Responsable: Emmanuelle DE, Professeure des Universités

Les travaux développés par l’équipe « BRICS » (Biofilms, Résistance, Interactions Cellules-Surfaces) s’inscrivent dans la thématique « Nouvelles cibles thérapeutiques et molécules pour la lutte contre le biofilm » développée par l’Axe « Polymères et Vivant ». Ils sont basés sur l’étude des interactions des bactéries avec les surfaces (biotiques et abiotiques) et sur les mécanismes de résistance mobilisés par les micro-organismes, en particulier lorsque ceux-ci sont organisés en mode « biofilm ». Le groupe travaille ainsi à deux niveaux : la bactérie et le matériau.

Concernant la bactérie, nous cherchons à identifier les déterminants moléculaires (protéines, polysaccharides, lipides) impliqués dans l’architecture du biofilm ou dans les interactions des micro-organismes avec les surfaces, ainsi que ceux responsables de la résistance/tolérance microbienne aux antibiotiques. Les approches « omiques », protéomiques (protéomes total et membranaire) et lipidomique, sont utilisées de façon privilégiée. L’analyse protéomique nous permet aussi d’accéder aux modifications post-traductionnelles (phosphoprotéome, acétylome, succinylome) portées par de nombreuses protéines. Les bactéries étudiées sont majoritairement des Gram négatifs, comme Pseudomonas aeruginosa et Acinetobacter baumannii, agents pathogènes dont les mécanismes de résistance aux antibiotiques sont particulièrement problématiques à l’heure actuelle. L’OMS les a récemment classés comme agents pathogènes « Critiques » pour lesquels il est urgent de développer de nouvelles stratégies de lutte. Ainsi, la recherche de nouvelles molécules antibactériennes/antibiofilms provenant de diverses sources, fongique, végétale ou animale, constitue également un volet essentiel et complémentaire de notre recherche. Nos objectifs sont donc multiples : recherche de marqueurs de l’état adhérent et caractérisation des cascades métaboliques mobilisées lors de l’adhésion en vue de l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques, et donc la recherche de nouvelles stratégies de lutte contre les biofilms.

Ces approches fondamentales nous permettent d’appréhender le volet « matériau » de façon originale en fournissant de nouvelles cibles ou nouvelles molécules efficaces contre l’adhésion bactérienne sur les supports. Nous travaillons étroitement avec les équipes SCC et BIOMAT de l’axe et les différents membres de PBS, pour élaborer de nouveaux matériaux antibiofilms en modifiant par exemple leurs propriétés de surface (fonctionnalisation par des peptides antibactériens, traitements physiques, …) ou en leur conférant des propriétés de relargage contrôlé d’agents thérapeutiques grâce à leur micro-/ nano-structuration.

Enfin, l’équipe BRICS participe activement au fonctionnement de la Plate-Forme Protéomique PISSARO, labellisée IBiSA, membre fondateur de l’infrastructure de recherche HERACLES – High-tech Research Infrastructures for Life Sciences – US 51, UAR 2026 ( https://heracles.univ-rouen.fr ). À ce titre, elle développe en son sein un enseignement et une expertise scientifique allant de la spectrométrie de masse à la bioinformatique.

Quelques exemples de réalisation

Mise en évidence de l’implication de la phosphorylation dans le fonctionnement du système de sécrétion de type IV chez Acinetobacter baumannii cultivée en mode biofilm (Massier et al., 2021, Front. Microbiol. doi: 10.3389/fmicb.2021.738780)

Résidus supportant les phosphorylations au sein de la protéine HCP. En rouge, la sérine 31 phosphorylée indispensable à la sécrétion de cet effecteur du SS de type VI.

Le système d’efflux MacAB-TolC participe à la formation du biofilm chez A. baumannii mais permet aussi le maintien de la rigidité membranaire (Robin et al., 2022, Front. Microbiol. doi: 10.3389/fmicb.2021.785161)

Images en microscopie confocale réalisées au sein d’HERACLES, montrant le relarguage d’ADN extracellulaire au sein du biofilm formé par le mutant DeltaMacB.

Des analyses spectroscopiques corrélées à des études bactériologiques ont montré l’impact de la couche d’accroche sur l’activité antibactérienne d’un peptide antimicrobien immobilisé de façon covalente sur une surface d’or (Thebault et al., 2022, Surf. Interfaces, doi:10.1016/j.surfin.2022.101822)

Surfaces d’or modifiées par un peptide antimicrobien via deux couches d’accroches différentes et l’impact sur son activité antibactérienne.

Mots-clés :

Stratégies anti-biofilm, protéomique, modifications post-traductionnelles, modifications de surfaces, matériaux innovants

Adresse

Laboratoire Polymères, Biopolymères, Surfaces,
UMR 6270 CNRS, Université de Rouen,
Bâtiment CURIB,
Place Emile Blondel,
F-76821 Mont Saint Aignan CEDEX

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