Les petits ARN (ARNS) sont impliqués dans la régulation post-transcriptionnelle des voies métaboliques et dans les réponses aux stress et la virulence. Chez Staphyloccus Aureus, RNAIII, l’effecteur principal du système AGR, agit comme un ARN antisens pour réguler l’expression de protéines de parois cellulaires et de nombreux cytotoxines en fin de phase de croissance exponentielle. Une série de petits ARN-RSA, ont été découverts par notre équipe en 2009. Les objectifs de cette étude sont : 1) Construire des outils génétiques pour étudier leurs fonctions, II) Analyser leur expression dans diverses conditions in Vitro et in Vivo. Ainsi, nous avons déterminé le niveau d’expression de 4 ARNS (RSAA, RSAE, RASG et RSAH) et ARNIII, lorsque la bactérie a été exposée à divers antibiotiques ou en contact avec d’autres bactéries comme Pseudomonas. Des concentrations sub-inhibitrices (1/16 et 1/8 MIC) de la lévofloxacine augmentent l’expression de RSAH dans RN6390, mas pas dans HG001. Le niveau d’expression de RSAG et RSAH ont été augmentés en présence de P. Aeruginosa, mais le mécanisme de cet effet n’a pas été élucidé. Les données obtenues à partir d’échantillons humains ont montré que l’expression globale des cinq petits ARN a été extrêmement variable dans les abcès, plus homogène dans les crachats des patients atteints de mucoviscidose, et très homogène dans les échantillons de colonisation nasale. Le modèle d’expression particulier des ARNS associé à la colonisation nasale pourrait refléter le commensalisme de S. Aureus dans cette niche. / Small RNAs (sRNAs) are involved in the post-transcriptional regulation of metabolic pathways and in responses to stress and virulence. In Staphylococcus aureus, RNAIII, the main effector of the Agr system, acts as an antisense RNA to regulate the expression of many cell wall proteins and cytotoxins in late-exponential growth phase. A series of novel sRNAs – Rsa were discovered by our team in 2009. The objective of this study is i) to construct genetic tools to study their functions and ii) to analyze their expression in various conditions in vitro and in vivo. Thus, we determined the expression level of 4 sRNAs (RsaA, RsaE, RsaG and RsaH) and RNAIII, when the bacterium was exposed to various antibiotics or in contact with other bacteria such as Pseudomonas. Subinhibitory concentrations (1/16 and 1/8 MIC) of levofloxacin could enhance the RsaH expression in RN6390, not in HG001. RsaG and RsaH level were increased in the presence of P. aeruginosa, however the mechanism of this effect has not been elucidated. Data obtained from human samples showed that the global expression of the five sRNAs was extremely variable in the abscesses, more homogeneous in the sputa of cystic fibrosis patients, and highly uniform in the nasal carrier samples. The unique expression pattern of sRNA associated with nasal colonization might reflect the commensalism of S. aureus in this niche.

O Ácido Indol Acético (AIA) é um hormônio, denominado auxina e há uma correlação direta entre o efeito citotóxico do AIA e da atividade da peroxidase nas células animais. Os Neutrófilos apresentam uma alta atividade de peroxidase e o AIA gera uma mudança ultra-estrutural e morte destas células em cultura. Entretanto, estudos in vivo mostram que a administração de AIA em baixas doses não promove um efeito prooxidante em neutrófilos e esta suplementação aumenta o englobamento de partículas de Zymosan por estas células. No presente estudo foram avaliados os efeitos da administração do AIA na capacidade fagocitária e na integridade celular de neutrófilos de ratos, observando os seguintes parâmetros: i) capacidade fagocitária – englobamento e morte de Staphylococcus aureus; ii) integridade celular – integridade da membrana plasmática, fragmentação de DNA e potencial transmembrana mitocondrial e iii) atividade de mieloperoxidase. O tratamento aplicado com AIA não apresentou alteração significante na capacidade de englobamento e morte de S. aureus pelos neutrófilos quando aos controles. A integridade celular e atividade de mieloperoxidase nos neutrófilos não foram alteradas pela suplementação com AIA comparadas aos controles. A administração de AIA em baixas doses não mostrou efeito na morte de S. aureus pelos neutrófilos o mesmo também não alterou a integridade celular e a atividade da mieloperoxidase destas células. / Indole acetic acid is (IAA) a hormone termed auxins and there is a direct correlation between the cytotoxic effect of IAA and the peroxidase activity of the animal cells. Neutrophils present a higher peroxidase activity and the IAA leads to marked ultra structural changes and death on these cells in culture. However studies in vivo show that IAA administration at low doses does not promoting a prooxidant effect on neutrophil and this supplementation to increase of the engulfment of Zymosan particles by these cells. In present study were evaluated the effect of IAA administration in the phagocytic capacity and cellular integrity on rat’s neutrophils from the following parameters: i) phagocytic capacity – engulfment and killing of the Staphylococcus aureus; ii) cellular integrity – plasma membrane integrity, DNA fragmentation and mitochondrial transmembrane potential and iii) myeloperoxidase activity. The IAA treatment imposed did not show another significant alteration in the S. aureus engulfment and killing capacity by neutrophils to compare with controls. The cellular integrity and myeloperoxidase activity in the neutrophils did not have alteration by IAA supplementation to compare with the controls. In conclusion the IAA administration at low doses did not show effective action in S. aureus killing by neutrophils and the same time as did not alter the cellular integrity and myeloperoxidase activity by this cell.

