Note ABES Caractérisation fonctionnelle innovante du pathobionte pro-inflammatoire Escherichia coli adhérent et invasif (AIEC) Innovative functional characterization of the pro-inflammatory pathobiont Escherichia coli adherent and invasive pathobiont (AIEC). AIEC Imagerie à haut contenu Caenorhabditis elegans Pathobionte Microbiote intestinal Caractérisation AIEC High content imaging Caenorhabditis elegans Pathobiont Intestinal microbiota Characterisation Escherichia coli Pathogénicité Flore intestinale Caenorhabditis elegans Relations hôte-bactérie Inflammation Microscopie de fluorescence Escherichia coli pathogénicité Microbiome gastro-intestinal Caenorhabditis elegans Interactions hôte-pathogène Inflammation Microscopie de fluorescence Le pathobionte Escherichia coli adhérent et invasif (AIEC) a été identifié avec une prévalence plus élevée chez les patients atteints de maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI). Les AIEC sont définis par leur capacité à (i) envahir les cellules épithéliales intestinales, (ii) survivre dans les macrophages (iii) sans marqueur génétique spécifique. Leur identification repose principalement sur des méthodes cellulaires conventionnelles fastidieuses, limitées par une faible reproductibilité et le petit nombre de souches testées. De plus, leur pathogénicité a été principalement étudiée sur la souche de référence LF82, négligeant une approche plus globale de cette population bactérienne. Dans ce travail de thèse, nous avons évalué une approche in vitro et in vivo pour caractériser les AIEC de manière la plus efficace possible. Dans un but de reproductibilité, de robustesse et d'automatisation, une caractérisation des AIEC par imagerie à haut contenu (HCS) a été étudiée. Nous avons eu également recours successivement au modèle du nématode Caenorhabditis elegans tant que modèle d'étude hôte pathogène pour discriminer un nombre substantiel de souches d'E. coli. Le modèle C. elegans a mis en évidence une affectation de la survie des vers infectés par les souches invasives, par rapport à des souches contrôles, non invasives. Toutefois, aucune corrélation a été soulignée entre l'intensité de l'invasion sur cellules épithéliales et la longévité atténuée du ver. La mise au point de la caractérisation des AIEC par imagerie à haut contenu s'est précédée d'une évaluation des critères phénotypiques sur 110 souches issues de deux collections d'E. coli, une collection clinique et la collection de référence E. coli (ECOR). Les scores d'invasion des souches ont été définis sur 2 lignées cellulaires épithéliales (I-407 et Caco-2/TC-7) selon la procédure conventionnelle. Conformément aux critères de l'AIEC, chaque isolat a également été testé pour sa capacité de survie au sein macrophages murins J774-A1 ainsi que l'absence de déterminant de virulence par PCR. La capacité bactérienne à produire du biofilm a également été étudiée. Ces données ont permis la mise au point du protocole HCS sur cellules I-407 et Caco-2/TC-7. A partir d'un script d'analyse éprouvé, les caractéristiques microscopiques d'invasion ont été déterminées automatiquement avec le logiciel ColumbusTM. Cette méthode a été évaluée par analyse statistique pour définir la performance du test, en comparaison avec le gold standard. D'autres expériences seront menées afin de mieux comprendre les déterminants de la pathogénicité des AIEC ainsi que les approches thérapeutiques. Adherent and invasive Escherichia coli (AIEC) pathobionts have been identified with ahigher prevalence in patients with chronic inflammatory bowel disease (IBD). AIEC are defined by their ability to (i) invade intestinal epithelial cells, (ii) survive in macrophages (iii) without any specific genetic marker. Their identification relies mainly on fastidious conventional cell based methods, limited by low reproducibility and the small number of strains tested. In addition, their pathogenicity has mainly been studied on the reference strain LF82, neglecting a more global approach of this heterogenous bacterial population. In this work, we evaluated an in vitro and in vivo approach to characterize AIECs in themost efficient way possible. For the purposes of reproducibility, robustness and automation, a characterization of AIECs using high-content imaging (HCS) was studied. We also successively used the nematode model Caenorhabditis elegans as a pathogenic host study model to discriminate a substantial number of E. coli strains.The C. elegans model demonstrated a clear effect on the survival of worms infectedwith invasive strains, compared with non-invasive control strains. However, no correlationwas found between the intensity of invasion on epithelial cells and attenuated wormlongevity. The development of AIEC characterization using high-content imaging was precededby an evaluation of phenotypic criteria on 110 strains from two E. coli collections, a clinicalcollection and the E. coli reference collection (ECOR). Strain invasion scores were defined on 2 epithelial cell lines (I-407 and Caco-2/TC-7) using conventional procedures. In accordance with AIEC criteria, each isolate was also tested for its ability to survive in J774-A1 murine macrophages, and for the absence of virulence determinants by PCR. The bacterial capacity to produce biofilm was also studied. These data led to the development of the HCS protocol on I-407 and Caco-2/TC-7 cells. Using an automatic analysis script, microscopic invasion characteristics were determined automatically with ColumbusTM software. This method was statistically analyzed to define the performance of the test in comparison with the gold standard. Further experiments will be carried out to better understand the determinants of AIEC pathogenicity and therapeutic approaches. Electronic Thesis or Dissertation Text Image fr PDF 3882259 https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDBSL/2023/2023ULILS045.pdf https://theses.hal.science/tel-04416614 https://theses.hal.science/tel-04416614 https://theses.hal.science/tel-04416614 https://theses.hal.science/tel-04416614 https://theses.hal.science/tel-04416614 https://theses.fr/2023ULILS045/abes https://theses.hal.science/tel-04416614 https://theses.hal.science/tel-04416614 https://theses.hal.science/tel-04416614 De Sousa Figueiredo Maria Beatriz 1995-09-15 PT 275143015 1606008125F 129962 https://theses.fr/2023ULILS045 2023ULILS045 https://doi.org/10.70675/bde76732z86abz4829zaa71z895a473dc60f 2023-09-29 Sciences de la vie et de la santé Université de Lille (2022-....) 259265152 Doctorat Docteur es non oui Foligné Benoît MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 07355412X Baulard Alain MADS_PRESIDENT_DU_JURY 077045300 Ley Delphine MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 174916620 Eckert Catherine MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 07553391X Titecat Marie MADS_MEMBRE_DU_JURY_3 164738576 Lamy-Besnier Quentin MADS_MEMBRE_DU_JURY_4 275144895 Kansau Imad MADS_RAPPORTEUR_1 095248854 Guédon Éric MADS_RAPPORTEUR_2 140101888 École graduée Biologie-Santé (Lille ; 2000-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 446 147705126 Institute for Translational Research in Inflammation (Lille) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 1286 259032255 Institute for Translational Research in Inflammation - U 1286 MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_2 1031145 ddc:570 Foligne Benoit Baulard Alain Ley Delphine Eckert Catherine Titecat Marie Lamy-Besnier Quentin Kansau Imad Guédon Éric École doctorale Biologie-Santé Institute for Translational Research in Inflammation (Lille) Institute for Translational Research in Inflammation - U 1286 PDF 3882259