Soutenance de thèse :
Adaptation et propriétés émergentes de bactéries pathogènes spatialement organisées dans une matrice alimentaire
Les aliments sont des environnements hétérogènes dans lesquels les bactéries pathogènes peuvent s’organiser en cellules isolées, en biofilms de surface ou en microcolonies incluses. Cette organisation spatiale, encore peu prise en compte en microbiologie prédictive, peut modifier leur phénotype. Cette thèse étudie l’influence de la croissance spatialisée sur l’adaptation de pathogènes alimentaires aux stress alimentaires et au tractus gastro-intestinal. À l’aide d’un modèle semi-gélosé, les réponses de populations planctoniques et de microcolonies ont été comparées. Les résultats montrent que la structuration spatiale modifie la croissance selon l’espèce, le stress et son intensité. Sous stress osmotique élevé, plusieurs pathogènes présentent une meilleure tolérance au sein de l’hydrogel. Une pré-croissance spatialisée augmente également la tolérance à des stress in vitro mimant le tractus gastro-intestinal. Cette protection a été confirmée in vivo dans un modèle larvaire d’Hermetia illucens infecté par Salmonella enterica serovar Typhimurium. Chez S. Typhimurium, l’intégration des données transcriptomiques, métabolomiques et lipidomiques révèle qu’une croissance spatialisée est associée à une reprogrammation physiologique globale affectant notamment le métabolisme, les fonctions de réponse au stress et la composition membranaire. L’analyse lipidomique révèle par ailleurs une composition membranaire distincte des populations spatialisées et planctoniques ainsi qu’une réponse différente au stress osmotique, les microcolonies présentant une reconfiguration lipidique plus limitée après exposition au NaCl. Enfin, la combinaison de la microdissection laser, de la RT-qPCR et de rapporteurs transcriptionnels observés en microscopie confocale, révèle une hétérogénéité spatiale de l’expression génique au sein des microcolonies. Les profils d’expression diffèrent selon la position des cellules dans la microcolonie, révélant une régionalisation physiologique dont la nature varie selon les fonctions considérées. Ces travaux démontrent que l’organisation spatiale confère aux pathogènes alimentaires des propriétés émergentes modulant leur croissance, leur métabolisme et leur tolérance aux stress. Ils soulignent la nécessité d’intégrer la structuration spatiale des populations microbiennes dans les modèles prédictifs et l’évaluation du risque microbiologique.
Membres du jury:
- Isabelle VIRLOGEUX-PAYANT, Directrice de recherche, INRAE (Université de Tours) – Rapporteur & Examinatrice
- Georges DAUBE, Professeur, Université de Liège – Rapporteur & Examinateur
- Véronique BROUSSOLLE, Directrice de recherche, INRAE (Université d’Avignon) – Examinatrice
- Alain DUFOUR, Professeur, Université Bretagne Sud – Examinateur
- Stéphane GUYOT, Maître de conférences, Université Bourgogne-Europe – Examinateur
Thèse dirigée par:
Romain BRIANDET (Directeur de recherche, INRAE, B3D) et Lysiane Omhover (Chef de projets, Aerial).