Projet Bactérie Verte


Bactérie Verte : Construction d'une souche plateforme à partir de la bactérie Pseudomonas aeruginosa.  

Contexte : 
La construction de plasmides bactériens pour le clonage et l'expression de gènes a été l'un des facteurs-clé du développement des biotechnologies dans les années 1980. Les progrès dans le domaine de la biologie moléculaire ont rendu parallèlement les manipulations génétiques de plus en plus faciles. Ainsi, les étapes d'amplification, de recombinaison, de transfert et de sélection de séquences nucléotidiques spécifiques ont été optimisées, et sont aujourd'hui accessibles à de nombreux laboratoires, grâce à des kits commerciaux. Cependant, ces outils et les protocoles pour les mettre en œuvre ne sont souvent applicables qu'au seul modèle Escherichia coli. Cette espèce bactérienne présente de nombreux avantages tels qu'une croissance rapide, une sensibilité à de nombreux antibiotiques permettant la sélection et le maintien in vitro de vecteurs plasmidiques, la capacité à intégrer de l'ADN recombinant par transformation et une relative innocuité. Pour toutes ces raisons et parce que son potentiel génétique est l'un des mieux connus du monde bactérien, E. coli s'est imposée comme l'hôte microbien de référence en biologie moléculaire pour l'expression de gènes hétérologues. Les applications issues de ce modèle sont multiples, aussi bien en recherche fondamentale qu'en recherche et développement. A contrario, son utilisation à des fins biotechnologiques se trouve limitée par plusieurs facteurs dont le coût élevé des milieux de culture nécessaires à sa croissance. Bien que peu exigeante pour son développement, cette entérobactérie requiert en effet des nutriments complexes pour produire des biomasses suffisantes. La nécessité de recourir à des antibiotiques pour le maintien des vecteurs plasmidiques représente un autre obstacle à son utilisation à large échelle en biotechnologie. Produits relativement onéreux, les antibiotiques grèvent les coûts de production. Ils sont, par ailleurs, au centre d'une problématique écologique importante en raison de l'impact des rejets industriels sur la résistance des bactéries environnementales aux antibiotiques. Il est maintenant bien établi que les gènes de résistance aux antibiotiques, notamment ceux portés par les plasmides, circulent entre les bactéries environnementales, animales et humaines. Ces échanges génétiques sont à l'origine d'une perte progressive de la sensibilité des bactéries pathogènes aux agents anti-infectieux et d'échecs de plus en plus nombreux dans le traitement des infections nosocomiales et des infections communautaires humaines. Il convient aussi de souligner que les souches de laboratoire de E. coli restent capables d'échanger des gènes avec des bactéries intestinales de la même espèce (E. coli commensaux) ou d'autres entérobactéries (eg., Klebsiella pneumoniae, Enterobacter sp., Proteus sp.), d'où le risque potentiel de voir ces souches contribuer à l'évolution globale de la résistance aux antibiotiques. Enfin, parmi les faiblesses du modèle E. coli on peut citer son nombre limité de systèmes de sécrétion (Sec, TAT).

Présentation du projet :
Dans ce contexte, les espèces du genre Pseudomonas et notamment l’espèce aeruginosa possède des caractéristiques génétiques faisant d’elle un outil hors du commun notamment pour la production de protéines recombinantes. Néanmoins, un frein actuel à son utilisation est son appartenance au niveau 2 de sécurité microbiologique qui limite son utilisation aux laboratoires équipés en conséquence. Ainsi depuis 2014, SMALTIS s’est lancée dans la fabrication d’une souche plateforme. Pour cela, notre équipe R&D a entreprit de supprimer du génome de la souche de référence PAO1 l’ensemble des éléments génétiques codant pour des mécanismes qui confèrent au bacille pyocyanique sa résistance aux antibiotiques, sa virulence et sa pathogénicité. Ainsi, près de 0,8% du génome a été retiré. En parallèle, des outils plasmidiques compatibles avec l’espèce P. aeruginosa sont également en cours de construction.  

Prespectives : 
A terme, ce projet ambitionne d’apporter sur le marché des biotechnologies un nouveau modèle et de nouvelles solutions techniques pour améliorer la production de biologiques tels que des protéines recombinantes ou des molécules chimiques à partir de ressources végétales.

Publications/Communications :
ECCMID Disarming P. aeruginosa final version

Durée, Montant et Financement :
Le projet Bactérie Verte porté par SMALTIS à reçu le concours du Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche en partenariat avec BPI France Financement dans le cadre des concours de création d’entreprises innovantes 2013 et 2014. Ce projet à également reçu le soutient de l’Agence Nationale pour la Recherche Technologique (ANRT) à travers le financement du bource CIFRE.

Partenaires : 
  

Autres Projets : 
Mimédi