Detection of molecular changes induced by different classes of antibiotics against Escherichia coli and Vibrio parahaemolyticus using Raman and Infra-red spectroscopies

Nguyen Ngoc Thanh Xuan. 2017. Detection of molecular changes induced by different classes of antibiotics against Escherichia coli and Vibrio parahaemolyticus using Raman and Infra-red spectroscopies. Le Mans : Le Mans Université, 137 p. Thèse de doctorat : Environnement et biologie : Le Mans Université

Titre français : Détection des changements moléculaires induits par différentes classes d’antibiotiques chez Escherichia coli et Vibrio parahaemolyticus en utilisant les spectroscopies Raman et Infra-rouge

Encadrement : Daniel, Philippe ; Sarter, Samira ; Nguyen, Ngoc Hai

Résumé : Raman and Infra-red spectroscopies are two complementary techniques that provide the biochemical composition of the cell, allowing rapid and accurate identification of micro-organisms. The present study aimed to explore these innovative methods to investigate the mechanisms of action of antibiotics against two bacterial models (Escherichia coli and Vibrio parahaemolyticus). Raman and IR spectroscopies were used in combination with principal components analysis to detect molecular changes induced by different classes of antibiotics (ampicillin, cefotaxime – cell wall inhibitors, tetracycline – protein synthesis inhibitor and ciprofloxacin – DNA replication inhibitor) against Escherichia coli and Vibrio parahaemolyticus. In Escherichia coli, ampicillin and cefotaxime treatments led to a decrease of protein bands in both Raman and Infra-red, an increase of carbohydrates in Infra-red. Tetracycline addition caused an increase of nucleic acids, a sharp decrease of phenylalanine in Raman, a decrease of protein bands and an increase of DNA in both Raman and Infra-red. For ciprofloxacin, an increase of nucleic acids in Raman, an increase of protein bands and DNA in Infra-red were observed. In Vibrio parahaemolyticus, cefotaxime resulted in a decrease of protein bands in both Raman and Infra-red, an increase of polysaccharides in Infra-red. Tetracycline treatment caused a decrease of phenylalanine in Raman, a decrease of proteins in both Raman and Infra-red, an increase of polysaccharides in Infra-red. For ciprofloxacin, an increase of polysaccharides and a decrease of proteins in both Raman and Infra-red were noticed. Clear discrimination of antibiotic-treated samples compared to the control was recorded for the three antibiotic classes in both Escherichia coli and Vibrio parahaemolyticus. For the latter, resistance pattern has also been observed for ampicillin.

Résumé (autre langue) : Les spectroscopies Raman and Infra-rouge sont deux techniques complémentaires qui fournissent la composition biochimique de la cellule, permettant l'identification rapide et précise des micro-organismes. Cette étude a exploré ces techniques innovantes pour comprendre les modes d'action des antibiotiques vis-à-vis de deux bactéries modèles (Escherichia coli et Vibrio parahaemolyticus). Les spectroscopies Raman et Infra-rouge ont été utilisées en combinaison avec l'analyse des composantes principales en vue de détecter les changements moléculaires induits par différentes classes d'antibiotiques (ampicilline, céfotaxime - inhibiteurs de la paroi cellulaire, tétracycline - inhibiteur de la synthèse protéique et ciprofloxacine – inhibiteur de la réplication d'ADN). Dans le cas d'Escherichia coli, l'ampicilline et le céfotaxime ont provoqué une baisse des bandes protéiques en Raman et Infra-rouge et une augmentation des carbohydrates en Infra-rouge. L'addition de la tétracycline a entraîné une augmentation des acides nucléiques, une forte baisse de la phénylalanine en Raman, une diminution des bandes protéiques et une augmentation de l'ADN en Raman et Infra-rouge. Concernant la ciprofloxacine, une augmentation des acides nucléiques en Raman, une augmentation des bandes protéiques et de l'ADN e n Infra-rouge ont été observées. Chez Vibrio parahaemolyticus, le céfotaxime a provoqué une baisse des protéines en Raman et Infra-rouge, une augmentation des polysaccharides en Infra-rouge. L'addition de la tétracycline a entraîné une baisse de la phénylalanine en Raman, une baisse des protéines en Raman et Infra-rouge, une augmentation des polysaccharides en Infra-rouge. Concernant la ciprofloxacine, une augmentation des polysaccharides et une diminution des bandes protéiques en Raman et Infra-rouge ont été détectées. Une nette discrimination entre les échantillons traités aux antibiotiques et le témoin a été enregistrée chez Escherichia coli et Vibrio parahaemolyticus. Pour cette dernière, le profil de résistance à l'ampicilline a aussi été observé.

Classification Agris : U30 - Méthodes de recherche
L73 - Maladies des animaux

Champ stratégique Cirad : Axe 4 (2014-2018) - Santé des animaux et des plantes

Auteurs et affiliations

• Nguyen Ngoc Thanh Xuan, Le Mans Université (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/585951/)

Métriques

[ Page générée et mise en cache le 2022-04-02 ]