CD CPM - Identification de fonctions bactériennes dominants le transfert et la persistance de plasmides conjugatifs vecteurs d'antibiorésistance dans environnement

Mots clés

Antibiorésistance, Plasmides conjugatifs, Environnement, Invasion biologique, Tn-seq

Détail de l'offre

Avec une implication directe dans 1,3 millions décès chaque année, l'antibiorésistance est devenue un enjeu majeur pour l'humanité. L'émergence et la dissémination de l'antibiorésistance reposent sur deux piliers, la sélection et l'enrichissement de variants résistants pendant l'antibiothérapie, et la diffusion de ces variants et de leurs gènes de résistance dans des communautés microbiennes naïves. La dissémination de l'antibiorésistance n'implique pas uniquement une transmission directe d'humain à humain, mais aussi la sphère environnementale qui agit comme une courroie de transmission en étant à la fois contaminée par des bactéries antibiorésistantes et source d'exposition pour l'homme et l'animal.

Les bactéries provenant du microbiote humain ou animal sont en général peu adaptées aux conditions environnementales mais sont susceptibles à transférer leurs gènes de résistance aux bactéries autochtones grâce à des mécanismes de transfert d'ADN, impliquant notamment des éléments génétiques mobiles tels que les plasmides conjugatifs. Les bactéries autochtones devenues résistantes, plus adaptées à l'environnement, peuvent alors former un réservoir environnemental de résistances, avec le risque d'une diffusion à l'humain ou l'animal en cas d'exposition. Ce projet vise à explorer la manière dont les gènes d'antibiorésistance envahissent les écosystèmes naturels, avec une attention particulière accordée à la part jouée par les plasmides conjugatifs dans la formation de réservoirs environnementaux d'antibiorésistance.

L'invasion de matrices environnementale par des plasmides vecteurs d'antibiorésistance relève d'un processus complexe qui combine plusieurs étapes, chacune avec sa propre dynamique et ses limites : introduction d'une bactérie antibiorésistante contaminante (pollution), interactions avec l'environnement (trophisme), persistance et interactions avec les bactéries locales (résistance/permissivité biotique), échanges d'ADN (via des plasmides) et impact sur la communauté naïve. Les gènes d'antibiorésistance transférés par les bactéries polluantes doivent s'établir aux dépens des cellules réceptrices (fardeau), et éventuellement être maintenus dans la population (expansion clonale ou nouveaux transferts). Le rôle (même fortuit) de chacune des fonctions codées par les plasmides dans chacune des étapes qui mènent à une invasion plasmidique reste à préciser.

Le projet sera organisé en trois parties interconnectées autour du plasmide naturel pB10, de la famille des plasmides IncP-1, ici choisi comme modèle. La première partie sera dédiée à l'élaboration d'une approche basée sur l'étiquetage fluorescent de bactéries permettant de visualiser chaque étape de l'invasion plasmidique d'une communauté bactérienne naturelle. Cette partie du projet mettra en œuvre du génie génétique et de l'imagerie de fluorescence combinée à de la cytométrie. La deuxième partie consistera à utiliser une approche de mutagenèse à haut débit de type Tn-seq pour identifier les fonctions bactériennes qui dominent le comportement du plasmide pB10 dans des matrices environnementales maintenues au laboratoire. Cette partie du travail impliquera implicitement de la biologie moléculaire et combinée à de l'analyse bioinformatique. Finalement, la troisième partie sera destinée à comprendre le rôle fin des fonctions bactériennes identifiées dans le processus d'invasion plasmidique, grâce aux outils d'imagerie développés dans la première partie.

Fondamentalement, la connaissance des étapes dans lesquelles ces fonctions interviennent permettra de mieux gérer la dissémination de l'antibiorésistance en conditions environnementales, par exemple en favorisant des effets barrières naturels.