Les biomatériaux insérés dans la cavité orale, tout particulièrement les prothèses dentaires amovibles en résine, constituent des surfaces propices à la formation de biofilms incorporant des levures du genre Candida, à l’origine de candidose. Les levures, comme d’autres micro-organismes, adaptent leur prolifération à l’environnement par des molécules dites du quorum sensing. D’autre part, la contamination du milieu oral est contrôlée par de nombreuses protéines sécrétées par les glandes salivaires, mais leur utilisation en hygiène est peu documentée. Le but de ce travail est d’étudier l’effet anti-biofilm de molécules du quorum sensing et de protéines exocrines, le lysozyme et la lactoperoxydase, dans la perspective de réduire la colonisation des surfaces de prothèses dentaires par des levures du genre Candida et par conséquent de prévenir une stomatite prothétique. A cette fin, des biofilms à Candida ont été produits dans des plaques multi-puits à fond plat en polystyrène et quantifiés par coloration au cristal violet. L’effet de deux molécules du quorum sensing - tyrosol et farnésol - sur la formation des biofilms à Candida a été investigué in vitro sur la souche de référence ATCC 10231 et sur des souches cliniques isolées à partir de prothèses dentaires. Le tyrosol et le farnésol à hautes concentrations (> 6 mM et > 1 mM respectivement) entraînent une limitation de la formation de biofilms sans altérer la croissance fongique tandis que des concentrations plus faibles (~ 1 mM et ~ 1 µM respectivement) favorisent la formation de biofilms. Le lysozyme présente aussi un effet dépendant de la dose sur la formation de biofilms par Candida: promoteur de la formation de biofilms à une concentration de 1000 µg/ml et inhibiteur de la formation de biofilms à des concentrations plus faibles (3 et 10 µg/ml). Les composés hypohalogéneux (> 500 µM) produits par un système peroxydase limitent la croissance des levures et par conséquent leur capacité à former des biofilms in vitro. Un seul trempage ex vivo de prothèses amovibles pendant 5 minutes dans une solution d’ions hypohalogéneux (2000 µM) entraîne une diminution d’au moins 1 unité logarithmique du nombre de Candida dans 58,3 % des cas (N = 23) alors qu’un trempage dans de l’eau n’a aucun effet sur la colonisation de la prothèse :cet effet est statistiquement significatif (Chi carré, p = 0,0006, test de Fisher, p = 0,0009). / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les insectes eusociaux sont particulièrement exposés aux risques sanitaires. La vie dans un milieu confiné, le regroupement d’individus à de hautes densités se contactant fréquemment ainsi qu’une forte parenté génétique sont autant de facteurs propices à la transmission de maladies. Toutefois, les insectes eusociaux ont mis en place, au cours de l’évolution, des défenses collectives leur permettant de se protéger contre les parasites, regroupées sous le terme d’immunité sociale. Alors que de nombreuses études ont montré la capacité de ces insectes à détecter et à résister aux pathogènes, nos connaissances sur les stratégies permettant de limiter leur entrée à l’intérieur de la colonie sont limitées et parfois contradictoires.L’objectif de cette thèse est d’étudier les stratégies sanitaires d’évitement développées par les fourmis de l’espèce Myrmica rubra dans le cadre de l’exploitation de ressources alimentaires, lorsqu’elles sont mises en présence d’un champignon entomopathogène généraliste, Metarhizium brunneum. La spécificité de cette thèse est également d’étudier l’impact du stade de développement du champignon sur les comportements d’évitement exprimés par les fourmilières.Nous avons montré l’existence de plusieurs filtres permettant de contrôler la qualité sanitaire de la nourriture entrant dans le nid. La décision de récolte individuelle des fourrageuses dépend du stade de développement du champignon. Celles-ci ne montrent pas d’évitement face à une proie simplement couverte de spores mais refusent systématiquement de collecter une proie où le champignon a développé des structures sporulantes externes. Curieusement, lorsque le champignon a tué son hôte mais ne s’est pas encore développé à l’extérieur, la décision de prise diffère selon les ouvrières suggérant une variabilité interindividuelle dans le seuil de détection du parasite.