Staphylococcus aureus est l’une des causes majeures des infections communautaires et nosocomiales. Ce germe est responsable des infections aiguës et chroniques dont la plupart sont dues à sa capacité à adhérer sur les implants médicaux et à former un biofilm. D’après le Center for Disease Control and Prevention (CDC), 65% des infections bactériennes sont dues à la présence des biofilms. En outre, les infections associées aux biofilms constituent un problème majeur en clinique et sont la cause de l’augmentation de la mortalité et du coût de traitement. <p>Chez S. aureus, la formation du biofilm se déroule en deux phases principales: la première phase est l’attachement initial des cellules sur une surface, et la seconde est la multiplication et la formation d’une communauté structurée, mature et multicouche des cellules bactériennes. A l’intérieur du biofilm, les bactéries développent plusieurs types d’interactions et accroissent leur résistance aux agents antimicrobiens et aux défenses immunitaires de l’hôte, ce qui constitue un véritable problème de santé publique.<p>Les objectifs de ce travail étaient: (1) de caractériser des souches cliniques de S. aureus sensibles et résistantes à la méticilline (SASM et SARM) par une analyse phénotypique et génotypique; (2) d’étudier la répercussion des propriétés de membranes sur l’adhésion et la formation du biofilm; (3) de rechercher un moyen pour la prévention de l’adhésion et de la formation d’un biofilm sur une surface abiotique.<p>Deux souches de référence et 12 souches cliniques de S. aureus (4 SARM et 8 SASM) collectées à Kinshasa ont été caractérisées par la résistance aux antibiotiques, par le typage d’une région X du gène spa codant pour la protéine A de S. aureus et par la détermination des propriétés de la surface cellulaire. L’adhésion à une surface et la formation du biofilm ont été respectivement étudiées par la méthode de Biofilm Ring Test® (BFRT®) et par celle de coloration au cristal violet. Ces deux méthodes ont été utilisées pour l’évaluation de l’activité de l’acide éthylèneglycol tétraacétique (EGTA) sur l’adhésion et la formation du biofilm.<p>L’amplification par PCR (Polymerase Chain Reaction) d’un fragment du gène mecA a confirmé l’appartenance des souches étudiées au phénotype SARM ou SASM. L’analyse par PCR des répétitions présentes dans la séquence codante de la protéine A de S. aureus (spa typing) a permis d’identifier 7 types spa pour toutes les souches SARM et SASM2 dont un nouveau type spa t10715.<p>Les résultats du test MATS (Microbial Adhesion to Solvents) ont montré que les souches de S. aureus sensibles et résistantes à la méticilline possédaient des propriétés membranaires différentes susceptibles de modifier l’adhésion ou la formation d’un biofilm. Les souches sensibles à la méticilline avaient une paroi plus hydrophobe que celle de souches résistantes dont la paroi était acide, acceptrice d’électrons. <p>Les études sur l’interaction entre des souches cliniques de S. aureus et des surfaces abiotiques ont montré que les souches SARM adhéraient moins vite à une surface et formaient moins de biofilms que les souches SASM. <p>Les études de l’activité de l’EGTA, un chélateur des cations divalents, ont montré que ce dernier inhibait l’adhésion de souches SARM à une surface abiotique comme un tube de cathéter et empêchait la formation d’un biofilm par toutes les souches sensibles et résistantes à la méticilline. Cette action inhibitrice sur la formation du biofilm était réversible en présence d’un cation divalent (magnésium, calcium ou manganèse). <p>L’ensemble des données obtenues sur l’adhésion et la formation du biofilm par la méthode de BFRT® et par celle de coloration au cristal violet ont montré que le BFRT® était la méthode de choix dans les études de l’adhésion initiale des souches de S. aureus sur une surface abiotique. Le BFRT® pourrait être utilisée dans le screening rapide de produits contre l’adhésion bactérienne à la surface des implants médicaux à base de polystyrène ou de silicone.<p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le genre Pneumocystis désigne un groupe de champignons opportunistes présentant une étroite spécificité d'hôte. Il détermine lors d'immunodépression sévère une infection pulmonaire grave, la pneumonie à Pneumocystis (PPC). La transmission de Pneumocystis par voie aérienne d'un hôte développant une PPC à un hôte susceptible a été démontrée à l'aide des modèles murins. Les travaux menés chez la souris ont montré également que des sujets immunocompétents colonisés par Pneumocystis murina peuvent transmettre le champignon à des souris immunodéprimées qui développeront une PPC ultérieurement. Les individus colonisés par Pneumocystis sp., ainsi que ceux développant une PPC, participeraient au réservoir du champignon. La survenue de cas groupés de PPC en milieu hospitalier est en faveur de la transmission interindividuelle de Pneumocystis