Biofilmes de estafilococos têm se tornado uma das grandes preocupações da indústria de lácteos, principalmente em decorrência do ritmo de produção intenso, automação das plantas de processamento e exigência cada vez maior quanto à qualidade microbiológica de leite e derivados. O presente estudo teve por objetivo identificar cepas de S. aureus potencialmente produtoras de biofilmes isoladas de 3 laticínios produtores de queijo Minas frescal, avaliar a influência da temperatura e da superfície de contato (aço inoxidável e polipropileno) no processo de adesão bacteriana, bem como a eficácia de um protocolo simulado de limpeza e sanificação na remoção das células aderidas. Para as análises genotípicas pesquisaram-se os genes icaA e icaD nos isolados, relacionados à produção de polissacarídeos de adesão celular e exopolissacarídeos da matriz de biofilmes. Os ensaios de biofilmes foram realizados em cupons incubados em um reator de biofilmes, comparando-se a adesão frente a duas temperaturas (5°C e 35°C), duas superfícies (aço inoxidável e polipropileno) e quatro tempos de contato (3, 6, 12 horas e após processo de limpeza e sanificação). Para avaliação da eficácia do processo na remoção das células aderidas, foram utilizados detergente neutro (3,5% v/v) e sanificante à base de hipoclorito de sódio (1000 mg.L-1), de modo a simular a situação observada em um dos laticínios estudados. Foi detectada a presença dos genes icaA e icaD em 74% e 77% dos isolados, respectivamente; 70% dos isolados apresentaram ambos os genes, enquanto 19% não apresentaram nenhum. O número de células aderidas em ambas as superfícies foi em torno de 3 e 6 log10 UFC.cm-2 nas temperaturas de 5°C e 35°C, respectivamente, para a maioria das situações avaliadas, com aumento significativo no decorrer dos períodos avaliados. De maneira geral, a temperatura de 35°C favoreceu uma maior adesão de S. aureus. A 5°C, houve considerável número de células aderidas, mas em populações significativamente inferiores às observadas a 35°C. O protocolo de limpeza e sanificação mostrou-se ineficaz na remoção das células aderidas; uma melhor atuação do hipoclorito de sódio foi observada a 5°C, o que deve estar relacionado à menor adesão observada nessa temperatura. De qualquer forma, o processo não foi capaz de reduzir a níveis seguros a quantidade de S. aureus aderida a ambas as superfícies, nas condições avaliadas. O estudo demonstrou a capacidade de adesão de S. aureus isolados de laticínios em superfícies comumente encontradas na produção de queijo Minas frescal, situação que pode favorecer o desenvolvimento de biofilmes em equipamentos e utensílios, conferindo risco à saúde dos consumidores. / Staphylococci biofilms have become a major concern for the dairy industry, mainly due to the intensive production flow, automation of processing plants and increased demand on the microbiological quality of dairy products. This study aims to identify isolated S. aureus strains potentially producers of biofilms from 3 dairies of Minas fresh cheese, evaluate the influence of temperature and the contact surface (stainless steel and polypropylene) in the bacterial adhesion process, as well as the efficacy of an hygiene and sanitation simulated protocol in removing the adhered cells. For genotypic analyzes, the presence of icaA and icaD in strains were sought related to polysaccharide production in cell adhesion and exopolysaccharide of biofilm matrix. Biofilms trials were performed in biofilm coupons incubated in biofilm reactor, comparing the adhesion with two temperatures (5°C and 35°C), two surfaces (stainless steel and polypropylene) and four contact times (3, 6, 12 hours and after cleaning and sanitizing process). To evaluate the process effectiveness in removing the adhered cells, neutral detergent (3.5% v/v) and sanitizing based on sodium hypochlorite (1000 mg.L-1) were used in order to simulate the observed situation in one of the dairy products studied. The presence of icaA and icaD genes was detected in 74% and 77% of strains, respectively; 70% of the isolates showed both genes, whereas 19% of it showed no genes. The number of cells adhered on both surfaces was about 3 and 6 log10 FCU.cm-2 in temperatures of 5 °C and 35 °C, respectively, for most situations evaluated, with a significant increase over the evaluation period. In general, the temperature of 35°C favored a greater adherence of S. aureus. At 5°C, there was a considerable number of adhered cells, but in populations significantly lower than those observed at 35°C. The cleaning and sanitizing protocol was ineffective in removing adhered cells; a better performance of sodium hypochlorite was observed at 5°C, which should be related to lower adherence observed at this temperature. At all, the process was not able to reduce the amount of S. aureus adhered on both surfaces to safe levels under the conditions evaluated. The study demonstrated the ability of adhesion of isolated S. aureus from dairy on surfaces commonly found in Minas fresh cheese production, a situation that may favor the development of biofilms on equipment and utensils, indicating health risk to the consumers.