À l’échelle collective, un deuxième filtre opère à l’intérieur du nid où les proies tuées par le champignon qui ont été collectées par les fourrageuses, sont rapidement rejetées à l’extérieur de la colonie par les ouvrières du service interne. En revanche, les proies simplement couvertes de spores amenées à l’intérieur sont inspectées et manipulées avant leur consommation par les ouvrières.De façon inattendue, une forte concentration en spores entomopathogènes dans l’aire de fourragement n’influence pas la récolte d’une source alimentaire saine, que cela soit à l’échelle individuelle ou collective. Ces résultats soulignent que la décision d’exploiter ou non une proie peut être influencée par la qualité sanitaire de la nourriture mais n’est pas liée à celle de l’environnement.Enfin, nous nous sommes intéressés aux facteurs pouvant influencer la gestion des déchets tels que leur pathogénicité et la présence du couvain à l’intérieur du nid. Le rejet accéléré des déchets infectieux, notamment en présence du couvain, limite la mortalité coloniale et témoigne d’un contrôle sanitaire plus strict dans le nid en présence de larves.En conclusion, cette étude démontre la capacité des colonies de fourmis à réguler et à contrôler la qualité sanitaire de ressources alimentaires entrant dans le nid. Les stratégies d’évitement participant à l’immunité sociale sont complexes et semblent être assujetties à de nombreux facteurs, tels que le stade de développement du champignon, l’écologie de l’espèce et la coévolution avec le pathogène. Des études comparatives menées sur d’autres couples hôte-pathogène nous permettront de comprendre quels facteurs ont façonné la diversité des stratégies d’évitement et comment ils ont contribué à l’évolution de l’immunité sociale chez les insectes eusociaux. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les histidine kinases (HKs) représentent une vaste famille de protéines impliquées dans la perception des signaux environnementaux chez les bactéries, les champignons et les plantes. Ces protéines joueraient notamment un rôle majeur dans l’adaptation aux stresses, mais aussi dans la virulence de nombreux micro-organismes procaryotes et eucaryotes. Si les HKs sont à présent bien connues chez les bactéries et les plantes, tant sur un plan structural que fonctionnel, les connaissances concernant ces protéines chez les autres clades de l’arbre du vivant demeurent plus que fragmentaires. C’est ainsi que le premier objectif de ce travail a consisté en l’exploration in silico de la structure et de la distribution des HKs chez les organismes eucaryotes dans le cadre de plusieurs études bioinformatiques : i) chez les champignons inférieurs, ii)chez les levures bourgeonnantes et enfin iii) à travers l’ensemble des super-groupes eucaryotes. Les HKs n’étant pas retrouvées chez les mammifères, elles suscitent depuis quelques années une attention particulière de la communauté scientifique en tant que nouvelles cibles pour le développement d’antimicrobiens. C’est précisément dans ce contexte que la partie expérimentale de ce projet a été initiée au sein du GEIHP. Cette équipe porte en effet ses efforts sur le filamenteux multi-résistant Scedosporium apiospermum qui se situe au second rang parmi les moisissures capables de coloniser chroniquement les poumons des patients atteints de mucoviscidose. Ainsi, dans l’optique d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques du champignon, la seconde partie de ce projet s’est focalisée sur la caractérisation fonctionnelle des HKs chez Scedosporium apiospermum. En parallèle, cette étude nous a également amenés à développer de nouveaux outils moléculaires adaptés à S.apiospermum en vue de futures études d’imageries de fluorescence et de bioluminescence. / Histidine kinases (HKs) represent a broad family of proteins involved in the perception of environmental signals in bacteria, fungi and plants.These proteins play a major role in stress adaptation, but also in the virulence of many prokaryotic and eukaryotic microorganisms. Although HKs are now well known in bacteria and plants, both structurally and functionally, knowledge about these proteins in other clades of the living tree remains more than fragmentary. Thus the first objective of this work was the in silico exploration of the structure and distribution of HKs in eukaryotic organisms through several bioinformatics studies : i) in the lower fungi, ii)in budding yeasts, and finally iii) across all eukaryotic supergroups. Since HKs are not found in mammals, they have been attracting attention in recent years from the scientific community as new targets for the development of antimicrobials. It is precisely in this context that the experimental part of this project was initiated in the GHEIHP. This team is focusing on the multi-resistant filamentous Scedosporiumapiospermum, which ranks second among the molds capable of chronycally conolizing the lungs of cysticfibrosis patients. Thus, in order to identify new therapeutic targets of the fungus, the second part of this project focused on the functional characterization of HKs in S. apiospermum. In parallel, this study also led us to develop new molecular tools adapted to S. apiospermum for future studies of fluorescence or bioluminescence imaging.

