In vitro modelization of staphylococcus aureus colonisation ; interactions with rhinovirus infection

Certains virus respiratoires comme rhinovirus semblent favoriser la colonisation par staphylococcus aureus. Cependant, les détails des mécanismes impliqués dans cette synergie n’ont pas été suffisamment élucidés. Le but de cette thèse a été de développer et valider un modèle in vitro mimant la colonisation du vestibule nasal par s. aureus en utilisant les kératinocytes humains hacat. Ce modèle a permis d’étudier (i) les pouvoirs d’adhésion et d’internalisation d’une collection de souche clinique de s. aureus, (ii) l’efficacité intracellulaire des molécules antimicrobiennes utilisées dans le cadre de la décolonisation nasale de s. aureus, (iii) l’effet de la clarithromycine sur l’infection par rhinovirus et (iv) l’impact de l’infection par rhinovirus ou de l’inflammation non spécifique sur la colonisation par s. aureus. ce travail a principalement permis d’identifier un nouveau mécanisme alternatif de l’internalisation de s. aureus à travers la liaison entre la protéine bactérienne eap (extracellular adherence protein) et le récepteur cellulaire icam-1 (intracellular adhesion molecule 1). Cette voie alternative est favorisée en cas d’infection par rhinovirus ou d’inflammation, ce qui pourrait expliquer les observations cliniques de l’augmentation de la charge de s. aureus ou du risque d’infection par cette bactérie lors des infections virales respiratoires ou d’inflammation post-traumatique. Les résultats de cette thèse illustrent la complexité des interactions entre les cellules épithéliales de la muqueuse, s. aureus et les pathogènes viraux et ouvrent les perspectives sur d’autres études nécessaires afin de proposer des stratégies préventives ou thérapeutiques adaptées.Some respiratory viruses such as rhinoviruses seem to promote staphylococcus aureus colonization. However, the details of the bacterial and cellular mechanisms involved in this synergy have not been sufficiently elucidated. The aim of this thesis was to develop and validate an in vitro model mimicking s. aureus colonization of the nasal vestibule by using hacat human keratinocytes. This model allowed to study (i) the adhesion and internalization capacities of various clinical s. aureus strains, (ii) the intracellular efficiency of the antimicrobial molecules used for s. aureus nasal decolonization, (iii) the effect of clarithromycin on rhinovirus infection, and (iv) the impact of rhinovirus infection and non-specific inflammation on s. aureus colonization. This work has mainly identified a new alternative mechanism for the internalization of s. aureus through the binding between the bacterial protein eap (extracellular adherence protein) and the cell receptor icam-1 (intracellular adhesion molecule 1). This alternative pathway is favored in case of rhinovirus infection or inflammation; which could explain the clinical observations of the increase of the load of s. aureus or the risk of infection by this bacterium during respiratory viral infections or post-traumatic inflammations. The results of this thesis illustrate the complexity of the interactions between the mucosal epithelial cells, s. aureus and viral pathogens and suggest that other studies are needed to propose appropriate preventive or therapeutic strategies