jirovecii (P.jirovecii) chez l’homme. La détection de l'ADN de P.jirovecii dans l'air exhalé par les patients développant une PPC suggère que cette transmission se fait par voie aérienne. La caractérisation des populations infectées par P.jirovecii et la caractérisation génotypique du champignon au sein de son réservoir humain constituent la base de ce travail de recherche. Nous avons montré que la prévalence de la colonisation par P.jirovecii est faible chez les patients atteints de mucoviscidose et suivis dans notre CHU. La participation de ces patients au réservoir de P.jirovecii à Brest serait donc marginale. Cette faible prévalence pourrait être le reflet d'une faible circulation du champignon dans les communautés humaines dans notre région. Nous avons évalué le dosage du ß-1,3-D glucane sérique pour dépister les populations infectées. Ce dosage couplé à la détection de P.jirovecii dans les prélèvements respiratoires par la microscopie et la PCR, permet de différencier les patients développant une PPC et les patients présentant une colonisation pulmonaire par P.jirovecii. De plus, les premières données sur le ß-1,3-D glucane au cours de la primo-infection chez le nourrisson ont été obtenues.En termes de caractérisation de P.jirovecii dans notre région, l'analyse du locus dihydropteroate synthase (DHPS) a montré que: i) le lieu habituel de résidence plutôt que le lieu de diagnostic de l’infection à P.jirovecii serait un facteur prédictif d’infection par un mutant, ii) P.jirovecii pourrait circuler en France d’une région à une autre via des voyageurs infectés, iii) la prévalence de mutants potentiellement résistants chez les patients vivant effectivement à Brest était de 0%. L'analyse des séquences des "internal transcribed spacers" (ITS) 1 et 2 de P. jirovecii conforte l'hypothèse que les patients développant une PPC et les patients colonisés sont infectés par des populations fongiques présentant des caractéristiques identiques. Tous les patients, quelle que soit la présentation clinique de leur infection, constitueraient un réservoir unique et commun de P.jirovecii. Les travaux de génotypage ont constitué l'étape préalable nécessaire à l'analyse de cas groupés d'infections à P.jirovecii survenus chez des patients transplantés rénaux au CHU de Brest. Nous avons apporté des données originales sur le rôle des patients colonisés en tant que source potentielle de P. jirovecii dans un contexte d'acquisition et de transmission nosocomiales du champignon. Par ailleurs, la concordance partielle ou complète des génotypes ITS et DHPS dans les couples "prélèvements d'air–LBA" réalisés chez des patients développant une PPC est compatible avec l’exhalation du champignon et sa diffusion aérienne dans l’environnement hospitalier. Ces données apportent des arguments pour l'application de mesures de prévention des infections nosocomiales à P. jirovecii. Les précautions "gouttelettes" recommandées par la Société Française d'Hygiène Hospitalière devraient être appliquées a minima aux patients développant une PPC. Nous proposons leur extension aux patients colonisés par le champignon. / The genus Pneumocystis represents a group of opportunistic fungi that show strong host specificity. It is the cause of severe pneumonia (Pneumocystis Pneumonia [PCP]) in immunocompromised subjects. Pneumocystis transmission from a host with PCP to another susceptible host via the airborne route has been demonstrated in rodent models. Moreover, it has been established that Pneumocystis murina can be transmitted from immunocompetent mice, transiently colonized by the fungus, to immunocompromised susceptible mice that subsequently develop PCP. Colonized subjects and those developing PCP may be part of the fungus reservoir. Reports of PCP case cluster in hospital strongly suggest that Pneumocystis jirovecii (P.jirovecii) transmission in humans may also occur. P.jirovecii DNA detection in the air surrounding PCP patients is consistent with the transmission of P.jirovecii via the airborne route.Our goals were to characterize human populations infected with P.jirovecii and to characterize P.jirovecii within its human reservoir. We showed that P.jirovecii was rarely involved in pulmonary colonization in patients with cystic fibrosis monitored in the Brest Hospital. Thus this patient population was not part of the human reservoir of the fungus in our region (Brittany, Western France). This low prevalence of colonization may reflect a low level of P.jirovecii circulation within human communities in Brittany. In order to improve the identification of patients infected with P.jirovecii, we evaluated ß-1,3-D glucan detection in serum samples. We showed that serum ß-1,3-D glucan levels combined with P.jirovecii detection in pulmonary samples using microscopic examination and a PCR assay make it possible to distinguish between PCP and pulmonary colonization. Moreover the first data on