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The nasal vestibule is considered as the main site of colonization by Staphylococcus aureus in humans. However, this thesis work showed that S. aureus colonization of the posterior nasal cavity was similar in all aspects to vestibular colonization. This nasal carriage of S. aureus is associated with an increased risk of infection with the bacteria. Current decolonization strategies, principally based on the topical use of mupirocin, are associated with a high relapse rate of S. aureus nasal carriage. We were able to observe the presence of an intracellular reservoir of S. aureus on samples from healthy patients carrying the bacterium. The almost total lack of intracellular activity of mupricin that we measured on an in vitro model of nasal colonization could partly explain the decolonization failures observed with this molecule. An internalization pathway mediated by the S. aureus Eap protein through the ICAM-1 receptor could play an important role in an inflammatory context. Despite the promising preliminary results, this work did not confirm the involvement of these two molecules in the internalization of the bacterium. Finally, interactions between microorganisms are numerous and certain bacteria seem capable of preventing the implantation of S. aureus in the nasal mucosa. Based on 16S metagenomics data and the in vitro competition study, we were able to highlight, for the first time, the inhibitory capacity of some Corynebacterium propinquum strains on the growth and invasion capacity of numerous S. aureus strains.; Le vestibule nasal est considéré comme le principal site de colonisation par Staphylocccus aureus chez l’Homme. Ce travail de thèse a cependant montré que la colonisation par S. aureus de la cavité nasale postérieure était similaire en tout point à la colonisation vestibulaire. Le portage nasal de S. aureus est responsable d’une augmentation du risque d’infection par la bactérie. Les stratégies actuelles de décolonisation, basées avant tout sur l’utilisation topique de mupirocine, sont associées à un fort taux de rechute du portage de S. aureus. Nous avons pu observer la présence d’un réservoir intracellulaire de S. aureus sur des prélèvements de patients sains porteurs de la bactérie. La quasi absence d’activité intracellulaire de la mupirocine que nous avons mesurée sur un modèle in vitro de colonisation nasale, pourrait expliquer en partie les échecs de décolonisation observés avec cette molécule. Une voie d’internalisation médiée par la protéine Eap de S. aureus et le récepteur ICAM-1 pourrait jouer un rôle important dans l’entrée de la bactérie. Malgré des résultats préliminaires prometteurs, ce travail n’a pas confirmé l’implication de ces deux molécules dans l’internalisation de S. aureus. Enfin, les interactions entre microorganismes sont nombreuses, et certaines bactéries semblent capables d’empêcher l’implantation de S. aureus au niveau de la muqueuse nasale. Sur la base de données de métagénomique 16S et l’étude de compétition in vitro, nous avons pu mettre en évidence, pour la première fois, la capacité inhibitrice présentée par des souches de Corynebacterium propinquum sur la croissance et la capacité d’invasion d’une grande variété de souches de S. aureus.

Some respiratory viruses such as rhinoviruses seem to promote staphylococcus aureus colonization. However, the details of the bacterial and cellular mechanisms involved in this synergy have not been sufficiently elucidated. The aim of this thesis was to develop and validate an in vitro model mimicking s. aureus colonization of the nasal vestibule by using hacat human keratinocytes. This model allowed to study (i) the adhesion and internalization capacities of various clinical s. aureus strains, (ii) the intracellular efficiency of the antimicrobial molecules used for s. aureus nasal decolonization, (iii) the effect of clarithromycin on rhinovirus infection, and (iv) the impact of rhinovirus infection and non-specific inflammation on s. aureus colonization. This work has mainly identified a new alternative mechanism for the internalization of s. aureus through the binding between the bacterial protein eap (extracellular adherence protein) and the cell receptor icam-1 (intracellular adhesion molecule 1). This alternative pathway is favored in case of rhinovirus infection or inflammation; which could explain the clinical observations of the increase of the load of s. aureus or the risk of infection by this bacterium during respiratory viral infections or post-traumatic inflammations. The results of this thesis illustrate the complexity of the interactions between the mucosal epithelial cells, s. aureus and viral pathogens and suggest that other studies are needed to propose appropriate preventive or therapeutic strategies.; Certains virus respiratoires comme rhinovirus