Certains microorganismes qui coexistent sur la vigne, peuvent avoir des effets bénéfiques sur la qualité du vin alors que d'autres peuvent être à l'origine de déviations organoleptiques. Dans la dernière décennie, dans diverses régions viticoles de France, plusieurs odeurs de moisi ou de terre ont été mises en évidence. La (-)-géosmine a été considérée comme étant le principal composé responsable de ce défaut. Des moisissures comme Botrytis cinerea et d’autres appartenant au genre Penicillium ont été souvent isolées à partir des raisins présentant l’odeur « moisi-terreuse ». Les effets de cette molécule sur la qualité des vins a motivé notre étude sur la caractérisation des moisissures responsables de ce défaut organoleptique. A partir d'échantillons prélevés en 2007 en Bourgogne, on a identifié, par des méthodes morphologiques et moléculaires, les moisissures présentes sur les raisins, Une souche de Penicilium expansum (25.03) et deux souches de Botrytis cinerea (BC1 et BC2) ont été sélectionnées. Sur baies de raisin, la validation d’un modèle prédictif des effets combinés de la température et de l'activité de l’eau, sur la croissance des champignons, a pu être mise en oeuvre. Elle a montré, sur de larges gammes de T°C et d’aw, que les modèles cardinaux avec inflexion peuvent être validés sur les produits agro-alimentaires en utilisant le gamma concept. L’étude de l’effet du cuivre sur le taux de croissance radiale et le temps de latence des moisissures, a été entreprise afin de mieux comprendre les mécanismes de résistance au cuivre des champignons et d’en déduire des résultats pour une meilleure efficacité des fongicides. Les moisissures testées ont montré une grande tolérance au cuivre, jusqu’à 4,7 mM pour P. expansum et jusqu’à 8, 2 mM et 7,3 mM respectivement pour B. cinerea, BC1 et BC2. L’étude des effets combinés des facteurs environnementaux et nutritionnels (T°C, CO2; Cu+2) sur la production de géosmine par P. expansum, a conduit à définir les conditions minimisant la production de géosmine. Ainsi, on a pu déterminer que le cuivre (composant actif de nombreux fongicides) est un facteur clé dans la production de géosmine par P. expansum. / Some microorganisms that co-exist on the grapevine may have beneficial effects on the quality of wine whereas others may be at the origin of organoleptic deviations. In the last decade, several mouldy or earthy odors have been highlighted in various wine regions from France. (-)-geosmin was found to be the major compound responsible for this deviation, along with Botrytis cinerea and fungi belonging to the genus Penicillium, since they were frequently isolated from “earthy-musty” odor grapes. The extent of damage on the quality of wines, motivated our study on the caracterisation of grape rot fungi. First of all, the microflora of grapes from Burgundy vineyards was identified (morphological and molecular methods), from samples prelevated in 2007. A Penicilium expansum strain (25.03) and two Botrytis cinerea strains (BC1 and BC2) were chosen for further experiments. The validation of a predictive model for the combined effect of temperature and water activity, on the growth of fungi on grape berries, demonstrated that cardinal models with inflexion can be validated on agri-food products, over a wide range of T°C and aw, using the gamma concept. Further we were focused on the influence of copper on the lag time and radial growth rate of moulds in order to better understand copper resistance mechanisms of the fungi and the efficacity of fongicides. The moulds tested showed a great copper tolerance, 4.7 mM for P. expansum and 8.2 and 7.3 mM for B. cinerea strains, BC1 and BC2 respectively. These results motivated our study on the influence of environmental and nutritional factors (T°C, CO2; Cu2+), using a Doehlert matrix, on geosmin production of the fungi tested. Copper (the active component of the “Bordeaux mixture”) showed to be a key factor in the increase of geosmin production by P. expansum.