ß-1,3-D glucan levels during primary infection were obtained.In order to characterize P.jirovecii in our region, we performed the typing of P.jirovecii isolates from infected patients monitored at Brest hospital, using the dihydropteroate synthase (DHPS) and the internal transcribed spacer (ITS) 1 and 2 locus analysis. DHPS typing showed that i) the usual city of patient residence rather that the city in which the diagnosis of P.jirovecii infection has been made is a predictor of mutants, ii) mutants can be imported from one region to another through infected visitors, iii) the prevalence of mutants potentially resistant to sulfonamides was 0% in patients who effectively lived in the Brest geographic area. Results of ITS analysis in PCP patients and colonized patients are consistent with the hypothesis that these 2 patient groups are infected with similar P.jirovecii populations. All infected patients, whatever their clinical presentation, may be part of a common and unique reservoir of the fungus. We investigated an outbreak of P.jirovecii infections in 18 renal transplant recipients using the same typing method combined with patient encounter analysis. The results provided evidence of the role of colonized patients as potential sources of P.jirovecii. The same typing method was applied to pairs of pulmonary samples and room air samples of PCP patients. Full or partial matches of P.jirovecii types in pulmonary and air sample pairs were observed. These results are consistent with P.jirovecii exhalation by PCP patients in their close environment. These data support arguments for applying droplet precautions, at least to PCP patients, to prevent P.jirovecii transmission, as recommended by the "Société française d'hygiène hospitalière". We suggest extending droplet precautions to colonized patients to achieve the prevention of P.jirovecii nosocomial infections.

Ce travail a pour objet l’étude et le développement d’un capteur électrochimique pour la détection sélective quantitative des analytes biologiques à l’échelle nano. Il se divise en deux parties après une présentation de l’état de l’art sur les maladies nosocomiales et les capteurs électrochimiques. Tout d’abord, nous avons développé un protocole spécifique qui repose sur la fonctionnalisation localisée de la microélectrode de travail par dépôt électrophorétique d'oxyde de graphène réduit/polyéthylènimine (rGO/PEI) pour amplifier le signal de détection. Le microsystème réalisé en salle blanche, a été exploité avec succès pour la détection sélective de la dopamine avec une limite de détection de 50 nM.Ensuite, nous avons utilisé la même plateforme constituée d’électrodes de plus grande taille (mm) pour la réalisation d’un capteur immunologique. Il a démontré son efficacité, de manière spécifique et sélective, pour discriminer la souche sauvage E. Coli UTI89 de UTI89 Δfim (sans opéron), avec une limite de détection de 10 cfu mL−1. En outre, le concept d’utilisation d’une électrode modifiée par rGO/PEI par la modification covalente avec des anticorps pathogènes est général. Il peut être facilement adapté à toute autre espèce pathogène, rendant l’approche générique. Le capteur a donc abouti à des résultats intéressants en milieu aqueux, sérique et urinaire, ce qui est essentiel pour son utilisation potentielle pour le diagnostic clinique des maladies pathogènes. / The purpose of this work concerns the study and development of an electrochemical sensor for both quantitative and selective detection of biological analytes at the nanoscale. It is divided into two parts after a presentation of the state of the art on nosocomial diseases and electrochemical sensors. First, we have developed a specific protocol based on the localized functionalization of the working microelectrode by electrophoretic deposition. The strategy is based on the localizedfunctionalization of the working microelectrode by electrophoretic deposition of reduced graphène oxide / polyethyleneimine (rGO / PEI) to amplify the detection signal. The microsystem built in a clean room has been successfully tested for the selective detection of dopamine with a detection limit of 50 nM. In addition, the microsystem showed good performance in detecting dopamine levels.Then, we have also used the same electrode platform at a larger scale (mm) for the specific and selective detection of the immunological sensor which has demonstrated its effectiveness in distinguishing the UTI89 E. Coli wild-type strain of UTI89 Δfim (without operon), with a detection limit of 10. cfu mL-1. In addition, the concept of rGO / PEI modified electrode by covalent modification with pathogenic antibodies is general and can be easily transposed to any other pathogenic species, making the approach very versatile and generic.The sensor works in aqueous, serum and urinary media, which is essential for its potential use in clinical diagnosis of pathogenic diseases.