Staphylococcus aureus est un agent pathogène opportuniste responsable d’infections communautaires et nosocomiales pour lesquelles les traitements sont compliqués du fait de l'émergence de souches multi-résistantes. L’adaptation rapide de S. aureus à de multiples conditions de croissance contribue à sa virulence ; elle dépend de nombreux facteurs incluant la régulation des petits ARN (ARNrég). Nous avons réalisé une étude précise de tous les petits ARN de la souche modèle HG003, un dérivé de la souche NCTC8325 couramment utilisé pour les études de régulation génétique chez S. aureus. C'est une tâche complexe qui est essentielle pour réaliser des études moléculaires et fonctionnelles. Nous avons trouvé environ 50 authentiques (bona fide) petits ARN, un nombre beaucoup plus faible que précédemment rapporté. Comme la plupart des ARNrég contribuent à une « régulation fine » de l'expression génique, les phénotypes dépendants des ARNrég sont généralement difficiles à détecter. Cependant, ces phénotypes peuvent apparaître comme un caractère important après plusieurs générations sous une pression sélective. Nous avons développé une stratégie expérimentale pour mesurer l’évolution de la quantité de mutants d’ARNrég dans une population de mutants de S. aureus. Nous avons construit une collection de quatre-vingts mutants d’ARNrég dans la souche HG003. Chaque gène d’ARNrég est remplacé par une séquence d'ADN « code-barres » spécifique pour l’identification des mutants. La bibliothèque de mutants est cultivée dans différentes conditions de croissance, les codes-barres sont amplifiés par PCR et comptés par séquençage massif. Nous pouvons ainsi déterminer les mutants qui diminuent ou s'accumulent pendant une condition de stress et inférer une fonction à certains ARNrég. L'utilisation d'amorces spécifiques permet de multiplexer 50 conditions expérimentales. Nous nous sommes posés la question suivante : les ARNrég de S. aureus participent-t-ils à la résistance aux antibiotiques ? Dans ce mémoire, nous présentons des données en utilisant la méthode décrite ci-dessus. La bibliothèque de mutants d’ARNrég a été testée en présence de 10 antibiotiques ciblant les enveloppes, la synthèse des protéines, la réplication de l'ADN ou la synthèse de l'ARN. Plusieurs mutants sont affectés par les conditions de croissance testées. Par exemple, la proportion du mutant sau6836 augmente considérablement en présence de vancomycine et est réduite en présence de flucloxacilline, cloxacilline ou céfazoline. La proportion du mutant ARNIII-agr augmente progressivement en présence de gentamicine, de linézolide et de clindamycine. La proportion de mutant d'ARN 6S diminue significativement en présence de rifampicine. Il est important de noter que l'ARN 6S et la rifampicine ciblent l'ARN polymérase. L’ARNrég RsaA est un régulateur des autolysines dont l’absence affecte la survie en présence de ciprofloxacine. Ces exemples illustrent la puissance des expériences de compétition pour identifier les phénotypes dépendants des ARNrég et révèlent que plusieurs ARNrég contribuent à moduler la résistance aux antibiotiques. / Staphylococcus aureus is an opportunistic pathogen and one of the major bacteria responsible for community-acquired and nosocomial infections for which the treatment is complicated by the emergence of multidrug resistant strains. Its adaptation to multiple growth conditions, which contributes to its virulence, is under the control of numerous factors including regulatory RNAs, often called sRNAs for small RNAs. We performed an accurate survey of all sRNAs from the model strain HG003, a NCTC8325 derivative commonly used for S. aureus genetic regulation studies. It is a complex task, essential to accomplish molecular and functional studies. We found about 50 bona fide sRNAs, a number much lower than previously reported.As most sRNAs contribute to the "fine-tuning" of gene expression, sRNA-dependent phenotypes are generally difficult to detect. However, sRNA-mediated phenotypes may emerge as dominant traits after a few generations under selective pressure. We set up an experimental strategy to evaluate the fitness of S. aureus sRNA mutants within a population of sRNA mutants. A library of eighty HG003 mutants with sRNA genes replaced by specific DNA “barcode” sequences to allow the identification of each mutant was constructed. The mutant library was grown in different conditions, DNA barcodes were PCR and counted by DNA-seq. Mutants diminishing or accumulating during a stress condition provide information on sRNA