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Francisella tularensis: FupA mutation contributes to fluoroquinolone resistance by increasing vesicle secretion and biofilm formation

Authors :
Corinne Villers
Patricia Renesto
Sandrine Boisset
Claire Siebert
Julien Pérard
Max Maurin
Helena Lindgren
Sabrina Ferré
Céline Brochier-Armanet
Anders Sjöstedt
Yohann Couté
RENESTO, PATRICIA
Grenoble Alliance for Integrated Structural Cell Biology - - GRAL2010 - ANR-10-LABX-0049 - LABX - VALID
Infrastructure Française de Protéomique - - ProFI2010 - ANR-10-INBS-0008 - INBS - VALID
Techniques de l'Ingénierie Médicale et de la Complexité - Informatique, Mathématiques et Applications, Grenoble - UMR 5525 (TIMC-IMAG)
Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Centre National de Référence des Francisella [CHU Grenoble]
Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU)
Umeå University
Laboratoire de Biologie à Grande Échelle (BGE - UMR S1038)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Unité de Recherche Risques Microbiens (U2RM)
Université de Caen Normandie (UNICAEN)
Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)
Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM - UMR 5249)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UMR 5558 (LBBE)
Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Thérapeutique Recombinante Expérimentale (TIMC-IMAG-TheREx)
Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
ANR-10-LABX-0049,GRAL,Grenoble Alliance for Integrated Structural Cell Biology(2010)
ANR-10-INBS-0008,ProFI,Infrastructure Française de Protéomique(2010)
Laboratory for Molecular Infection Medicine Sweden and Department of Clinical Microbiology
Etude de la dynamique des protéomes (EDyP )
Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Biocatalyse (BIOCAT )
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Biologie des Métaux (BioMet)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)
Source :
Emerging microbes & infections, Emerging microbes & infections, 2019, 8 (1), pp.808-822. ⟨10.1080/22221751.2019.1615848⟩, Emerging microbes & infections, Earliest : Springer-Nature ; Latest : Taylor & Francis, 2019, 8 (1), pp.808-822. ⟨10.1080/22221751.2019.1615848⟩, Emerging microbes & infections, Earliest : Springer-Nature ; Latest : Taylor & Francis, 2019, 8, ⟨10.1080/22221751.2019.1615848⟩, Emerging Microbes & Infections
Publication Year :
2019
Publisher :
Informa UK Limited, 2019.

Abstract

International audience; Francisella tularensis is the causative agent in tularemia for which the high prevalence of treatment failure and relapse is a major concern. Directed-evolution experiments revealed that acquisition of fluoroquinolone (FQ) resistance was linked to factors in addition to mutations in DNA gyrase. Here, using F. tularensis live vaccine strain (LVS) as a model, we demonstrated that FupA/B (Fer-Utilization Protein) expression is linked to FQ susceptibility, and that the virulent strain F. tularensis subsp. tularensis SCHU S4 deleted for the homologous FupA protein exhibited even higher FQ resistance. In addition to an increased FQ minimal inhibitory concentration, LVS Delta fupA/B displayed tolerance toward bactericidal compounds including ciprofloxacin and gentamicin. Interestingly, the FupA/B deletion was found to promote increased secretion of outer membrane vesicles (OMVs). Mass spectrometry-based quantitative proteomic characterization of vesicles from LVS and LVS Delta fupA/B identified 801 proteins, including a subset of 23 proteins exhibiting differential abundance between both strains which may therefore contribute to the reduced antibiotic susceptibility of the FupA/B-deleted strain. We also demonstrated that OMVs are key structural elements of LVS Delta fupA/B biofilms providing protection against FQ. These results provide a new basis for understanding and tackling antibiotic resistance and/or persistence of Francisella and other pathogenic members of the Thiotrichales class.

Details

ISSN :
22221751
Volume :
8
Database :
OpenAIRE
Journal :
Emerging Microbes & Infections
Accession number :
edsair.doi.dedup.....5047e610d5ee6ba0372018ec08ce0d4d