| Titre : | Contribution to the study of biofilm production of Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Escherichia coli isolated from Tamanrasset hospital and biofilm biological control assay |
| Auteurs : | REGGANI Khoula, Auteur ; Ghellai lotfi, Directeur de thèse ; Habiba DRICI, Directeur de thèse |
| Type de document : | texte imprimé |
| Editeur : | [S.l.] : [S.l.] : Dr. Moulay Tahar Université Saida, Faculté des Sciences Naturelles et de la Vie, 2024/2025 |
| Format : | 96 p / 29 CM |
| Accompagnement : | CD |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Catégories : | |
| Mots-clés: | Staphylococcus aureus ; Escherichia coli ; P. aeruginosa ; Biofilm ; Actinobacteria ; Biocontrol |
| Résumé : |
Depuis plusieurs années, les biofilms font l'objet de plusieurs recherches dans différents domaines. Certaines infections
associées au biofilms microbiens sont une source d’inquiétude dans le secteur médical. A cet égard, les données scientifiques sont peu ou pas disponibles dans les institutions de santé en Algérie. C’est dans ce contexte que l’objectif de cette étude a porté sur l’étude des souches bactériennes isolées à partir des prélèvements biologiques effectués sur les patients hospitalisés à l’hôpital MESBAH BAGHDAD, Tamanrasset, Algérie. La première partie a été consacrée à l’étude IIbactériologique des souches cliniques de Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa et Escherichia coli et leur capacité à former le biofilm. La deuxième partie était focalisée sur la lutte contre ces biofilms par le biais des Actinobactéries isolées à partir du sol dans l’extrême sud en Algérie, Tamanrasset. L'identification des souches cliniques a été réalisée par les méthodes microbiologiques conventionnelles puis confirmée par la technique MALDI-TOF MS (Matrix Assisted Laser Desorption Ionisation-Time Of Flight Mass Spectrometry). L’antibiogramme a été effectué à l’aide du système automatisé BD Phoenix™ (Becton Dickinson, USA). Parmi les 30 isolats cliniques, 9(45%) souches de Staphylococcus aureus, 2(10%) souches de Pseudomonas aeruginosa et 9(45%) souches de Escherichia coli, ont été retenues. Toutes les souches de S. aureus sont productrices de β-lactamase (BLACT), deux d'entre elles, la souche 01 et 02, sont résistantes à la méthicilline (MRSA). Deux souches d'E. coli, O4 et 09 sont productrices de carbapénémase de classe D (CARBD) et bêta- lactamase à spectre étendu (ESBL), respectivement. De plus la souche 09 est multirésistante (MDR-E. coli). 10%, 30% et 50% des isolats cliniques se sont avérées fortement, modérément et faiblement productrices de biofilm, respectivement, par la méthode phénotypique Congo Red Agar (CRA). L'évaluation qualitative du biofilm par la méthode des tubes (TAM : tube adherence method) a révélé que les souches d'E. coli et de P. aeruginosa sont fortement productrices de biofilm par opposition aux souches de S. aureus. Par ailleurs, selon la méthode de microdilution sur microplaque 96 puits (MTP : Microtiter Plate), la majorité des souches cliniques ont une production modérée de biofilm (0,4 ≤0,8). Les souches de S. aureus (01, 02, 09), et les souches d’E coli (06, 08), étaient respectivement les plus productrices de biofilm (OD630nm = 0,75, 0,74, 0,73 et 0,74, 0,74), tandis que les autres souches ont en moyenne une OD 630nm comprise entre 0,49 et 0,69 à l’exception de la souche 05 de S. aureus qui était faiblement formatrice de biofilm (OD630nm = 0,33). Les Actinobactéries sélectionnées pour le contrôle biologique du biofilm. Ont été isolées à partir de sept sols rhizosphériques d'acacia provenant de sept sites en utilisant une culture dépendante sur gélose à l'extrait de levure au glycérol (GYE). En fait, 124 souches ont été obtenues, leur caractérisation macroscopique et microscopique semble néanmoins correspondre à des souches d'Actinobacteria avec une diversité dans leur consistance macroscopique. L'identification moléculaire de l'ARNr 16s de 24 Actinobactéries a révélé que les souches appartenaient à cinq genres différents avec une similarité faible ou supérieure à 98,6 % ; dont Streptomyces, Nocardiopsis, Micromonospora, Actinomadura, Cellulomonas. Alors qu'au niveau des espèces, seules six souches d'Actinobacteria D4, D14, D25, D31, D33 et D40 sont proches des espèces Streptomyces lomondensis|NBRC 15426|AB184673, Streptomyces tuirus|NBRC 15617|AB184690, Streptomyces bellus|ISP 5185|AJ399476T et Streptomyces longhuiensis|BH-MK-02|MW680654T. La méthode d'antagonisme par stries croisées a révélé que la majorité des isolats d'Actinobacteria étaient extrêmement actifs contre toutes les souches de S. aureus (06 mm ≤ zone d'inhibition ≤ 35 mm), les souches d'Actinobacteria D25, D32, ont montré une activité sélective contre toutes les souches de S. aureus avec une moyenne de zone d'inhibition (mm) variée [de 4 à 20] et [de 2 à 8] respectivement. Avec E. coli de 2 à 25 mm, où les souches d'Actinobacteria D24 et D42 ont une activité sélective uniquement contre les souches d'E. coli (zone d'inhibition [6-20], [5-11] respectivement). Alors que les souches de P. aeruginosa présentaient une forte résistance aux souches d'Actinobacteria. Cependant, les souches d'Actinobacteria D31, D33, D35, D36 et D47 ont le plus grand spectre d'effets sur les bactéries cliniques isolées, où l'activité antagoniste était [3-6], [2-5], [20-35], [20 -34] et [7-15] respectivement contre toutes les souches de S. aureus, ainsi que contre toutes les souches d'E. coli [5-11], [2-7], [18-25], [4-6] et [4-20]. La souche D35 est l'isolat le plus important en ce qui concerne son activité antagoniste. De plus, les tests de biocontrôle de l'extrait brut (EX) contre des souches cliniques ont révélé que la majorité de l'extrait brut a un effet diminué de manière significative sur la production de biofilms. Alors que le meilleur score d'activité anti-biofilm était celui de l'EX104 (de D16) contre les souches 09 et 10 de S. aureus (de OD630nm = 0,73 à OD630nm = 0,30), suivi de l'Ex115 (de D47) contre E. coli 02 (de OD630nm = 0,53 à OD630nm = 0,26). Alors que, l'EX 104 a effectué les six souches d'E. coli : 01, 04, 06, 07, 08 et 10, les meilleurs résultats sont contre E. coli 08 (de OD630nm = 0,74 à OD630nm = 0,52). Tandis que le biofilm des souches 01 et 09 de P. aeruginosa était affecté par l'extrait brut EX27 (de D35) (de OD630nm = 0,66 à OD630nm = 0,38). |
| Note de contenu : |
Introduction ..................................................................................................................................................... 1
CHAPTER 1 REVEIU AND LETERATTURE «BIOFILMS AND ACTINOBACTERIA ................................. 4 I. BIOFILMS and generalities on Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Escherichia coli 4 I.1.Historie and definition..................................................................................................................... 4 I.2.Microbial habitats in the human body .......................................................................................... 4 I.3.Pathogenic bacteria species with significant biofilm-forming ..................................................... 6 I.3.1.Staphylococcus aureus biofilm ............................................................................................... 7 I.3.2.Biofilm extracellular matrix composition and life cycle....................................................... 7 I.3.3.Biofilm physiology and Quorum sensing ............................................................................... 8 I.3.4.Genetic regulation of biofilm ................................................................................................ 11 I.4. Pseudomonas aeruginosa biofilm .................................................................................................. 12 I.4.1.Biofilm composition ............................................................................................................... 13 I.4.2.Biofilm life cycle ..................................................................................................................... 13 I.4.3.Biofilm physiology and Quorum sensing ............................................................................. 14 I.4.4.Genetic regulation of biofilm ................................................................................................ 14 I.5. Escherichia coli biofilm ................................................................................................................ 15 I.5.1.Biofilm composition and life cycle ........................................................................................ 15 I.5.2.Biofilm physiology and Quorum sensing ............................................................................. 17 I.5.3.Genetic regulation of biofilm ................................................................................................ 17 I.6. Biofilm medical impact and biofilm on medical dispositive ...................................................... 18 I.6.1. Antibiotic resistance and biofilm related multidrug resistance (MDR) ........................... 18 I.7.Heterogeneous populations in mixed biofilms ............................................................................ 20 I.8.Growing biofilms in the laboratory and biofilm detection methods ......................................... 21 I.9.Biofilm detection methods............................................................................................................. 22 I.9.1.Microtiter Plate Assay (MTP) .............................................................................................. 22 I.9.2.Tube adherent method (TAM) ............................................................................................. 22 I.9.3.Congo Red Agar method (RCA) .......................................................................................... 23 I.9.4.The Biofilm Ring Test (BFRT) ............................................................................................. 23 I.9.5.Genetic Biofilm Screening Model ......................................................................................... 24 I.9.6.Microscopic techniques for biofilm analysis ....................................................................... 25 I.10. II. Biofilm biological control ............................................................................................................. 26 I.10.1.Nanotechnology...................................................................................................................... 27 I.10.2.Quorum sensing ..................................................................................................................... 28 I.10.3.Enzymes as anti-biofilm agents ............................................................................................ 28 I.10.4.Antibiotics .............................................................................................................................. 