérorésistance à la colistine chez K. pneumoniae et K. oxytoca. Il a révélé que les mutations chromosomiques et les résistances plasmidiques étaient additionnelles et pouvaient entraîner l’acquisition d’un haut niveau de résistance à la colistine chez E. coli. Il a permis d’identifier une épidémie de souches de K. pneumoniae productrices de la carbapénèmase OXA-48 et résistantes à la colistine en France en 2014. Il a démontré que Hafnia était un genre d’entérobactéries présentant une résistance naturelle de bas niveau à la colistine. Enfin, il a permis de proposer une option thérapeutique, le ceftazidime/avibactam en association ou non avec l’aztréonam, pour traiter les patients infectés par les souches de K. pneumoniae productrices de carbapénèmases et résistantes à la colistine.Ce travail a ainsi contribué à améliorer les connaissances sur la résistance à la colistine chez les BGN au niveau du diagnostic, des mécanismes de résistance acquis, des résistances naturelles, et de l’épidémiologie et a permis de proposer des combinaisons d’antibiotiques actives in vitro sur les souches de K. pneumoniae productrices de carbapénèmases et résistantes à la colistine. / Carbapenemase-producing Enterobacteriaceae may be responsible for therapeutic impasses since these strains are multidrug-resistant. Colistin, an antibiotic of the polymyxin family, is one of the last-resort molecules potentially usable for the treatment of patients infected with these strains. Its use is thus constantly increasing but resistances emerge.This work contributed to improve the diagnosis of colistin resistance by developing two new diagnostic tools: a rapid test, the Rapid Polymyxin NP test and a selective culture medium, the SuperPolymyxin agar. It identified new chromosomal mutations within the pmrA, pmrB, phoP, phoQ, mgrB and crrB genes responsible for the acquisition of colistin resistance and heteroresistance in K. pneumoniae and K. oxytoca. It revealed that chromosomal mutations and plasmid resistance were additional and could lead to the acquisition of a high level of colistin resistance in E. coli. It identified an outbreak caused by colistin-resistant OXA-48-producing K. pneumoniae strains in France in 2014. It demonstrated that Hafnia was a genus of enterobacteria with low-level intrinsic resistance to colistin. Finally, it suggested a therapeutic option, the ceftazidime / avibactam in combination or not with aztreonam, to treat patients infected with colistin-resistant and carbapenemase-producing K. pneumoniae.This work has significantly contributed to improve the knowledge of colistin resistance in Gram negatives in diagnostic, in characterization of acquired or intrinsic resistance mechanisms, and in epidemiology.

Chez les bactéries à Gram-négatif, l’imperméabilité de la membrane externe est un facteur majeur contribuant au développement de la résistance. Chez Escherichia coli, les porines OmpF et OmpC sont des protéines de la membrane externe qui forment des canaux pour la diffusion de petites molécules hydrophiles tels que les antibiotiques. L’expression des porines est soumise à une régulation fine, et des petits ARN non-codants (sRNAs, small RNAs) jouent un rôle important au niveau post-transcriptionnel. Dans ce cadre, et en utilisant E. coli comme bactérie modèle, les objectifs de mon travail de thèse étaient : (1) de caractériser la régulation du sRNA MicC et la co-régulation putative de la porine quiescente OmpN; (2) d’examiner l'effet global de MicC sur le transcriptome; (3) d’analyser l'impact de l'expression de MicC sur la sensibilité aux antibiotiques. Les résultats obtenus montrent l’induction de MicC en présence d'antibiotiques de la famille des β-lactamines, ou en l’absence du facteur sigma de réponse au stress de l’enveloppe sigmaE. Ces mêmes conditions activent aussi l'activité d'une fusion ompN-lacZ, indiquant une régulation transcriptionnelle commune de micC et ompN. Etant donnée la conservation de MicC chez les entérobactéries, nous avons effectué une étude par RNASeq pour déterminer l'impact de la surexpression de MicC sur le transcriptome d’E. coli et identifié 60 ARNm régulés par MicC en plus de sa cible initiale ompC. L'identification des spectres cibles globaux des sRNAs est importante pour comprendre leur importance dans la physiologie bactérienne, ici celui de MicC dans la résistance aux antibiotiques. / A major factor contributing to antimicrobial resistance is the inability of antibiotics to penetrate the bacterial outer membrane to reach their target. In Escherichia coli, the two abundantly expressed porins OmpF and OmpC form channels for diffusion of small hydrophilic molecules including