functions. The use of specific primers allows multiplexing 50 experimental conditions in one DNA-seq library. We questioned whether sRNAs could affect the antibiotic resistance in S. aureus. Here, we present data using the above-described method with the sRNA mutant library tested in the presence of 10 antibiotics (targeting the cell wall and cell membrane, inhibiting the biosynthesis of protein, interrupting DNA replication and RNA synthesis of bacteria). Several mutants were affected by the tested growth conditions. For examples, the proportion of mutant sau6836 increases dramatically in vancomycin and reduces in flucloxacillin, cloxacillin and cefazolin. The proportion of RNAIII-agr mutant increases progressively in the presence of gentamicin, linezolid and clindamycin. The proportion of 6S RNA mutant decreases significantly in the presence of rifampicin. Interestingly, the 6S RNA and the rifampicin are targeting the RNA polymerase. The sRNA RsaA targets a regulator of autolytic activities and its corresponding mutant is remarkably reduced in the presence of ciprofloxacin. These examples illustrate the power of fitness experiments to identify phenotypes and reveals that several sRNAs contribute to modulate the resistance to antibiotics.

Staphylococcus aureus d'origine communautaire (SARM-C) est responsable d'infections sévères comme la pneumonie nécrosante. La leucocidine de Panton-Valentine (PVL), l'Hémolysine-α(Hla) et la protéine A (Spa) sont les facteurs de virulence impliqués dans cette infection. L'analyse bibliographique montre que les polynucléaires neutrophiles (PNN) sont la principale cible de la PVL et que les α-défensines secrétées par les PNN peuvent neutraliser des toxines bactériennes. De plus, il est montré que des antibiotiques modulent la sécrétion des facteurs de virulence par S. aureus. Dans ce contexte, nous avons étudié l'effet des défensines sur la cytotoxicité de la PVL ainsi que l'effet des antibiotiques seuls et couplés aux défensines sur la production de PVL, Hla et Spa par des SARM-C. Nous montrons pour la première fois que les défensines peuvent diminuer la cytotoxicité de la PVL. Dans la deuxième partie du travail personnel, nous avons observé que l'effet de faibles concentrations d'antibiotique sur les SARM- C dépendait de l'antibiotique et du facteur de virulence. La clindamycine et le linézolide diminuent la PVL, Hla et Spa alors que la tigécycline supprime essentiellement la production de PVL. La daptomycine et la vancomycine n'ont pas d'effet. Nous avons démontré que l'effet des α-défensines couplé aux antibiotiques sur la virulence concerne essentiellement Spa. De façon intéressante, les α-défensines couplé aux antibiotiques ne diminuent pas la production de Spa pour le clone USA300 contrairement aux autres SARM-C, ce qui pourrait expliquer la sévérité de ses infections et son succès épidémique / Community Acquired Methicillin Resistant Staphylococcus aureus (CA-MRSA) induce severe diseases such as necrotizing pneumonia. Panton-Valentine Leucocidin (PVL), Hémolysine-α(Hla) and protein A (Spa) are important virulence factors involved in this infection. The literature review shows that polymorphonuclear neutrophils (PMNs) are the target cells of PVL action in lungs and α-defensins secreted by PMNs have the capability to neutralize bacterial toxins. Moreover, low concentrations of antibiotic can modulate virulence factor production by S. aureus. In this context, the goal of this work was to study the impact of defensins on various cytotoxicity effects induced by PVL on human PMNs and to study the effect of antibiotics combined with defensins on the production of PVL, Hla and Spa by CA-MRSA. We show for the first time that α-defensins can decrease PVL toxicity mainly interacting with pore formation. Secondly, we show that low concentrations of antibiotic s’ effect on CA-MRSA virulence expression depend on the antibiotic and the virulence factor. Clindamycin and linezolid consistently suppress the expression of PVL, Hla and Spa by CA-MRSA, whereas tigecycline specifically suppress PVL expression. Daptomycin and vancomycin have no significant effects at these concentrations. For the first time, we demonstrate that the modulatory effect of α-defensins on virulence, in conjunction with antibiotics, mainly regards Spa production. Interestingly, antibiotics and defensins do not decrease Spa expression in USA300, unlike in other CA-MRSA clones. It could explain the severity of USA300 related infections and the spreading success of this CA-MRSA lineage