The spread of healthcare-associated infections (HAIs) and multi-drug resistance in healthcare networks is a major public health issue. Evaluating the role of inter-facility patient transfers that form the structure of these networks may provide insights on novel infection control measures. Identifying novel infection control strategies is especially important for multi-drug resistant pathogens such as Carbapenemase-producing Enterobacteriaceae (CPE) due to limited treatment options. The increasing use of inter-individual contact and inter-facility transfer network data in mathematical modelling of HAI spread has helped these models become more realistic; however, they remain limited to a few settings and pathogens. The main objectives of this thesis were two-fold: 1) to better understand the structure of the healthcare networks of France and their impact on HAI spread dynamics; and 2) to assess the role of transfers on the spread of CPE in France during the 2012 to 2015 period. The French healthcare networks are characterized by centralized patient flows towards hubs hospitals and a two-tier community clustering structure. We also found that networks of patients with HAIs form the same underlying structure as that of the general patient population. The number of CPE episodes have increased over time in France and projections estimate that the number of monthly episodes could continue to increase with seasonal peaks in October. The general patient network was used to show that, since 2012, patient transfers have played an increasingly important role over time in the spread of CPE in France. Multiple spreading events of CPE linked to patient transfers were also observed. Despite subtle differences in the flows of patients with an HAI and the general patient population, the general patient network may best inform novel infection control measures for pathogen spread. The structure of healthcare networks may help serve as a basis for novel infection control strategies to tackle HAIs in general but also CPE in particular. Key healthcare hubs in large metropoles and key patient flows connecting hospital communities at the local and regional level should be considered in the development of coordinated regional strategies to control pathogen spread in healthcare systems. / La propagation des infections nosocomiales (IN), notamment liées aux bactéries multi-résistantes, au sein du réseau des hôpitaux, est un grand enjeu de santé publique. L’évaluation du rôle joué par les transferts inter-établissements des patients sur cette propagation pourrait permettre l’élaboration de nouvelles mesures de contrôle. L’identification de nouvelles mesures de contrôle est particulièrement importante pour les bactéries résistantes aux antibiotiques comme les entérobactéries productrices de carbapenemase (EPC) pour lesquelles les possibilités de traitement sont très limitées. L’utilisation des données de réseaux de contact inter-individus et de transferts inter-établissement dans la modélisation mathématique ont rendu ces modèles plus proches de la réalité. Toutefois, ces derniers restent limités à quelques milieux hospitaliers et quelques pathogènes. La thèse a eu pour objectifs de 1) mieux comprendre la structure des réseaux hospitaliers français et leur impact sur la propagation des IN ; et 2) évaluer le rôle des transferts sur la propagation des EPC.Les réseaux hospitaliers français sont caractérisés par des flux de patients vers des hubs et par deux niveaux de communautés des hôpitaux. La structure du réseau de transfert des patients présentant une IN n’est pas différente de celle du réseau général de transfert des patients. Au cours des dernières années, le nombre d’épisode d’EPC a augmenté en France et les prédictions prévoient une poursuite de cette augmentation, avec des pics de saisonnalité en octobre. Ce travail a également montré que, depuis 2012, les transferts de patients jouent avec les années un rôle de plus en plus important sur la diffusion des EPC en France. Des évènements de propagation multiple liée aux transferts sont également de plus en plus souvent observés.En conséquence, la structure du réseau des hôpitaux pourrait servir de base pour la proposition des nouvelles stratégies de contrôles des IN en général, et des EPC en particulier. Les hôpitaux très connectés des grandes métropoles et les flux des patients entre les communautés locale et régionale doivent être considérés pour le développement de mesures de contrôle coordonnées entre établissements de santé.