antibiotics. The expression of porins is under complex regulation and the small regulatory RNAs (sRNAs) fine tune the porin expression level at post-transcriptional level. MicF and MicC are the two major sRNAs that negatively regulate expression of OmpF and OmpC, respectively. Interestingly, these two sRNAs are encoded next to porin gene, i.e. micF-ompC and micC-ompN, suggesting a dual regulation. Our goals in this work were: (1) to characterize the regulation of the sRNA MicC and the putative co-regulation of the quiescent porin OmpN in E. coli; (2) to examine the global effect of MicC on the E. coli transcriptome; (3) to analyze the impact of MicC expression on antibiotic susceptibility. Our work shows that the expression of micC was increased in the presence of carbapenems and cephalosporins and in an rpoE depleted mutant. The same conditions enhanced the expression of OmpN, suggesting a dual regulation of micC and ompN. We also performed RNA sequencing to determine the impact of MicC overexpression on E. coli transcriptome. This identified 60 mRNA targets negatively regulated by MicC apart from its original target. Identification of the global target spectra of MicC is of importance to understand its importance on the overall bacterial physiology, and more specifically on AMR.

La découverte récente du premier gène de résistance plasmidique à la colistine mcr-1 a mis en évidence le besoin urgent d'améliorer la détection des isolats résistant à la colistine dans les laboratoires de microbiologie clinique afin de pouvoir rapidement isoler les patients porteurs. L’objectif de ma thèse a ainsi été de répondre à cette problématique par le développement et l’évaluation d’outils spécifiques. Une revue a été rédigée visant à résumer les nouveaux outils développés pour détecter la résistance aux polymyxines, y compris la présentation des méthodes actuelles phénotypiques, antibiogrammes et génotypiques. Le milieu de culture LBJMR a été développé pour détecter toutes les bactéries à Gram négatif résistantes à la colistine et également les souches d’entérocoques résistants à la vancomycine qui représentent un autre problème majeur de santé publique. LBJMR est polyvalent et a permis de dépister 3 bactéries d'intérêt clinique à partir d’un même échantillon: E. coli et K. pneumoniae résistantes à la colistine, et E. faecium résistant à la vancomycine. Un brevet a été déposé. Le kit UMIC Colistine est un dispositif commercial de détermination de la CMI basé sur la méthode de référence. Évalué conformément à la norme ISO 20776, sa sensibilité était excellente pour la détection des souches porteuses du gène mcr-1. Le kit UMIC Colistine constitue ainsi une méthode rapide et fiable pour évaluer la CMI des isolats cliniques dans les laboratoires de microbiologie clinique. Enfin, mes travaux de thèse ont compris l’analyse d’une souche de K. pneumoniae hétérorésistante à la colistine et la description d’une nouvelle espèce bactérienne : Pseudomonas massiliensis. / The recent discovery of mcr-1, the first plasmid-mediated colistin resistance gene, highlighted the urgent need to implement the detection of colistin-resistant isolates in clinical microbiology laboratories, in order to isolate carrier patients. My thesis aimed to address this issue by developing and evaluating specific tools. A review was redacted to summarize the new tools developed to detect polymyxin resistance including the current phenotyping, susceptibility testing and genotyping methods. The LBJMR culture medium has been developed to detect all colistin-resistant Gram-negative bacteria and also the vancomycin-resistant enterococci which represent another major problem of public health. The LBJMR medium allowed the detection of different bacteria of interest from the same clinical sample: colistin-resistant E. coli and K. pneumoniae and also a vancomycin-resistant E. faecium. This project led to a patent filing. The UMIC Colistine kit is a ready-to-use device based on the reference method to determine the polymyxin MIC. Evaluated in accordance with ISO 20776 standard, its sensitivity was excellent for the detection of colistin-resistant strains harboring the mcr-1 gene. The UMIC Colistin system is a rapid and reliable method to determine colistin MIC of clinical isolates in clinical microbiology laboratories. My thesis project also included the analysis of a colistin-heteroresistant Klebsiella pneumoniae strain, and the description of a new bacteril species, Pseudomonas massiliensis. These studies highlight the need to improve the detection of colistin-resistant strains by using reliable methods, suitable for diagnosis in clinical microbiology laboratories.