28 I.10.5.Antimicrobial peptides (AMPs) ............................................................................................ 29 Generalities on Actinobacteria genius ............................................................................................. 30 VIIII.1. Classification of Actinobacteria ................................................................................................... 30 II.1.1.The phylum Actinobacteria .................................................................................................. 30 II.1.2.Class Actinobacteria .............................................................................................................. 31 II.2.Colonies morphology, mycelium structure and spores .............................................................. 32 II.3.Biology of Actinobacteria : physiology and nutritional metabolism ........................................ 33 II.4.Actinobacteria in rhizosphere microbiome ................................................................................. 34 II.5.Actinobacteria as promising natural source of antibiotics and anti-biofilm agents ................ 35 CHAPTER TWO: MATERIAL AND METHODS. .......................................................................................... 40 1. 2. Isolation of pathogenic clinical strains................................................................................................. 40 1.1.Collection of clinical samples, Isolation and identification of pathogenic strains................... 40 1.2.Antimicrobial susceptibility testing and detection of β-lactamase ............................................ 40 Biofilm Detection Assays ....................................................................................................................... 41 2.1. Qualitative analysis of biofilm production .................................................................................. 41 2.1.1.Congo red assays (CRA) ....................................................................................................... 41 2.1.2.Tube adherence method assays (TAM) ............................................................................... 41 2.2. Quantitative analysis of biofilm production ................................................................................ 41 2.2.1 Tissue culture plate method (TCP) ...................................................................................... 41 3.1.Soil sample collection..................................................................................................................... 42 3.2.Actinobacteria Isolation ................................................................................................................ 43 3.3.Identification, screening and evaluation of antagonistic activity of Actinobacteria sp., isolates 44 3.3.1.Morphological characterization ........................................................................................... 44 3.3.2.Screening of Actinobacteria strains ..................................................................................... 44 3.3.3.Molecular identification ........................................................................................................ 44 3.3.4.Extraction of the crude extract ............................................................................................. 46 3.3.5.Actinobacteria extract and anti-biofilm essays ................................................................... 46 CHAPTER THREE: RESULTS AND DISCUSSION ..................................................................................... 48 1. 2. Clinical strain and biofilm detection essays ........................................................................................ 48 1.1.Assessment of Clinical photogenic strains ................................................................................... 48 1.2.Evaluation of multidrug resistance and β-lactamase production.............................................. 49 1.3.Adherence assays and evaluation of biofilm production ability ................................................ 50 1.3.1.Phenotypic characterization of slime synthesizing strains using CRA and TAM. .......... 50 1.3.2.In vitro adherence assay on polystyrene microtitre plate (MTP) ..................................... 51 Soil Actinobacteria sp., as promising agents of biofilm biological control ........................................ 53 2.1.Colony and bacterial morphological traits .................................................................................. 53 2.2.Screening of Antibacterial activity of the isolates ....................................................................... 59 2.3.Effect of the crude extract against biofilm formation and quantification of anti-biofilm activity 60 2.4.Taxonomic study of the selected Actinobacteria isolates .......................................................... 62 Conclusion and Perspectives......................................................................................................................... 68 References ...................................................................................................................................................... 71 |
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| BUC-D000277 | SNV-D00033 | Livre-CD | Bibliothèque PMB Services | Doctorat | Consultation sur place Exclu du prêt |
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