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  • Universit de Montral

    Isolement et caractrisation de bactriophages comme

    moyen de lutte naturel contre les infections

    nosocomiales

    par

    Annie Martineau

    Dpartement de Microbiologie et Immunologie

    Facult de Mdecine

    Mmoire prsent la Facult des tudes suprieures

    en vue de lobtention du grade de Matre s Sciences (M.Sc.)

    en Microbiologie et Immunologie

    Avril 2009

    Annie Martineau, 2009

  • Universit de Montral

    Facult des tudes suprieures

    Ce mmoire intitul :

    Isolement et caractrisation de bactriophages comme

    moyen de lutte naturel contre les infections

    nosocomiales

    prsent par :

    Annie Martineau

    a t valu par un jury compos des personnes suivantes :

    Dr George Szatmari, prsident-rapporteur

    Dr Gilbert Pichette, directeur de recherche

    Dre Batrice Allain, codirectrice

    Dre Jose Harel, membre du jury

  • iii

    RSUM

    Les infections nosocomiales sont causes par des germes opportunistes souvent

    rsistants aux antibiotiques et persistants sur les surfaces, reprsentant une

    source constante de risque dinfection en milieu hospitalier. Dans ce contexte,

    lisolement et la caractrisation de bactriophages sattaquant spcifiquement

    aux bactries nosocomiales telles que Staphylococcus aureus rsistant (SARM),

    Enterococcus rsistant (ERV), Pseudomonas aeruginosa et Acinetobacter

    baumanii, pourraient fournir une alternative bactricide naturelle contre la

    transmission de ces infections. Des phages isols des eaux uses, ont t

    slectionns selon leur capacit damplification, leur profil gnomique et leur

    potentiel lytique envers diffrentes souches bactriennes cliniques. Les

    meilleurs ont t caractriss en dtail pour sassurer de leur spcificit,

    scurit, stabilit et efficacit pralablement leur utilisation in vivo. Sept

    phages contre SARM et trois contre Acinetobacter baumanii ont t

    caractriss. Quatre phages SARM savrent tre de bons candidats potentiels

    et pourraient tre tests en milieu hospitalier comme agents dsinfectants dans

    le but de lutter contre les infections nosocomiales.

    Mots-cls : Bactriophages, infections nosocomiales, transmission, hpitaux,

    rsistance, antibiotiques.

  • iv

    ABSTRACT

    Nosocomial infections are directly related to opportunistic germs, which are

    often resistant to antibiotics and persistent on surfaces, representing a high

    infectious risk in hospitals. In this context, the isolation and characterization of

    bacteriophages specifically targeting nosocomial bacteria such as resistant

    Staphylococcus aureus (MRSA), resistant Enterococcus (VRE), Pseudomonas

    aeruginosa and Acinetobacter baumanii, could provide a natural bactericidal

    alternative against the transmission of these infections. Phages, isolated from

    waste water, were selected according to their capacity of amplification, their

    genomic profile and lytic potential towards various bacterial clinical strains.

    The best ones were characterized in detail to primarily ensure their specificity,

    safety, stability and effectiveness, before studying their in vivo usage. Seven

    phages against MRSA and three against Acinetobacter baumanii were

    characterized. Four MRSA phages proved to be good potential candidates and

    could be tested in hospitals as disinfectant agents with the aim of fighting

    nosocomial infections.

    Keywords : Bacteriophages, nosocomial infections, transmission, hospitals,

    resistance, antibiotics.

  • v

    Table des matires

    Table des matires ........................................................................................... v

    Liste des tableaux ......................................................................................... viii

    Liste des figures .............................................................................................. x

    Liste des sigles et abrviations........................................................................ xi

    Remerciements............................................................................................. xiii

    1 INTRODUCTION..................................................................................... 14

    1.1 Les infections nosocomiales ........................................................... 14

    1.1.1 Dveloppement des infections nosocomiales .......................... 15

    1.1.1.1 Agents infectieux................................................................ 16

    1.1.1.2 Milieu hospitalier ............................................................... 17

    1.1.1.3 Rceptivit du patient ......................................................... 19

    1.1.1.4 Mode de transmission......................................................... 20

    1.1.2 Principales infections nosocomiales........................................ 21

    1.1.3 Consquences......................................................................... 22

    1.1.4 Prvention et contrle des infections....................................... 23

    1.1.5 Bactries nosocomiales........................................................... 25

    1.1.5.1 Staphylococcus aureus (SARM) ......................................... 25

    1.1.5.2 Pseudomonas aeruginosa (PsA) ......................................... 26

    1.1.5.3 Acinetobacter baumanii (Aci)............................................. 27

    1.1.5.4 Enterococcus rsistant la vancomycine (ERV) ................. 29

    1.2 Persistance des bactries sur les surfaces et dsinfection de

    lenvironnement hospitalier ....................................................................... 30

    1.2.1 Persistance des bactries sur les surfaces ................................ 30

    1.2.2 La dsinfection....................................................................... 31

    1.2.3 Les bactriophages pour une dcontamination slective.......... 33

    1.3 Les bactriophages ......................................................................... 33

  • vi

    1.3.1 Dfinition ............................................................................... 33

    1.3.2 Structure................................................................................. 35

    1.3.3 Historique............................................................................... 36

    1.3.4 Avantages............................................................................... 38

    1.3.5 Limites ................................................................................... 39

    1.3.6 La thrapie phagique .............................................................. 41

    1.4 Problmatique et Objectifs ............................................................. 45

    2 MATRIEL ET MTHODE ..................................................................... 47

    2.1 Cultures bactriennes ..................................................................... 48

    2.2 Titration des phages ....................................................................... 49

    2.3 Isolement des bactriophages ......................................................... 49

    2.4 Amplification des phages ............................................................... 50

    2.5 Analyse du gnome des phages ...................................................... 51

    2.6 Spcificit des phages .................................................................... 52

    2.7 Cintique dadsorption ................................................................... 53

    2.8 Cintique de rplication.................................................................. 53

    2.9 Purification .................................................................................... 54

    2.10 Stabilit des phages ........................................................................ 56

    2.11 Microscopie lectronique ............................................................... 56

    2.12 Susceptibilit aux dsinfectants ...................................................... 57

    2.13 Scurit.......................................................................................... 57

    2.14 Efficacit in vitro ........................................................................... 58

    3 RSULTATS ............................................................................................ 59

    3.1 Isolement des bactriophages ......................................................... 59

    3.2 Slection des bactriophages .......................................................... 61

    3.2.1 Test damplification ............................................................... 61

    3.2.2 Analyse du gnome (profil de restriction) ............................... 62

    3.2.3 Tests de spcificit ................................................................. 64

  • vii

    3.2.3.1 Staphylococcus aureus (SaA) ............................................. 64

    3.2.3.2 Pseudomonas aeruginosa (PsA) ......................................... 66

    3.2.3.3 Enterococcus rsistant la vancomycine (ERV) ................. 68

    3.2.3.4 Acinetobacter baumanii (Aci)............................................. 69

    3.3 Caractrisation des bactriophages ................................................. 70

    3.3.1 Cintique dadsorption ........................................................... 70

    3.3.2 Cintique de rplication.......................................................... 71

    3.3.3 Amplification 2