• Langue : Anglais
• Discipline : Micro-nanosystèmes et capteurs
• Identifiant : 2024ULILN026
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 12/09/2024

Résumé en langue originale

Dans un monde dominé par des microbes, les humains ne représentent qu'une petite fraction des organismes vivants. Certains microbes sont bénéfiques, mais d'autres, comme les bactéries résistantes aux antibiotiques, posent une menace majeure. En 2019, environ 8,88 millions de décès ont été attribués à la septicémie bactérienne, dont 4,95 millions liés à la résistance bactérienne. Ce chiffre pourrait atteindre 10 millions de victimes d'ici 2050, soulignant la nécessité de stratégies alternatives pour lutter contre la résistance bactérienne.Les travaux de cette thèse de doctorat concernent l'exploration des solvants eutectiques profonds (SEP) comme agents antimicrobiens. Ces matériaux ont des propriétés uniques grâce à des réseaux de liaisons hydrogène. Dans cette étude, neuf SEP ont été examiné : quatre conventionnels (reline, ethaline, glyceline, R-glyceline) et cinq avec des acides organiques (AO-SEP : glycoline, T-glycoline, maloline, maline, oxaline). Les travaux comprennent la synthèse, la caractérisation physico-chimique, le criblage antibactérien, l'évaluation des biofilms et cellules persistantes, et leur utilisation comme co-médicaments pour réduire la résistance bactérienne, et les effets antifongiques.La thèse comprend cinq chapitres. Le premier décrit la synthèse et la caractérisation des SEP, confirmant la formation de réseaux de liaisons hydrogène et leur stabilité thermique. La caractérisation micro-ondes montre que les SEP conventionnels sont meilleurs pour le stockage et la dissipation d'énergie de haute fréquence.Le deuxième chapitre concerne les résultats de l'activité antibactérienne des SEP. Les AO-SEP montrent une activité supérieure à celle des SEP conventionnels. Une étude sur douze souches révèle que les AO-SEP inhibent la croissance bactérienne à des concentrations inférieures à 1%, tandis que les SEP conventionnels nécessitent des concentrations plus élevées. Les AO-SEP perturbent la paroi cellulaire, alors que les SEP conventionnels forment des pores.Le troisième chapitre traite de l'utilisation des SEP contre les biofilms et les cellules persistantes. Les biofilms de SARM et E. coli montrent que certains AO-SEP sont efficaces à faibles concentrations. La coloration Live/Dead confirme ces résultats. Les résultats ont montré diverses cinétiques d'action pour tous les SEP.Le quatrième chapitre explore les SEP comme co-médicaments. Les résultats de cette étude ont démontré que les valeurs des CMI de l'ampicilline et la carbénicilline ont été réduites en les associant avec des SEP. La colistine et d'autres peptides ont montré une efficacité augmentée en présence de SEP. Deux stratégies (utilisation de DES et de nisine ensemble ou de manière séquentielle) pouvant augmenter l'efficacité de la nisine contre les biofilms ont été vérifiées, le traitement séquentiel étant le plus efficace.Le dernier chapitre explore les SEP comme agents antifongiques. Sur les trois souches fongiques (Candida albicans, Candida auris et Aspergillus fumigatus) investiguées, les résultats obtenus ont démontré une action nettement plus forte des SEP, réduisant leur virulence en perturbant les colonies fongiques.En conclusion, dans cette thèse, j'ai exploré les SEP comme matériaux antimicrobiens, offrant des perspectives pour des stratégies innovantes contre la résistance bactérienne et les infections fongiques, répondant aux défis de santé mondiale du 21ème siècle.

Résumé traduit

In a world dominated by microbes, humans represent only a small fraction of living organisms. Some microbes are beneficial, but others, such as antibiotic-resistant bacteria, pose a major threat. In 2019, about 8.88 million deaths were attributed to bacterial sepsis, including 4.95 million related to bacterial resistance. This number could reach 10 million victims by 2050, highlighting the need for alternative strategies to combat bacterial resistance.In this thesis, we explored deep eutectic solvents (DESs) as antimicrobial agents. These materials have unique properties due to hydrogen bonding networks. The study examines nine DESs: four conventional (reline, ethaline, glyceline, R-glyceline) and five with organic acids (OA-DESs: glycoline, T-glycoline, maloline, maline, oxaline). The research includes synthesis, physicochemical characterization, antibacterial screening, biofilm eradication evaluation, persister cell testing, use as co-drugs to reduce bacterial resistance, and antifungal effects.The thesis comprises five chapters. The first describes the synthesis and characterization of DESs, confirming the formation of hydrogen bonding networks and thermal stability. Microwave characterization shows that conventional DESs are better for high frequency energy storage and dissipation.The second chapter evaluates the antibacterial activity of DESs. OA-DESs exhibit superior activity compared to conventional DESs. A survey of twelve strains reveals that OA-DESs inhibit bacterial growth at concentrations below 1%, while conventional DESs require higher concentrations. OA-DESs disrupt the cell wall, while conventional DESs form pores.The third chapter addresses the use of DESs against biofilms and persister cells. Biofilms of MRSA and E. coli reveal that some OA-DESs are effective at low concentrations. Live/Dead staining confirms these results. Additional tests show various action kinetics for all DESs.The fourth chapter explores DESs as co-medications. The results of this study demonstrated that the MIC values of ampicillin and carbenicillin were reduced when combined with SEPs. Colistin and other peptides showed increased efficacy in the presence of SEPs. Two strategies (using DES and nisin together or sequentially) that could increase the efficacy of nisin against biofilms were tested, with the sequential treatment being the most effective.The final chapter explores DESs as antifungal agents. Three fungal strains (Candida albicans, Candida auris, and Aspergillus fumigatus) show significantly stronger action from DES, reducing virulence by disrupting fungal colonies.In conclusion, this thesis explores DESs as antimicrobial materials, offering perspectives for innovative strategies against bacterial resistance and fungal infections, addressing the global health challenges of the 21st century.