Etude du rôle des pili de Lactococcus lactis dans la structuration d’un biofilm : approche biophysique multi-échelle

Les biofilms peuvent être considérés comme des communautés microbiennes plus ou moins complexes, très structurées, attachées à une surface. Chez les bactéries, les biofilms sont formés d’amas de cellules d’une ou de plusieurs espèces, produisant leur propre matrice exo-polymérique, protectrice et adhésive. Cette forme de vie en communauté permet aux bactéries de se protéger et de résister contre des phénomènes physiques, chimiques et biologiques. Cependant, chez les bactéries pathogènes et opportunistes, la formation de biofilm pause d’importants problèmes économiques et sanitaires. Chez les bactéries non-pathogènes, en particulier, les bactéries probiotiques ou les bactéries lactiques (BL), la formation de biofilm et son rôle dans le contrôle d’autres bactéries d’altération ou pathogènes sont de plus en plus étudiés. Dans cette optique, l’étape d’adhésion, les interactions intercellulaires et les mécanismes de formation de biofilm sont cruciales. Ces dernières années, si la plupart des travaux s’intéressent à la bactérie probiotique Lactobacillus rhamnosus GG, la Bactérie Lactique modèle Lactococcus lactis, fait aussi l’objet de plusieurs études visant à comprendre sa capacité à adhérer sur des surfaces biotiques et abiotiques, les mécanismes d’interactions entre cellules et de formation de biofilms, tant en conditions statiques qu’en écoulement. Dans ces travaux de thèse, pour comprendre le rôle des pili de L. lactis dans l’organisation et la cohésion des cellules dans un biofilm, nous avons d’abord démontré, en utilisant la spectroscopie de force à l’échelle de la cellule (SCFS), l’implication des pili dans les interactions homotypiques et leur capacité à interagir avec d’autres protéines de surface comme les protéines à domaines Mub. Le rôle des pili dans les caractéristiques morphologiques du biofilm (hétérogène, aérien, rugueux), en lien avec la cohésion des cellules et ses propriétés nanomécaniques a été analysé. L’utilisation d’une banque de souches aux phénotypes différents a permis de montrer, que d’autres protéines de surface, comme les protéines à domaine Mub, participent à la structuration et aux caractéristiques du biofilm. En revanche, cette différence de structure entre les biofilms des souches pilièes n’apparait pas corrélée à leurs propriétés nanomécaniques. Toutes les souches produisant des pili ont des propriétés mécaniques similaires : les biofilms sont mille fois plus mous ou élastiques que ceux des souches contrôles dépourvues de pil