Conventional bacteriological methods to establish bacterial burden and distribution in infected tissues in vivo animal models typically require extensive bacteriological procedures and therefore are time consuming. An alternative approach has been suggested to use optical markers, such as luciferases, to labeled pathogens and monitor their progress and distribution in real time. The objective of the work presented in this document was to validate the use of Biophotonic Imaging (BI) through in vitro studies as a first step toward the development of in vivo models to study infectious disease in the bovine. For example, the feasibility of detecting bioluminescent Escherichia coli (E. coli-lux) from within the different bovine reproductive tract segments was studied. Up to 17 % transference of photonic emissions (PE) was detected through the reproductive tract, suggesting that in vivo or in situ models may provide a novel approach for in real time screening of uterine infections in large farm animal models. Further in vitro research conducted toward the development of approaches for non invasive detection of lux-bacteria in bovine mastitis models demonstrated that detection through the bovine mammary gland might be limited due to tissue thickness and density. However, imaging of Staphylococcus aureus (S. aureus)-lux presence in teat-end skin wound in vitro models demonstrated promising results. Furthermore, trials demonstrated that imaging of lux-bacteria in milk samples, as means to estimate bacterial cell numbers (CFU), represent an efficient model to monitor bacterial progression in vivo mastitis models. According to these findings, the efficacy of an intramammary antimicrobial agent was evaluated in real time using S. aureus-lux in vivo mastitis models conducted in lactating dairy cows. Photonic emissions from milk samples collected from challenged quarters with S. aureus-lux resulted to be an excellent predictor of CFU, as demonstrated by the high and positive correlation (0.99; P < 0.0001) between CFU and PE. In addition, BI provided in real time information regarding spatial distribution of S. aureus-lux in infected mammary gland quarters ex vivo. Collectively, this date positions BI as novel and promising tool to improve current bacteriological methods to better understand pathogenesis of bovine mastitis infections.

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UNIFSJ / A colonização por Staphylococcus aureus representa o principal risco para infecções, principalmente em crianças, que apresentam elevada morbimortalidade relacionada a este patógeno. Tal microrganismo apresenta grande variabilidade molecular que confere mudanças epidemiológicas constantes. Linhagens com características variadas de resistência e virulência emergem e sucumbem, constituindo-se em um desafio para a saúde pública mundial. Nos últimos anos, alguns estudos têm sugerido uma mudança epidemiológica nas linhagens de S. aureus resistentes a meticilina (MRSA) no Brasil. O objetivo do presente estudo é atualizar o conhecimento acerca da epidemiologia molecular de MRSA colonizando crianças e adolescentes em Niterói – Rio de Janeiro. Trata-se de estudo de corte transversal, realizado com crianças e adolescentes, de zero a 16 anos, em creches, ambulatórios e hospitais na cidade de Niterói-RJ, no período de agosto de 2011 a junho de 2013. Um total de 1500 participantes (500 de creches, 500 de ambulatório e 500 de hospitais) foi submetido à coleta de secreção nasal por meio de swabs para pesquisa de MRSA. Destes, 749 (49,9%) das 1500 amostras foram caracterizados como S. aureus, sendo 288 (57,6%) das 500 amostras de ambulatório, 239 (47,8%) das 500 de hospitais e 222 (44,4%) das 500 das creches desta região. Do total, 144 (9,6%) das 1500 amostras foram caracterizadas como MRSA, sendo 31 (6,2%) das 500 das creches, 45(9%) das 500 de ambulatório e 68 (13,6%) das 500 dos hospitais. As 144 amostras de MRSA foram submetidas às técnicas de genotipificação por PCR dos genes mecA, lukS/lukFPV e SA442 para a identificação do gene de resistência a meticilina, da leucocidina Panton-Valentine (PVL) e confirmação da espécie S. aureus, respectivamente. Foram realizados testes de susceptibilidade antimicrobiana com 14 antimicrobianos selecionados de acordo com o CLSI (2012). Também foram realizados PCR-multiplex para identificação do tipo de cassete mec (SCCmec) e sequenciamento dos genes da proteína A (spa-Typing) e genes constitutivos (MLST), para a caracterização molecular das linhagens de MRSA. Observou-se a