Biofilm & Microbiome

Biofilm & MicrobiomeL’axe I porte sur l’étude des différents acteurs du biofilm (bactéries, microalgues) et le microbiome, l’étude des paramètres physiques de l’adhésion, et des communications chimiques entre les organismes.

Étude des bactéries du genre Pseudoalteromonas

Le genre Pseudoalteromonas est un groupe de bactéries marines appartenant à la classe des Υ-Proteobacteria. Il forme l’un des seuls genres bactériens marins montrant clairement des propriétés pharmacologiques et écologiques intéressantes et innovantes. Les recherches menées à travers le monde sur ce genre montrent que les souches bactériennes ont été principalement isolées d’échantillons d’eau de mer, de sédiments, d’ascidies, de tuniciers, de poissons, et d’algues.

Les souches Pseudoalteromonas spp., actuellement principal modèle bactérien marin du LBCM, ont été isolées à partir de surfaces immergées dans le Golfe du Morbihan (Vannes) ou à partir d’hémolymphe de Mollusques dans l’archipel des Glénan. Les génomes des souches de Pseudoalteromonas hCg-6 et 3J6 ont été séquencés en 2015. Leurs annotations automatiques puis expertes génèrent des informations primordiales dans la compréhension de nombreux mécanismes. Autour de ce modèle, plusieurs études sont abordées au LBCM :

Effet anti-biofilm de polysaccharides / Etude de protéines anti-biofilm, de cyclolipopeptides (CLP) à effet anti-bactérien et de leur valorisation contre diverses bactéries pathogènes marines ou terrestres, dont Pseudomonas aeruginosa et Vibrio tapetis.

Quelques publications de référence

  • Desriac F, Simon M., Le Chevalier P, Destoumieux D, Fleury Y.Use of an isolated bacterium from the genus Pseudoalteromonas, cyclolipopeptides and uses there of Patent FR3005963 and WO2014187993
  • F. Desriac, S. Rodrigues, I. Doghri, S. Sablé, I. Lanneluc, Y. Fleury, A. Bazire, and A. Dufour. 2018. Antimicrobial and antibiofilm molecules produced by marine bacteria. In Blue Biotechnology: Production and Use of Marine Molecules, S. La Barre and S. Bates (eds). Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA.
  • C Offret, F Desriac, P Le Chevalier, J Mounier, C Jégou, Y Fleury (2016) Spotlight on Antimicrobial Metabolites from the Marine Bacteria Pseudoalteromonas: Chemodiversity and Ecological Significance Marine Drugs 14 (7), 129-135
  • S. Rodrigues, C. Paillard, A. Dufour, and A. Bazire. 2015. Antibiofilm activity of the marine bacterium  Pseudoalteromonas sp. 3J6 against Vibrio tapetis, the causative agent of Brown Ring Disease. Probiotics and Antimicrobial Proteins 7, 45-51.
  • G. L. Klein, E. Soum-Soutéra, Z. Guede, A. Bazire, C. Compère, and A. Dufour. 2011. The antibiofilm activity secreted by a marine Pseudoalteromonas strain. Biofouling 27, 931-940.
  • A. Dheilly, E. Soum-Soutéra, G. L. Klein, A. Bazire, C. Compère, D. Haras, and A. Dufour. 2010. Antibiofilm activity of the marine bacterium Pseudoalteromonas sp. strain 3J6. Applied and Environmental Microbiology 76, 3452-3461.

 

Étude de développement de biofilms marins (bactéries/microalgues/spongiaires)

L’objectif est d’étudier les mécanismes de formation des biofilms de bactéries et microalgues, afin de mieux appréhender et maîtriser l’adhésion de ces organismes. L’étude de l’adhésion et la formation de ces biofilms est réalisée sur verre ainsi que des surfaces polymères possédant des propriétés spécifiques (liant de peintures, hydrogels, polymères à effet de surface, polymères fonctionnalisées…). Plusieurs aspects sont abordés à différents niveaux trophiques (bactéries, microalgues, macrofouling) : co-culture en photobioréacteurs de biofilms mixtes bactéries/algues / Étude de la co-adhésion de microalgues et d'éponges sur des revêtements antisalissures / Extraction et caractérisation biochimiques d'exopolymères de microalgues adhérées / Isolement, identification et étude de la capacité à former des biofilms de microalgues marines / analyse génomique des souches environnementales sélectionnées