La résistance aux antibiotiques est devenue un problème majeur de santé publique à travers le monde pouvant conduire à l’impasse thérapeutique. L’utilisation abusive et inappropriée des antibiotiques en médecine humaine mais également en médecine vétérinaire est en grande partie responsable de la multiplication et de la propagation des bactéries multirésistantes (BMR). Les entérobactéries, hôtes naturels du tube digestif de l’homme et des animaux, ont particulièrement subi ces pressions de sélection antibiotiques et ont pu, grâce à leur capacité à échanger du matériel génétique, acquérir de plus en plus de mécanismes de résistance aux antibiotiques. L’environnement joue un rôle de diffuseur par l’intermédiaire des déchets humains et animaux qu’il reçoit mais est également un pourvoyeur de gènes de résistance grâce aux bactéries naturellement résistantes qu’il héberge. En Guadeloupe, à l’exception des données de surveillance hospitalière des BMR, aucune étude portant sur la résistance aux antibiotiques n’avait été réalisée. Les objectifs de ce travail de thèse étaient donc (i) d’évaluer l’importance de la résistance en milieu communautaire en étudiant la résistance aux antibiotiques des entérobactéries isolées des infections urinaires communautaires et (ii) d’étudier la diffusion environnementale des entérobactéries résistantes aux antibiotiques (ERAs) dans les rivières et les eaux de mer recevant des effluents de stations d’épuration (STEPs) mais également au sein de la faune sauvage terrestre de Guadeloupe.Nous avons donc pu grâce à ce travail mettre en évidence une diffusion environnementale de souches d’ERAs en lien avec les activités humaines. Les rejets de STEPs ont été identifiés comme une des sources d’ERAs et en particulier d’EBLSEs dans l’environnement. Néanmoins, nos résultats montrent que d’autres activités humaines, qui feront l’objet de futures investigations, peuvent être des sources potentielles d’ERAs. La prévention passe donc par une amélioration globale de la gestion des déchets avec notamment une remise à niveau des STEPs et le rejet au large des eaux usées. / Antibiotic resistance has become a major public health concern worldwide that could lead to therapeutic impasse. The overuse and misuse of antibiotics in human medicine but also in veterinary medicine is largely responsible for the proliferation and spread of multi-drug resistant (MDR) bacteria. Enterobacteriaceae are subject to this selective pressure, as the digestive tract is their main reservoir. Moreover, thanks to their ability to exchange genetic material, they can acquire new antibiotic resistance determinants. Through human and animal waste, antimicrobial resistant bacteria can spread in the environment. However, the environment is also a supplier for antibiotic resistance since environmental bacteria naturally harbor antibiotic resistance determinants.In Guadeloupe, except for data from MDR bacteria surveillance in the hospital, no studies concerning antibiotic resistance had been carried out. The objectives of this thesis were (i) to evaluate the antimicrobial resistance in the community by studying antimicrobial susceptibility of Enterobacteriaceae strains isolated from community-acquired urinary tract infection and (ii) to study the environmental spread of antimicrobial resistant Enterobacteriaceae (AREs) in river and sea waters receiving effluents from wastewater treatment plants but also in terrestrial wildlife.Our work highlighted the environmental spread of AREs linked to human activities. WWTPs discharge has been identified as a source of AREs, especially ESBLEs, in the environment. Nevertheless, other human activities may release ARB in the environment, and some will be explored in further studies. Thus, prevention requires an overall improvement in waste management, and wastewater discharge should occur in open sea as often as possible

Parmi les plus grandes menaces de la santé publique dans le monde entier, la résistance aux antibiotiques est à la pointe. Ceci en partie est dû à l'augmentation des infections causées par des bactéries pathogènes résistantes aux antibiotiques ainsi que la diminution du nombre actuel de nouveaux antibiotiques. Dans le souci de remédier à cette situation malheureuse, il y a eu récemment la ré-surfaçage des antibiotiques anciens et abandonnés comme les polymyxines. Colistine, un membre des antibiotiques de polymyxine, est maintenant considéré comme un antibiotique de «dernier recours» pour le traitement des infections bactériennes à Gram-négatives graves en raison de son action puissante contre ces agents pathogènes. Cependant, la résistance à la colistine parmi ces agents pathogènes a émergé dans plusieurs pays et est actuellement en augmentation. En raison de la nouvelle réintroduction