Avant-Propos Le Format De Présentation De Cette Thèse Correspond À Une Recommandation À La Spécialité
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Avant-propos Le format de présentation de cette thèse correspond à une recommandation à la spécialité Maladies infectieuses, à l’intérieur du Master des Sciences de la Vie et de la Santé qui dépend de l’Ecole Doctorale des Sciences de la Vie de Marseille. Le candidat est amené à respecter les règles qui lui sont imposées et qui comportent un format de thèse utilisé dans le Nord de l’Europe et qui permet un meilleur rangement que les thèses traditionnelles. Par ailleurs, la partie introduction et bibliographie est remplacée par une revue envoyée dans un journal afin de permettre une évaluation extérieure de la qualité de la revue et de permettre à l’étudiant de commencer le plus tôt possible une bibliographie sur le domaine de cette thèse. Par ailleurs, la thèse est présentée sur article publié, accepté, ou soumis associé d’un bref commentaire donnant le sens général du travail. Cette forme de présentation a paru plus en adéquation avec les exigences de la compétition internationale et permet de se concentrer sur des travaux qui bénéficieront d’une diffusion internationale. Professeur Didier RAOULT 2 Remerciements J’adresse mes remerciements aux personnes qui ont contribué à la réalisation de ce travail. En premier lieu, au Professeur Didier RALOUT, qui m’a accueillie au sein de l’IHU Méditerranée Infection. Au Professeur Serge MORAND, au Docteur Marie KEMPF et au Professeur Philippe COLSON de m’avoir honorée en acceptant d’être rapporteurs et examinateurs de cette thèse. Je souhaite particulièrement remercier : Le Professeur Jean-Marc ROLAIN, de m’avoir accueillie dans son équipe et m’avoir orientée et soutenue tout au long de ces trois années de thèse. Le Docteur Fadi BITTAR, mon co-directeur de thèse, qui m’a beaucoup appris et aidée à toujours trouver des solutions pour avancer. Le Professeur Stéphane RANQUE, pour sa collaboration et m’avoir fourni un environnement de travail adéquat. Je remercie également : MOMO, le technicien qui m’a appris à si bien faire mes manips et qui m’a toujours fourni tout le nécessaire pour l’avancement de mes projets. A toute la JMR-Team, si exceptionnelle, Linda, Edgarthe, Mouna, Adèle, Sophie, Lucie, David, Ousmane, Miharimamy, Ahmed, Reem, Ayline, Meryem, Youssouf sans oublier Muriel. A mes deux coéquipières du combat scientifique Rym et Tania. Je ne vous remercierai jamais assez pour votre soutien et réconfort. A ma meilleure amie, Nawal qui a toujours su m’épauler et me tirer vers le haut. A mes amis et collègues, Ravah, Liliane et Fatima. 3 Je remercie particulièrement ma sœur Rima sans qui je ne serai jamais la personne que je suis devenue aujourd’hui. A Aissa qui m’a toujours orientée et soutenue dans mes choix. A Aksel et Lahna que j’aime énormément. A mes chers parents, pour tout leur amour et soutien durant ces longues années d’études. A ma belle-famille, merci pour votre encouragement. A Ghillas qui m’a toujours encouragée, soutenue et aimée et sans qui je n’aurai jamais réussi à aller au bout de mes ambitions. MERCI pour tout. 4 SOMMAIRE Résumé ............................................................................................................................................... 7 Abstract .............................................................................................................................................. 9 Introduction ..................................................................................................................................... 11 Partie I : Revue de la littérature sur les mécanismes de résistance aux antifongiques et identification des molécules médicamenteuses pour lesquelles une activité antifongique a été décrite ............................................................................................................................................... 16 Article 1: Drug-repurposing in medical mycology: the use of off-label compounds as antifungals to overcome the emergence of multidrug-resistant fungi ................................................................. 19 Partie II : Identification de nouvelles molécules antimicrobiennes par criblage d’une chimiothèque de molécules « Prestwick chemical library » de biodisponibilité connue et approuvée par la FDA contre une collection de souches résistantes……………………. 50 Article 2: Identification of new antimycotic agents by screening of the current FDA-approved drugs against emerging invasive molds……………………………………………………… 54 Partie III : Repositionnement de molécules médicamenteuses pour la prise en charge des infections fongiques invasives, en monothérapie ou en association aux antifongiques communément utilisés en pratique clinique………………………………………………. 