Contexte : La tuberculose (TB) demeure une des premières causes de décès à l’échelle mondiale. La dissémination de souches multirésistantes (MDR) est alarmante. Les molécules de 2nde ligne classées dans le groupe A de l’OMS (fluoroquinolones (FQ), bédaquiline (BDQ) et linézolide), sont les molécules clé du traitement. Malheureusement, on assiste ces dernières années à l’émergence de souches ultrarésistantes (XDR) qui sont MDR et résistantes aux FQ et à l’une des autres molécules du groupe A. La lutte contre l’émergence et la dissémination de ces formes résistantes repose sur : (i) le traitement précoce et efficace des patients ; il est ainsi indispensable de diagnostiquer au mieux la résistance aux antituberculeux (antiTB), en optimisant le diagnostic moléculaire et (ii) la compréhension des mécanismes de dissémination des souches MDR. Ce travail répond à ces enjeux avec une approche génomique, par les objectifs suivants : améliorer le diagnostic de la résistance aux FQ (axe 1), et investiguer les mécanismes moléculaires de dissémination d’un cluster particulier de souches MDR (axe 2). Au-delà du travail expérimental nécessaire pour mener à bien ces objectifs, des travaux et publications en lien avec le contexte du sujet et me permettant de bien appréhender mon projet de thèse ont été réalisés. Ces travaux cités dans la partie bibliographique de ce manuscrit de thèse (articles 1 à 6), ne seront pas détaillés ici. Axe 1 : nous avons investigué les mécanismes moléculaires de résistance aux FQ non liés aux mutations dans l’ADN gyrase. Nous avons analysé les génomes de près de 1500 souches de M. tuberculosis (Mtb) résistantes aux FQ sans mutation dans l’ADN gyrase, à la fois de souches cliniques (database du CNR des Mycobactéries et consortium CRyPTIC) et de souches sélectionnées in vivo (modèle murin de TB). L’analyse génomique a mis en évidence : (i) le rôle putatif de l’opéron mfpAE, et (ii) un mécanisme inédit chez Mtb, à savoir la présence de duplications génomiques massives contenant cet opéron. Ces hypothèses in silico ont ensuite été explorées par une approche expérimentale. Axe 2 : Parmi les souches collectées au CNR ces 20 dernières années, un cluster MDR de la lignée 4 se distinguait par une combinaison spécifique de mutations de résistance : KatG-A110V et EthA-Q269* ; les souches ayant peu de mutations d’écart (< 8), bien qu’isolées sur une période de 20 ans, témoignant d’une faible vitesse d’évolution. Nous avons exploré les caractéristiques moléculaires de ce cluster, notamment sur le plan de la virulence pour expliquer cette persistance. L’analyse génomique a mis en évidence une mutation spécifique au niveau d’ESX-1, élément clé de la virulence chez Mtb, en amont d’espK. Afin d’explorer l’hypothèse de la localisation de cette mutation au sein du promoteur d’espK, nous avons réalisé (i) une étude de prédiction du promoteur in silico et (ii) des expériences de qPCR pour évaluer l’impact de cette mutation sur la transcription d’espK, mais aussi d’esxA, qui code le facteur de virulence ESAT-6. Nous avons montré qu’il y aurait une corrélation inverse entre le niveau de transcription d’espK et d’esxA. Conclusion : ce travail de Thèse a ainsi permis (i) d’améliorer les connaissances sur la résistance aux FQ, et (ii) de mieux comprendre les bases moléculaires de la persistance d’un cluster MDR liée à ESX-1. Dans la continuité de ces travaux, je poursuivrai l’étude des mécanismes moléculaires impliqués dans la résistance aux nouveaux antituberculeux (bédaquiline, délamanide et prétomanide).