relative de cet antibiotique, il ya un manque d'information complètes sur ses propriétés pharmacologiques ainsi que des mécanismes par lequel les bactéries développent une résistance contre celle-ci.Afin de combler ce manque d'information en ce qui concerne le mécanisme de résistance, nous avons donc entrepris ce projet. Tout d'abord, pour procéder à une surveillance épidémiologique des bactéries résistantes à la colistine chez les humains et les animaux domestiques et d'autre part, de décrypter les mécanismes moléculaires de résistance à la colistine parmi les bactéries résistantes isolées. / Among one of the greatest threats facing public health worldwide, antibiotic resistance is at the forefront. This is partly due to increase in infections caused by antibiotic-resistant pathogenic bacterial as well as the current dwindling number of new antibiotics. In a way to address this unfortunate situation, there have been recent resuscitation of old and abandoned antibiotics such as polymyxins. Colistin, a member of polymyxin antibiotics, is now regarded as a 'last-resort' antibiotic for the treatment of severe Gram-negative bacterial infections owing to its potent action against these pathogens. However, resistance to colistin among these pathogens has emerged in several countries and is currently on increase. Due to the relatively new reintroduction of this antibiotic, there is a lack of comprehensive information on its pharmacological properties as well as mechanisms by which bacteria develop resistance against it.In order to bridge this information gap in relation to the mechanism of resistance, we therefore undertook this project. First, to carry out an epidemiological surveillance of colistin-resistant bacteria in humans and domesticated animals and secondly, to decipher the molecular mechanisms mediating colistin resistance among the isolated resistant bacteria.

La diffusion des entérobactéries multirésistantes aux antibiotiques (MDR) à l’échelle mondiale constitue une menace de santé publique majeure. Résistantes à au moins trois classes d’antibiotiques, les entérobactéries MDR entrainent des infections échappant aux traitements de première intention. La première partie de ce travail s’intéresse à l’épidémiologie moléculaire des souches d’entérobactéries MDR isolées dans les infections et les colonisations des patients hospitalisés en Languedoc-Roussillon, en France, et dans un pays où cette épidémiologie est encore peu connue, l’Algérie. Nous avons montré, dans notre région et au niveau national, que la résistance aux carbapénèmes était essentiellement liée à des modifications de la perméabilité membranaire (87,4% des entérobactéries résistantes, au niveau national). Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons étudié les modulations de la perméabilité membranaire et de l’efflux chez Escherichia coli ST131, l’exemple-type d’un clone MDR. Nous avons montré que ce clone mondial présentait une remarquable adaptabilité à la pression antibiotique. Cette adaptabilité avait un impact significatif sur la virulence et le fitness de E. coli. Les capacités de formation de biofilm et la virulence chez Caenorhabditis elegans étaient augmentées chez les souches de phénotypes « efflux ». Inversement, les souches de phénotypes « imperméabilité » présentaient un faible potentiel de virulence, associé à une diminution significative de la formation de biofilm et de la mobilité par swimming. / The spread of multidrug-resistant (MDR) Enterobacteriaceae is a major public health threat worldwide. Resistant to at least three classes of antibiotics, MDR Enterobacteriaceae cause infections for which first-line treatments are inefficient. The first part of this work focused on the molecular epidemiology of MDR Enterobacteriaceae strains isolated in infections and colonizations of patients hospitalized in Languedoc-Roussillon, in France and in Algeria, a country where few data are currently available. We showed in our region and nationally, that resistance to carbapenems was mainly due to changes in membrane permeability (87.4% of resistant Enterobacteriaceae, nationally).In the second part of this work, we studied the modulation of membrane efflux and permeability in the quintessential example of an international MDR high-risk clone, Escherichia coli ST131. We showed that this global clone had a remarkable adaptability to antibiotic pressure. This adaptability had a significant impact on the virulence and the fitness of E. coli. The biofilm formation and virulence capacities in Caenorhabditis elegans model were increased in strains overexpressing an efflux system. Conversely, the strains with altered porins expression had a low potential virulence, associated with a significant reduction in biofilm formation and swimming mobility.