Quelques publications de référence

  • Doiron K., Linossier I., Faÿ F., Yong J., Wahid EA, Hadjiev D., Bourgougnon N, Dynamic approaches of mixed species biofilm formation using modern technologies, Marine Environmental Research, 2012, 78, 40-47
  • Faÿ F, Carteau D, Linossier I, Réhel K, Evaluation of anti-microfouling activity of marine paints by microscopical techniques, Progress in Organic Coatings, 2011, 72, 579-585
  • Guegan C, Garderes J, Le Pennec G, Gaillard F, Faÿ F, Linossier I, Herry JM, Bellon Fontaine MN, Vallée-Réhel K, Alteration of bacterial adhesion induced by the substrate stiffness, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 114 (2014) 193-200 (3,456)
  • Faÿ F, Horel G, Linossier I, Vallée-Réhel K. Effect of biocidal coatings on microfouling: in vitro and in situ results, Progress In Organic Coatings, sous presse

 

Biofilms de bactéries pathogènes

Les voies de régulation génétiques et moléculaires de la formation du biofilm et de la virulence de Pseudomonas aeruginosa sont étudiées. Les rôles de la protéine majeure de membrane externe (OprF), de deux facteurs sigma alternatifs (SigX et AlgU) et d’une voie de perception d’une hormone humaine (protéines Ami) sont notamment examinés en collaboration avec l’Université de Rouen.

D’autres pathogènes comme ceux intervenant dans la mammite bovine, dans la maladie du chevelu racinaire de la tomate, ou de l’anneau brun de la palourde sont également étudiés à travers des collaborations pour notre expertise sur les biofilms et la recherche de stratégies anti-biofilm.

 

Quelques publications de référence

  • S. Chevalier, E. Bouffartigues, J. Bodilis, O. Maillot, O. Lesouhaitier, M.G.J. Feuilloley, N. Orange, A. Dufour, P. Cornelis. 2017. Structure, function and regulation of Pseudomonas aeruginosa porins. FEMS Microbiology Reviews 41, 698-722.
  • T. Clamens, T. Rosay, A. Crépin, T. Grandjean, T. Kentache, J. Hardouin, P. Bortolotti, A. Neidig, M. Mooij, M. Hillion, J. Vieillard, P. Cosette, J. Overhage, F. O’Gara, E. Bouffartigues, A. Dufour, S. Chevalier, B. Guery, P. Cornelis, M.G.J. Feuilloley, O. Lesouhaitier. 2017. The aliphatic amidase AmiE is involved in regulation of Pseudomonas aeruginosa virulence. Scientific Reports7, 41178.
  • S. Rodrigues, C. Paillard, G. Le Pennec, A. Dufour, A. Bazire. 2015. Vibrio tapetis, the causative agent of Brown Ring Disease, forms biofilms with spherical components. Frontiers in Microbiology 6, 1384.
  • T. Rosay, A. Bazire, S. Diaz, T. Clamens, A.S. Blier, L. Mijouin, B. Hoffmann, J.A. Sergent, E. Bouffartigues, W. Boireau, J. Vieillard, C. Hulen, A. Dufour, N.J. Harmer, M.G.J. Feuilloley M.G.J., O. Lesouhaitier. 2015. Pseudomonas aeruginosa expresses a functional human natriuretic peptide receptor ortholog: involvement in biofilm formation. mBio 6, e01033-15.
  • E. Bouffartigues, J. A. Moscoso, R. Duchesne, T. Rosay, L. Fito-Boncompte, G. Gicquel, O. Maillot, M. Bénard, A. Bazire, G. Brenner-Weiss, O. Lesouhaitier, P. Lerouge, A. Dufour, N. Orange, M. G. J. Feuilloley, J. Overhage, A. Filloux, and S. Chevalier. 2015. The absence of the Pseudomonas aeruginosa OprF protein leads to increased biofilm formation through variation in c-di-GMP level. Frontiers in Microbiology 6, 630.

 

Microbiome et bioremédiation au niveau théorique

L’hémomicrobiote cultivable a été quantifié chez différentes espèces d'invertébrés marins. Nous avons évalué la concentration en microorganismes cultivables (101 à 106 UFC/mL) dans le liquide cœlomique de l'holothurie, Holothuria forskali. Chez cet animal, une proportion non négligeable (~10%) du microbiote cultivable présente des activités antimicrobiennes. Ces souches antimicrobiennes appartiennent majoritairement aux genres Vibrio et Pseudoalteromonas. Nous explorons également les capacités de bioremédiation des holothuries.
Parallèlement, dans le cadre de la thèse de Clément Offret, la biodiversité de l'hémomicrobiote cultivable à activité antimicrobienne a été déterminée chez 2 espèces d'invertébrés marins : dans l'hémolymphe de la moule bleue Mytilus edulis et de l'ormeau européen Haliotis tuberculata. Au sein de ces communautés, 1 à 17% des isolats ont présenté des activités antimicrobiennes, notamment contre des espèces de Vibrio pathogènes. Clément Offret a soutenu ses travaux de thèse en septembre 2016 et une publication est en cours de soumission.