Les infections associées aux soins de santé ou infections nosocomiales (IN) sont des effets indésirables ayant de graves conséquences sur la santé des patients. Les pathogènes responsables de certaines IN sont transmis par le biais des mains contaminées, entre autres celles des professionnels de la santé (PS). Ces IN sont donc en théorie évitables. L’hygiène des mains (HDM) est considérée comme la pierre angulaire de la prévention et contrôle des infections (PCI). C’est un moyen simple, efficace et peu couteux qui permet d’empêcher la transmission des pathogènes et de réduire la probabilité d’infections ultérieures. Malheureusement, les taux de conformité à l’HDM au sein des PS restent inférieurs à la cible globale de 80% indiquée par l’OMS, malgré de nombreuses campagnes instaurées pour sensibiliser ceux-ci. Considérant les faibles taux de conformité à l’HDM, les autorités sanitaires envisagent d’augmenter cette cible. Le but de mon mémoire est de synthétiser les preuves existantes sur l’association entre le taux de conformité à l’HDM et les taux d’incidence des IN. Ceci permettrait de déterminer s’il y a un taux optimal de conformité à l’HDM qui serait associé au plus faible taux d’incidence des IN. Les résultats obtenus permettront aux autorités sanitaires de considérer la pertinence de viser des cibles d’HDM plus élevées. J’ai effectué une revue systématique de la littérature afin d’analyser les données disponibles sur l’association des taux de conformité à l’HDM et le taux d’incidence des IN. J’ai également analysé les données sur les taux de conformité à l’HDM et les taux d’incidence d’IN des installations de soins de santé du Québec. Les résultats semblent démontrer qu’au-delà d’un taux de conformité à l’HDM de 60%, il y a peu de différence apparente entre un fort taux de conformité à l’HDM et un faible taux d’incidence des IN. L’HDM, quoique mesure très importante, n’est pas le seul facteur servant à réduire les IN. / Healthcare-associated infections (HAIs) are an adverse event with serious consequences on the patients’ health. The pathogens responsible for some HAIs are mainly transmitted through hands, including those of healthcare workers (HCW). These HAIs are therefore theoretically preventable. Hand hygiene (HH) is considered the cornerstone of infection prevention and control. It is a simple, effective, and inexpensive way to prevent the transmission of pathogens and reduce the likelihood of subsequent infections. Unfortunately, HH compliance rates remain suboptimal among HCWs despite numerous HH campaigns. Considering the low HH compliance rates among HCWs, health authorities are considering further increasing the target for HH compliance rates. The goal of my dissertation is to synthesize the current evidence on the association between HH compliance rates and the incidence rates of HAIs to determine if there is an optimal HH compliance rate that is associated with the lowest incidence rate of HAIs. This will provide health authorities intel, to consider the relevance of setting higher HH compliance targets. I performed a systematic review of the literature to analyze the available data on the association of HH compliance rates and HAI incidence rates. I also analyzed HH compliance rates and HAI incidence rates reported by healthcare facilities in the province of Québec. The results seem to show that beyond a HH compliance rate of 60%, there are no clear differences between higher HHC rates and low incidence rates of HAIs. Although very important, HH compliance is not the only factor contributing to the decrease of HAIs.

Le sepsis est à l’origine d’une dysfonction immunitaire prolongée responsable d’infections nosocomiales et d’une mortalité tardive élevée. Sa physiologie complexe demeure mal connue et il n’existe aucun traitement spécifique en dehors de l’antibiothérapie et des thérapeutiques de suppléance d’organes. Nous nous sommes intéressés au rôle des cellules myéloïdes dans cette dysfonction immunitaire. Nous avons pu montrer qu’il existe chez les patients atteints de sepsis une augmentation du nombre de cellules suppressives d’origine myéloïde monocytaires (M-MDSC) CD14+HLA-DRlow/- et granulocytaires (G-MDSC) identifiées comme des granulocytes de faible densité CD14-CD15+. Ces cellules sont responsables d’une activité Indoléamine 2,3-dioxygénase (IDO) et arginase 1, et leur déplétion permet de restaurer la prolifération des lymphocytes T in vitro. L’augmentation précoce des G-MDSC prédit la survenue ultérieure d’infections nosocomiales. De même, l’augmentation de l’activité IDO et de l’arginase 1 plasmatique sont associées à un mauvais pronostic. Au total, nous avons pu démontrer que les cellules myéloïdes acquièrent un phénotype suppresseur en partie responsable de l’immunodépression acquise et du pronostic péjoratif chez les patients septiques. Afin de restaurer les capacités immunitaires des patients, les MDSC pourraient devenir une future cible thérapeutique. / Sepsis results in a sustained immune dysfunction responsible for poor prognosis and nosocomial infections. Sepsis physiology remains poorly understood and no treatment exists currently, excepted from antibiotherapy and life-support techniques. We asked if myeloid cells could play a role in this sustained immune dysfunction. We demonstrated that Peripheral CD14+HLA-DRlow/- monocytic-myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) and CD14-CD15+ low-density granulocytes identified as granulocytic- (G-)MDSCs were increased in septic patients. In vitro, arginase and IDO activities relied on MDSCs and depletion of both subsets restored T-cell proliferation. The initial proportion of G-MDSC predicted occurrence of nosocomial infections. Similarly, high plasma Indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) activity and arginase 1 level were associated with poor outcome. Altogether, our results demonstrate that myeloid cells acquire suppressive functions during sepsis, partially responsible for the sustained immune dysfunction and poor outcome. MDSCs may become a future therapeutic target to restore the immune capacities of septic patients.

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