Modifications of Clostridioides difficile cell-wall | Modification de la paroi de Clostridioides difficile

English. The bacterial surface is the primary interface between the bacteria and its environment. A fundamental element of the surface, the cell wall of Clostridioides difficile (CD) is composed of peptidoglycan with which various polysaccharides are associated. The susceptibility or natural resistance to antimicrobials that target the cell wall can be linked to changes in the bacterial wall by various mechanisms. This thesis project will focus on the study of two modification mechanisms of the CD wall that may drive the modulation of its antimicrobial resistance. The first mechanism to be studied concerns the regulation of peptidoglycan synthesis through a Ser / Thr kinase, PrkC, and the impact on the natural resistance of CD to cephalosporins. Our hypothesis, which is based on data described in other Gram positive bacteria, as well as on preliminary observations, is that the deletion of PrkC would indirectly lead to a decrease in the quantity / activity of the first enzyme of the synthesis of MurA peptidoglycan. Modulating MurA activity would directly affect CD sensitivity to cephalosporins. The second mechanism we will study is the D-alanylation of the anionic polysaccharides anchored to the cell wall, which may impact the susceptibility of CD to antimicrobials. D-alanylation is a biochemical modification carried out by the proteins DltA, DltB, DltC and DltD, which reduces the overall negative charges of these surface polymers, making them less sensitive to cationic antimicrobials. It has already been shown that D-alanylation plays a role in the resistance of CD against some cationic antimicrobial peptides (CAMPs). The objective of the thesis will be to precisely determine the location of this D-alanylation on the components of the CD cell wall, to test the impact of this modification on the sensitivity of CD to cationic antimicrobials and to identify, in collaboration with a team of chemists from Caen, D-alanylation inhibitors capable, when administered as prophylactic therapeutics, of inhibiting CD colonization in mice by rendering the bacterium hypersusceptible to physiological CAMPs.

French. La surface bactérienne est l'interface entre la bactérie et son environnement. Elément fondamental de la surface, la paroi de Clostridioides difficile (CD) est composée de peptidoglycane auquel sont associés différents polysaccharides. La sensibilité ou la résistance naturelle aux antimicrobiens qui ciblent la paroi peuvent être liées à des modifications de la paroi bactérienne par différents mécanismes. Ce projet de thèse portera sur l'étude de deux mécanismes de modification de la paroi de CD à l'origine d'une modulation de sa résistance aux antimicrobiens. Le premier mécanisme étudié porte sur la régulation de la synthèse du peptidoglycane par le biais d'une Ser/Thr kinase, PrkC, et l'impact sur la résistance naturelle de CD aux céphalosporines. Notre hypothèse, qui se base sur des données décrites chez d'autres bactéries à Gram positif ainsi que sur des observations préliminaires, est que la délétion de PrkC entrainerait de manière indirecte une diminution de la quantité/activité de la première enzyme de la synthèse du peptidoglycane MurA. La modulation de l'activité de MurA impacterait directement la sensibilité de CD aux céphalosporines. Le deuxième mécanisme dont nous étudierons l'impact sur la sensibilité de CD aux antimicrobiens est la D-alanylation des polysaccharides anioniques de la paroi. La D-alanylation est une modification biochimique réalisée par les protéines DltA, DltB, DltC et DltD, qui diminue la charge négative globale de ces polymères de surface, les rendant moins sensibles aux antimicrobiens cationiques. Il a déjà été montré que la D-alanylation jouait un rôle dans la résistance de CD vis-à-vis de certains peptides cationiques antimicrobiens (CAMPs). L'objectif de la thèse sera de déterminer précisément la localisation de cette D-alanylation sur les composants de la paroi de C. difficile, de tester l'impact de cette modification sur la sensibilité de CD aux antimicrobiens cationiques et d'identifier, en collaboration avec une équipe de chimistes de Caen, des inhibiteurs de la D-alanylation capables, lorsqu'ils sont administrés en prévention, d'inhiber la colonisation de CD chez la souris par la capacité à rendre la bactérie hypersensible aux CAMPs physiologiques.