semblent favoriser la colonisation par staphylococcus aureus. Cependant, les détails des mécanismes impliqués dans cette synergie n’ont pas été suffisamment élucidés. Le but de cette thèse a été de développer et valider un modèle in vitro mimant la colonisation du vestibule nasal par s. aureus en utilisant les kératinocytes humains hacat. Ce modèle a permis d’étudier (i) les pouvoirs d’adhésion et d’internalisation d’une collection de souche clinique de s. aureus, (ii) l’efficacité intracellulaire des molécules antimicrobiennes utilisées dans le cadre de la décolonisation nasale de s. aureus, (iii) l’effet de la clarithromycine sur l’infection par rhinovirus et (iv) l’impact de l’infection par rhinovirus ou de l’inflammation non spécifique sur la colonisation par s. aureus. ce travail a principalement permis d’identifier un nouveau mécanisme alternatif de l’internalisation de s. aureus à travers la liaison entre la protéine bactérienne eap (extracellular adherence protein) et le récepteur cellulaire icam-1 (intracellular adhesion molecule 1). Cette voie alternative est favorisée en cas d’infection par rhinovirus ou d’inflammation, ce qui pourrait expliquer les observations cliniques de l’augmentation de la charge de s. aureus ou du risque d’infection par cette bactérie lors des infections virales respiratoires ou d’inflammation post-traumatique. Les résultats de cette thèse illustrent la complexité des interactions entre les cellules épithéliales de la muqueuse, s. aureus et les pathogènes viraux et ouvrent les perspectives sur d’autres études nécessaires afin de proposer des stratégies préventives ou thérapeutiques adaptées.

Some respiratory viruses such as rhinoviruses seem to promote staphylococcus aureus colonization. However, the details of the bacterial and cellular mechanisms involved in this synergy have not been sufficiently elucidated. The aim of this thesis was to develop and validate an in vitro model mimicking s. aureus colonization of the nasal vestibule by using hacat human keratinocytes. This model allowed to study (i) the adhesion and internalization capacities of various clinical s. aureus strains, (ii) the intracellular efficiency of the antimicrobial molecules used for s. aureus nasal decolonization, (iii) the effect of clarithromycin on rhinovirus infection, and (iv) the impact of rhinovirus infection and non-specific inflammation on s. aureus colonization. This work has mainly identified a new alternative mechanism for the internalization of s. aureus through the binding between the bacterial protein eap (extracellular adherence protein) and the cell receptor icam-1 (intracellular adhesion molecule 1). This alternative pathway is favored in case of rhinovirus infection or inflammation; which could explain the clinical observations of the increase of the load of s. aureus or the risk of infection by this bacterium during respiratory viral infections or post-traumatic inflammations. The results of this thesis illustrate the complexity of the interactions between the mucosal epithelial cells, s. aureus and viral pathogens and suggest that other studies are needed to propose appropriate preventive or therapeutic strategies., Certains virus respiratoires comme rhinovirus semblent favoriser la colonisation par staphylococcus aureus. Cependant, les détails des mécanismes impliqués dans cette synergie n’ont pas été suffisamment élucidés. Le but de cette thèse a été de développer et valider un modèle in vitro mimant la colonisation du vestibule nasal par s. aureus en utilisant les kératinocytes humains hacat. Ce modèle a permis d’étudier (i) les pouvoirs d’adhésion et d’internalisation d’une collection de souche clinique de s. aureus, (ii) l’efficacité intracellulaire des molécules antimicrobiennes utilisées dans le cadre de la décolonisation nasale de s. aureus, (iii) l’effet de la clarithromycine sur l’infection par rhinovirus et (iv) l’impact de l’infection par rhinovirus ou de l’inflammation non spécifique sur la colonisation par s. aureus. ce travail a principalement permis d’identifier un nouveau mécanisme alternatif de l’internalisation de s. aureus à travers la liaison entre la protéine bactérienne eap (extracellular adherence protein) et le récepteur cellulaire icam-1 (intracellular adhesion molecule 1). Cette voie alternative est favorisée en cas d’infection par rhinovirus ou d’inflammation, ce qui pourrait expliquer les observations cliniques de l’augmentation de la charge de s. aureus ou du risque d’infection par cette bactérie lors des infections virales respiratoires ou d’inflammation post-traumatique. Les résultats de cette thèse illustrent la complexité des interactions entre les cellules épithéliales de la muqueuse, s. aureus et les pathogènes viraux et ouvrent les perspectives sur d’autres études nécessaires afin de proposer des stratégies préventives ou thérapeutiques adaptées.