prevalência de diferentes clones de MRSA, incluindo os mais frequentes, ST5-MRSA-IV (CC5) e ST30-MRSA-IV (CC30), cujas características, corroboram com a literatura de linhagens de grande relevância, disseminadas em nível pandêmico, “Clone pediátrico” e “Clone SWP”, respectivamente. Nas creches e nos hospitais, foram identificados seis de complexos clonais (CC) diferentes em cada cenário. Já o ambulatório apresentou nove CCs diferentes. O PVL foi observado em 30 (54,5%) das 55 CC30. Das amostras classificadas como CC5 34 (57,6%) de 59 apresentaram resistência ou resistência intermediária à eritromicina. Evidenciou-se variação sazonal de colonização por MRSA, com maior frequência no verão. Nossos resultados confirmam a mudança epidemiológica do até então conhecido Clone Epidêmico Brasileiro para linhagens amplamente descritas pela literatura e disseminadas em nível pandêmico, com grande relevância, conhecidas como “Clone Pediátrico” e “Clone SWP” em crianças e adolescentes no Brasil, com variação sazonal na frequência de colonização por MRSA. Tais achados são relevantes para uma melhor compreensão do comportamento epidemiológico da colonização por MRSA em nível local, com informações que auxiliem nas estratégias de vigilância epidemiológica para o controle desse patógeno. / The colonization by Staphylococcus aureus (S. aureus) is the main risk factor for infections, especially in children who have high morbidity and mortality related to this pathogen. This microorganism has large molecular variability that provides constant epidemiological changes. Lineages with varied characteristics of resistance and virulence emerge and succumb, constituting a challenge to global public health. In recent years, some epidemiologic studies have suggested a change in strains of methicillin-resistant S. aureus (MRSA) in Brazil. The aim of this study is to update the knowledge of the molecular epidemiology of MRSA colonizing children and adolescents in Niterói - Rio de Janeiro. This is a cross-sectional study, conducted with children and adolescents in community day care centers, outpatient clinics and hospitals in Niterói, RJ, from August 2011 to June 2013. A total of 1500 participants (500 of day care centers, 500 of outpatient clinic and 500 of hospitals) was submitted to nasal secretion collection using swabs for MRSA research. Of these, 749/1500 (49.9%) were characterized as S. aureus, being that 288/500 (57.6%) were of outpatient clinic, 239/500 (47.8%) of hospitals and 222/500 (44.4 %) of the day cares centers. Among the samples of S. aureus 144/1500 (9.6%) were characterized as MRSA, with 31/500 (6.2%) from day care centers, 45/500 (9%) from outpatient clinics and 68/500 (13 6%) of hospitals. The 144 samples of MRSA were submitted to genotyping by PCR from the mecA, luks/lukFPV and SA442 genes to identifi of methicillin resistance gene, the Panton-Valentine leukocidin (PVL) toxin and species, respectively. Antimicrobial susceptibility tests were performed with 14 antimicrobials selected according to the CLSI (2012). It was also performed multiplex-PCR to identify the type of cassette mec (SCCmec) and sequencing of the genes of protein A (spa-Typing) and constitutive genes (MLST), for molecular characterization of MRSA lineages. We observed the prevalence of different MRSA, including the most commons, ST5-MRSA-IV (CC5) and ST30-MRSA-IV (CC30), whose characteristics corroborate with the literature of relevant lineages, disseminated on pandemic level, "Pediatric Clone" and "SWP Clone", respectively. In day care centers and hospitals six types of different clonal complexes (CC) have been identified in each environment, and the outpatient clinics had nine different CCs. The CC30 showed a frequency of 54.5% (30/55) for positivity of PVL genes. Samples classified as CC5 showed 57.6% (34/59) of resistance or intermediate resistance to erythromycin. This finding corroborates with literature, which describes about the epidemiological distribution of these strains. Our results confirm the epidemiological change of the Epidemic Brazilian Clone to strains widely described in the literature with pandemic level of disseminated and great relevance, known as "Pediatric Clone" and "SWP Clone" in children and adolescents in Brazil with seasonal variation in the frequency of MRSA colonization. These findings are relevant for a better understanding of the epidemiological changes of MRSA colonization locally, with information that assists in epidemiological surveillance strategies for the control of this pathogen.