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Certains microorganismes qui coexistent sur la vigne, peuvent avoir des effets bénéfiques sur la qualité du vin alors que d'autres peuvent être à l'origine de déviations organoleptiques. Dans la dernière décennie, dans diverses régions viticoles de France, plusieurs odeurs de moisi ou de terre ont été mises en évidence. La (-)-géosmine a été considérée comme étant le principal composé responsable de ce défaut. Des moisissures comme Botrytis cinerea et d'autres appartenant au genre Penicillium ont été souvent isolées à partir des raisins présentant l'odeur " moisi-terreuse ". Les effets de cette molécule sur la qualité des vins a motivé notre étude sur la caractérisation des moisissures responsables de ce défaut organoleptique. A partir d'échantillons prélevés en 2007 en Bourgogne, on a identifié, par des méthodes morphologiques et moléculaires, les moisissures présentes sur les raisins, Une souche de Penicilium expansum (25.03) et deux souches de Botrytis cinerea (BC1 et BC2) ont été sélectionnées. Sur baies de raisin, la validation d'un modèle prédictif des effets combinés de la température et de l'activité de l'eau, sur la croissance des champignons, a pu être mise en oeuvre. Elle a montré, sur de larges gammes de T°C et d'aw, que les modèles cardinaux avec inflexion peuvent être validés sur les produits agro-alimentaires en utilisant le gamma concept. L'étude de l'effet du cuivre sur le taux de croissance radiale et le temps de latence des moisissures, a été entreprise afin de mieux comprendre les mécanismes de résistance au cuivre des champignons et d'en déduire des résultats pour une meilleure efficacité des fongicides. Les moisissures testées ont montré une grande tolérance au cuivre, jusqu'à 4,7 mM pour P. expansum et jusqu'à 8, 2 mM et 7,3 mM respectivement pour B. cinerea, BC1 et BC2. L'étude des effets combinés des facteurs environnementaux et nutritionnels (T°C, CO2; Cu+2) sur la production de géosmine par P. expansum, a conduit à définir les conditions minimisant la production de géosmine. Ainsi, on a pu déterminer que le cuivre (composant actif de nombreux fongicides) est un facteur clé dans la production de géosmine par P. expansum.

La maîtrise du développement des moisissures retrouvées dans le contexte agro-alimentaire parmi les flores microbiennes d'altération ou technologiques répond à des enjeux économiques et sanitaires importants. Le développement des moisissures peut être affecté par des facteurs abiotiques comme la température, l'activité de l'eau (aw) ou la composition gazeuse. L'évaluation de l'effet de ces facteurs via des outils de mycologie prévisionnelle vise à prévoir l'altération fongique des aliments. Ce travail a pour objectif d'explorer l'impact des conditions environnementales sur la physiologie de moisissures d'intérêt pour l'industrie agro-alimentaire.L'effet de la température, de l'aw ajustée par du glycérol ou du chlorure de sodium (NaCl) du pH et de la composition gazeuse a été évalué sur la germination des spores et/ou la croissance radiale de cinq moisissures: Paecilomyces niveus, Mucor lanceolatus, Penicillium brevicompactum, Penicillium expansum et Penicillium roqueforti. Au niveau appliqué, ces travaux ont montré que l'effet du NaCl ou de la composition gazeuse peuvent être inclus dans une approche de mycologie prévisionnelle. Le choix des souches représentatives d'une espèce fongique et l'état physiologique des spores utilisées comme inoculum ont un impact significatif sur les modèles prédictifs.Au niveau fondamental, des marqueurs ont été recherchés pour évaluer l'effet des facteurs abiotiques sur la physiologie des spores. La température et l'aw ont un effet significatif sur l'état physiologique des spores et leur germination. La recherche de marqueurs moléculaire, contribuera aux connaissances de l'effet des facteurs abiotiques sur la physiologie des moisissures. / In the food processing industry, controlling the development of filamentous fungi encountered as spoilers or technological cultures address significant economic and sanitary issues. Fungal development in foods is mainly determined by abiotic factors including temperature, water activity (aw) or the headspace gas composition. The quantification of these respective effects through a predictive mycology approach aims at preventing fungal food spoilage. The present work aims at exploring the effect of environmental conditions on the physiology of filamentous fungi of interest in the food processing industry.The effect of temperature, aw (adjusted with glycerol of sodium chloride), pH and headspace gas composition was evaluated on conidial germination and/or radial growth of five fungi isolated from dairy products: Paecilomyces niveus, Mucor lanceolatus, Penicillium brevicompactum, Penicillium expansum and Penicillium roqueforti. The present work suggests that the specific effects of sodium chloride or gas composition could be included in predictive mycology approaches. It was also demonstrated that the selection of strains representative of a fungal species and the physiological state of conidia utilized as inoculum have a significant effect on the final predictive models.At the fundamental level, markers were investigated to study the effect of abitoic factors on the physiological state of spores. The temperature and aw significantly affected the physiological state of spores and their germination kinetics. The investigation of markers at the molecular level could provide better knowledges on the effect of abiotic factors on the physiology of filamentous fungi.