68 Article 3: In vitro polymyxin activity against clinical multidrug-resistant fungi…………… 72 Article 4: Repurposing of ribavirin as an adjunct therapy for invasive fungal disease………. 83 Partie IV : Identification du mécanisme d’action de la ribavirine sur Candida albicans, et élaboration de ses éventuelles cibles spécifiques………………………………………110 5 Partie V: Annexes…………………………………………………………………………. 113 Article 5: Zidovudine: a salvage therapy for mcr-1 plasmid-mediated colistin-resistant bacterial infections?.............................................................................................................................. 116 Article 6: Colistin-and Carbapenem-Resistant Klebsiella pneumoniae Clinical_Isolates: Algeria……………………………………………………………………………………… 127 Article 7: Genome sequence and description of Olsenella timonensis sp. nov. isolated from human fecal sample in France……………………………………………………………… 134 Conclusion et perspectives………………………………………………………………... 156 Activités scientifiques……………………………………………………………………... 159 Références…………………………………………………………………………………. 160 6 Résumé Les infections fongiques invasives constituent un sérieux problème de santé publique dans le monde ; cette situation se complique par la disponibilité d’un faible nombre d’antifongiques utilisés en pratique clinique. Étant des organismes eucaryotes, les champignons sont phylogénétiquement plus proches de l'hôte humain que les bactéries, limitant ainsi le nombre de cibles spécifiques exploitables dans le développement de médicaments antifongiques. A ceci, vient s’ajouter l’émergence de nombreuses espèces qui présentent une résistance à au moins, une classe d’antifongiques usuels. De ce fait, la réutilisation de composés chimiques commercialisés auparavant et approuvés par la FDA, communément appelé « repositionnement des médicaments » constitue une solution pertinente et applicable à court terme, pour une meilleure prise en charge des mycoses invasives. Par conséquent, une revue a été rédigée pour élucider les différents mécanismes de résistance aux quatre classes d’antifongiques couramment utilisés mais surtout pour déterminer les molécules repositionnées comme antifongiques par des études antérieures afin d’orienter notre travail en utilisant ce concept. Dans un second temps, 1280 molécules médicamenteuses, constituant la chimiothèque Prestwick (Prestwick, Illkirch graffenstaden, France), ont été testées sur des souches de champignons multirésistants (levures et champignons filamenteux) d’intérêt clinique, isolées à l’Hôpital la Timone de Marseille. Le criblage primitif à une concentration de 10 µM avait permis l’identification de plusieurs molécules capables d’inhiber la croissance fongique, à des pourcentages ≥ 90% et ≥ 70%, des levures et champignons filamenteux respectivement. Par la suite, notre travail s’est focalisé sur deux molécules médicamenteuses : la colistine et la ribavirine. Les concentrations minimales inhibitrices de ces dernières ont été déterminées, 7 de même que leur activité fongicide ou fongistatique sur une large collection de souches. Des combinaisons synergiques avec les antifongiques habituels ont été mises au point notamment celles de la ribavirine en association avec l’amphotéricine B, l’itraconazole et le voriconazole qui sont actives, entre autres, sur les souches de Candida albicans multirésistantes. Le but de notre troisième travail a été de comprendre le mécanisme d’action de la ribavirine, un antiviral, sur les Candida albicans et d’identifier sa potentielle cible. Pour se faire, les analogues des cibles de la ribavirine chez le virus de l’hépatite C, retrouvés chez les Candida albicans notamment les enzymes inosine-5’-monophosphate déshydrogénase (IMPDH) et l’ARN polymérase ont été étudiés. Des systèmes PCR et séquençage ont été développés pour détecter et analyser les gènes IMH3 et RPO21 qui codent pour les enzymes IMPDH et ARN polymérase respectivement chez les Candida. Enfin, dans le cadre d’élargissement de mes champs d’activité au cours de cette thèse, des projets annexes ont été réalisés notamment celui de l’étude moléculaire des mécanismes de résistance à la colistine et la description d’une nouvelle espèce bactérienne, Olsenella Timonensis. Mots clés : Résistance aux antimicrobiens, antifongiques, agents mycotiques émergents, alternatives thérapeutiques, chimiothèque Prestwick, repositionnement des médicaments. 8 Abstract The increasing incidence of invasive infections caused by pathogenic fungi is a major worldwide concern; a serious situation to which the limited number of available effective antifungals to face it, is another problem. Being eukaryotic organisms, these fungal pathogens are phylogenetically closer to the human host than bacterial pathogens. Consequently, the development of a new specific drug targeting fungi (i.e. a new antifungal drug) is a difficult and long task. In addition to this limited