Les infections causées par Staphylococcus aureus sont associées à un fort taux de mortalité au sein de la société. En plus d'être responsable de diverses infections, cette bactérie possède une panoplie de résistances aux antibiotiques ce qui rend son traitement beaucoup plus difficile. La vaccination semble être la voie la plus prometteuse compte tenu de l'inefficacité des antibiotiques. Bien que cette bactérie cause beaucoup de dommages, il est difficile d'enrayer toute source de S. aureus puisque celle-ci est un commensal de l'humain et se retrouve au niveau du nez et sur la peau de porteurs sains. L'étude de l'efficacité d'un vaccin suite à une infection septicémique avec différentes souches de S. aureus chez la souris était le principal objectif du présent projet. Il s'agissait donc de comparer la protection immunitaire engendrée par le vaccin face à ces souches. Les souches SHY97-3906 (isolat de mammite), MRSA256c (isolat nasal chez l'humain) et Newman (souche contrôle séquencée, isolée au départ d'une ostéomyélite) ont été utilisées. Le vaccin que nous avons employé est composé de quatre protéines différentes hautement conservées chez les différentes souches de S. aureus soit; IsdB (iron-regulated surface determinant ), HarA/IsdH (haptoglobin receptor A ), CIfA (clumping factor A ) et GapC/B (glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase). De plus, deux adjuvants ont été utilisés, le PCEP (polyphosphazene ) et le pGM-CSF (granulocyte-macrophage colony-stimulating factor plasmidique). Ces différents éléments de notre vaccin ont été choisis suite à des résultats préliminaires obtenus au laboratoire par Marie Rivest. Ce vaccin a donc été testé chez la souris (CD-1) face à une infection septicémique. Suite à des résultats non concluants, l'objectif de l'étude s'est plutôt redirigé vers l'investigation de l'échec du vaccin face à la septicémie. Puisque le vaccin ne semblait pas pouvoir contenir l'infection, il était important de vérifier l'efficacité des anticorps à lier la bactérie. Une grande variabilité a été obtenue ce qui a poussé l'analyse plus loin, au niveau de l'expression des gènes cibles. Des PCR réguliers et quantitatifs ont été réalisés sur les différentes souches afin de déterminer les différences d'expression. De plus, lors de mise au point du modèle de septicémie des différences notables de virulence in vivo avaient été observées entre les souches de S. aureus . Un lien a donc pu être fait entre l'habileté des anticorps à lier les souches, l'expression des protéines cibles et la virulence des souches afin d'expliquer en partie, l'échec de notre vaccin face à S. aureus . Comme il a été démontré dans la littérature que les individus portant S. aureus au niveau du nez étaient plus enclins à développer des infections, une mise au point du modèle nasal a été effectuée. Cependant, aucun résultat significatif au niveau de la protection n'a été obtenu.

La fibrose kystique est une maladie génétique et transmissible qui affecte particulièrement les fonctions respiratoires des patients atteints. Ce déclin du système respiratoire est entre autres le résultat de la présence de différents pathogènes causant des infections. Staphylococcus aureus est l'un des pathogènes les plus fréquemment retrouvés dans cet environnement. Ce pathogène pouvant être associé à différents types d'infections chez l'être humain, utilise différentes stratégies qui lui permettre [i.e. permettent] de tirer avantage des multiples environnements où il peut se retrouver. L'une de ces stratégies est d'adopter un phénotype particulier nommé : small-colony variant (SCV). Le profil transcriptionnel particulier des SCVs tend à les associer aux infections de type chronique. De plus, la résistance accrue aux aminoglycosides aussi bien qu'aux inhibiteurs de la voie des folates font des SCVs des pathogènes plus difficiles à éliminer par les traitements conventionnels. Malgré le fait que nos connaissances sur les SCVs ne cessent d'augmenter, les facteurs sous-jacents à leur présence dans certaines pathologies comme celle retrouvée chez les patients fibro-kystiques sont encore mal définis. Il est connu que certains facteurs tels que des antibiotiques et des exoproduits bactériens favorisent leur présence in vitro. Cependant, l'impact in vivo de ces facteurs ainsi que le rôle que jouent les infections à S. aureus chez ces patients ne sont toujours pas bien compris. Les projets présentés dans ce travail ont pour but de mieux caractériser les infections à S. aureus et plus particulièrement celles produites par les SCVs chez les patients atteints de cette maladie. Le premier volet est une étude clinique qui a permis de faire le constat de l'importante proportion d'isolats de S. aureus portant des résistances à différents antibiotiques cliniquement utilisés. Bien qu'aucun facteur environnemental n'ait pu être mis en cause pour la présence de SCVs, leur capacité à produire plus de biofilm ainsi que leur sensibilité réduite aux aminoglycosides a été mise en évidence. Malgré ces caractéristiques inquiétantes, les résultats de cette étude pilote semblent montrer que la présence de S. aureus et des SCVs à [i.e. a] peu d'impact sur les fonctions respiratoires des patients comparativement à P. aeruginosa. Cependant, il n'est pas exclu que la présence de S. aureus et des SCVs ait un effet important sur l'incidence de P. aeruginosa et les interactions bactériennes pouvant modulées [i.e. moduler] la santé des patients. Dans cette optique, le deuxième projet à [i.e. a] permis de mieux comprendre les mécanismes qu'utilisaient S. aureus lui permettant, face à la présence de P. aeruginosa, de passer au phénotype SCV. Ce projet connexe a démontré l'importance du facteur alternatif sigB dans le mécanisme d'acquisition du phénotype SCV en réponse au HQNO, un exoproduit de P. aeruginosa. Il a également permis de mieux comprendre les effets transcriptionnels de cette molécule sur S. aureus ainsi que son impact global sur la production de biofilm. Ces travaux ont contribué à mieux comprendre les infections bactériennes, en grande partie responsables de la diminution des fonctions respiratoires chez les patients atteints de la fibrose kystique. Éventuellement, ces travaux pourront permettre de mieux gérer ces infections et d'améliorer ainsi la qualité de vie des personnes aux prises avec cette pathologie, encore incurable.

