The survival and multiplication of Invasive Adherent E. coli (AIEC) in macrophages involves the formation of an intracellular community structured by a matrix of exopolysaccharides, housing persitants

Les patients atteints de la maladie de Crohn présentent une colonisation anormale de l'intestin par des protéobactéries, parmi lesquelles la famille des E. coli envahissants adhérents (AIEC) a été caractérisée. Les AIEC se trouvent dans les lésions intestinales chez les patients atteints de maladie inflammatoire de l'intestin tel que la maladie de Crohn. Les AIEC prédominent dans le mucus, adhèrent aux cellules épithéliales, les colonisent et survivent dans les macrophages. Durant ma thèse, je me suis intéressée particulièrement à la caractérisation de l'adaptation de l'AIEC à la survie et à la croissance dans les macrophages. La souche AIEC LF82 réside dans des phagolysosomes mâtures qui créent un environnement stressant (pH acide, stress oxydatif, manque de nutriments, etc.). Cet environnement limite considérablement la croissance d’autres souches d’E. coli. Nous avons démontré que la réponse stringente et l'induction de la réponse SOS sont essentielles à la survie et à la multiplication de LF82 au sein des macrophages. Aux premiers stades de l’infection par les macrophages, LF82 produit une matrice extra-bactérienne composée de sucres et de fibres curli. La microscopie STED à super résolution montre que chaque bactérie est entourée par cette matrice. J’ai démontré que la modification des voies impliquées dans la formation de biofilms avait un impact important sur la construction de la matrice mâture et sur la survie de la souche LF82 au sein des macrophages. Ceci suggère qu'une structure semblable à un biofilm est formée par LF82 à l'intérieur des phagolysosomes. Nous avons également démontré que cette matrice augmentait le nombre d'LF82 tolérant aux antibiotiques présents dans les macrophages en augmentant la sous population de persistants.Enfin, nous avons identifié certains gènes AIEC, absents du génome d’E. coli commensal, nécessaires à la formation de la matrice telle que la yersinabactine exprimé dans l’îlot de pathogénicité II et un nouveau T6SS putatif.Patients with Crohn's disease have abnormal colonization of the intestine by proteobacteria, including the family of invasive adherent E. coli (AIEC) has been characterized. AIEC are found in intestinal lesions in patients with inflammatory bowel disease such as Crohn's disease. AIEC predominate in mucus, adhere to epithelial cells, colonize them and survive in macrophages. During my thesis, I was particularly interested in characterizing the adaptation of AIEC LF82 to survival and growth in macrophages. The AIEC LF82 strain resides in mature phagolysosomes that create a stressful environment (acid pH, oxidative stress, lack of nutrients, etc.). This environment significantly limits the growth of other strains of E. coli. We have demonstrated that the stringent response and induction of the SOS response are essential for the survival and multiplication of LF82 in macrophages. In the early stages of macrophage infection, LF82 produces an extra-bacterial matrix composed of sugars and curly fibers. Super-resolution STED microscopy shows that each bacterium is surrounded by this matrix. I have demonstrated that the modification of the pathways involved in biofilm formation has a significant impact on the construction of the mature matrix and on the survival of strain LF82 within macrophages. This suggests that a biofilm-like structure is formed by LF82 within phagolysosomes. We also demonstrated that this matrix increased the number of antibiotic-tolerant LF82s present in macrophages by increasing the sub-population of persistent ones. Finally, we have identified certain AIEC genes, absent from the commensal E. coli genome, necessary for matrix formations such as yersinabactin expressed in pathogenicity island II and a new putative T6SS