Conditions d’expression et capacité de transfert des éléments intégratifs et conjugatifs de Mycoplasma hominis, pathogène génital humain

Les éléments génétiques intégratifs et conjugatifs (ICEs) sont des éléments mobiles auto-transmissibles jouant un rôle clé dans l’évolution des génomes bactériens via le transfert horizontal de gènes (THG). Contrairement aux plasmides, les ICEs s’intègrent dans le génome de l’hôte, s’excisent sous forme circulaire, se transfèrent par conjugaison vers une cellule receveuse, puis se réintègrent dans le chromosome. Ils contribuent à l’adaptation bactérienne en facilitant l’acquisition de gènes de résistance aux antibiotiques, de facteurs de virulence ou de fonctions métaboliques. Une famille d’ICEs, appelés MICE (Mycoplasma Integrative and Conjugative Elements),a été identifiée chez plusieurs espèces de Mollicutes. Chez Mycoplasma hominis, pathogène humain du tractusurogénital, environ 45 % des isolats cliniques portent des ICEs de 27 à 30 kpb, intégrés de façon aléatoire dans le génome.Cette thèse visait d’abord à évaluer la capacité de circularisation d’un ICE de M. hominis (ICEHo-4788) dans différentes conditions environnementales, et à analyser la transcription et l’expression de ses gènes. Dans un second temps, nous avons exploré son potentiel de conjugaison par des expériences de conjugaison.À l’aide de qPCR, RT-qPCR et LC-MS/MS, nous avons étudié la circularisation, la transcription et l’expression protéique de l’ICEHo-4788 dans diverses conditions : phases de croissance axénique, exposition à la mitomycine C (MMC), stress thermique (froid/chaud), et co-culture avec des cellules HeLa. En culture axénique, un pic de circularisation a été observé à 12 h, avec une augmentation de 9,4 fois par rapport à la référence. L’exposition à la MMC et au froid a entraîné une augmentation de respectivement 3,3 et 3,0 fois. En co-culture avec les cellules HeLa, la circularisation a été fortement induite, avec des pics à 72 h et 7 jours post-inoculation (augmentations respectives de 10 et 23 fois).L’analyse RT-qPCR a révélé que tous les gènes codants de l’ICEHo-4788 étaient transcrits. Les RT-PCR ciblant les régions intergéniques ont toute produit des amplicons, suggérant une transcription polycistronique. Aucune variation notable de transcription n’a été observée en culture axénique ni après exposition à la MMC ou au stress thermique. En revanche, une forte induction transcriptionnelle a été détectée à 7 jours de co-culture avec les cellules HeLa, avec des augmentations allant de 5 à 23 fois selon les gènes. Sur le plan protéique, quatre protéines associées à l’ICE étaient significativement surexprimées à 12 h par rapport à 19 h en culture axénique, tandis qu’aucune variation n’a été détectée après stress thermique ou exposition à la MMC.Étant donné l’effet marqué des conditions mimant l’hôte sur l’activation de l’ICE, nous avons mené des expériences de conjugaison en co-culture avec des cellules HeLa pendant 7 jours. Une souche donneuse de M. hominis portant un gène de résistance à la tétracycline inséré dans l’ICE a été co-incubée avec deux souches receveuses portant chacune un marqueur de résistance différent (gentamicine ou ofloxacine). Les colonies doublement résistantes ont été sélectionnées sur milieu contenant les deux antibiotiques.Le séquençage des génomes complets et l’analyse des polymorphismes nucléotidiques ont révélé deux mécanismes distincts de THG. D’une part, l’ICE a été transféré du donneur vers le récepteur. D’autre part, un transfert chromosomique (MCT) s’est produit en sens inverse, du receveur vers le donneur, indépendamment de l’ICE,impliquant l’échange de larges segments chromosomiques.Ces résultats montrent que les conditions environnementales, notamment celles mimant l’hôte, modulent la circularisation et l’expression des ICEs chez M. hominis. Ce travail apporte les premières preuves expérimentales de deux mécanismes de THG dans cette espèce, soulignant l’efficacité de ces échanges génétiques et leur rôle dans la plasticité du génome et l’adaptation bactérienne, notamment face aux antibiotiques.