La fibrose kystique (FK) est une maladie génétique autosomale récessive conduisant à une défaillance pulmonaire mortelle. Celle-ci est causée par l’expression dysfonctionnelle de l’allèle CFTR codant pour une protéine transmembranaire impliquée dans le transport Cl- des cellules de l’épithélium pulmonaire vers la lumière des voies respiratoires. Cette mutation induit la production d’un mucus visqueux qui entrave les voies respiratoires et favorise l’accumulation de bactéries pathogènes. L’éradication de cette présence bactérienne est maintenant l’enjeu primordial chez les patients FK afin de procurer un bien-être et de prolonger l’espérance de vie de ceux-ci. Le cheval de bataille de cette lutte au mieux-être du patient FK s’appuie en partie sur l’efficacité des antibiotiques. Cependant, nous nous heurtons à la capacité d’adaptation des bactéries face à l’antibiothérapie, ce qui nous conduit à développer sans cesse de nouvelles molécules thérapeutiques. Ainsi, l’essence de ce projet de recherche a été de caractériser l’efficacité de la tomatidine (TO); l’aglycone de la tomatine (un glycoalcaloïde), produit par les plants de tomate et de son analogue : la molécule FC04-100. Par le passé, notre laboratoire a établi que la TO possède une action antibactérienne contre Staphylococcus aureus prototype via l’inhibition de l’expression des facteurs de virulences associés au système de régulation ARG ainsi qu’en agissant comme potentialisateur d’action des aminoglycosides (AMI). De plus, la TO est également un inhibiteur de la réplication intracellulaire de S. aureus small-colony variant (SCV) infectant des cellules épithéliales pulmonaires différenciées (Calu-3). Le premier volet de mon projet a été consacré à l’évaluation du potentiel d’action de la TO contre S. aureus et Pseudomonas aeruginosa; deux bactéries fréquemment co-isolées des poumons des patients. Ainsi, lors de cette étude, j’ai démontré pour la première fois que la TO peut être employée seule contre S. aureus en tant qu’agent bactéricide lorsque celle-ci est utilisée en présence de P. aeruginosa. Ce phénomène dépend de la production par P. aeruginosa, du 2-heptyl-4-quinolone-N-oxide (HQNO) de l’endopeptidase LasA. De plus, j’ai évalué la possibilité d’utiliser un AMI et TO lorsque S. aureus et P. aeruginosa sont en co-culture afin de réduire la population bactérienne de ces deux pathogènes. Les résultats obtenus ont permis de démontrer qu’une combinaison, de tobramycine (TOB) et TO, permet d’inhiber significativement la croissance bactérienne d’un S. aureus résistant à la méthiciline (MRSA) résistant à la TOB et P. aeruginosa, co-cultivés en condition planctonique. Le deuxième volet de ma maîtrise visait à mesurer l’efficacité antibactérienne de FC04-100 en collaboration avec ma collègue Isabelle Guay. Pour ce projet, j’ai démontré l’efficacité de la combinaison FC04-100 et la gentamicine (GEN) contre un biofilm de S. aureus. Pour ce faire, j’ai utilisé une méthode de culture en microplaque 96 puits, permettant ainsi de former plusieurs bioflims et de tester plusieurs concentrations d’antibiotiques. Les résultats suite à l’exposition des biofilms à la combinaison TO-GEN ont démontré qu’il était possible de réduire significativement la viabilité bactérienne de S. aureus en biofilm. De plus, j’ai comparé l’efficacité de FC04-100 à TO dans un essai d’infection de cellules Calu-3 différenciées et infectées par une souche clinique de S. aureus SCV. Les résultats révèlent que ces deux composés diminuent significativement la viabilité bactérienne, et ce, en proportion similaire par rapport aux cellules infectées non traitées. L’ensemble des résultats obtenus dans ces deux projets a permis de démontrer clairement le potentiel antimicrobien de la TO et de son analogue FC04-100. Cette découverte apporte donc un nouveau squelette de molécule qui pourrait s’avérer utilisable comme antibiotique.