Offre de thèse
Dynamique immunitaire des bivalves exposés aux psychotropes : une évaluation multi-échelles résolue par des techniques photoniques de fluorescence et l'utilisation de rapporteurs bactériens
Date limite de candidature
01-06-2026
Date de début de contrat
01-10-2026
Directeur de thèse
DUVAL Jerome
Encadrement
Candidatures à soumettre : Les candidats sont priés de soumettre une candidature écrite comprenant : • Une lettre qui aborde un ou plusieurs des critères de sélection définis dans la description du poste. • Un résumé (pas plus d'environ 1000 mots) qui souligne vos points forts et les raisons pour lesquelles vous devriez être nommé à ce poste. • Votre CV. • Des lettres de recommandation d'au moins deux référents, incluant leurs coordonnées (e-mails et numéros de téléphone) et leurs fonctions. • Vos bulletins de notes de Mater 2 ou dernière année d'école d'Ingénieurs. Directeurs de la bourse doctorale : • Prof. Jérôme F.L. Duval (https://scholar.google.fr/citations?user=HiVen9QAAAAJ&hl=fr&oi=ao & https://duvaljfl.webnode.fr/). • Dr. Laetitia Minguez (https://scholar.google.com/citations?user=2Bj-zWoAAAAJ&hl=fr). Les candidatures complètes doivent être envoyées à Laetitia Minguez (laetitia.minguez@univ-lorraine.fr) et Jérôme F.L. Duval (jerome.duval@univ-lorraine.fr) avant le 1er juin 2026. Le.la doctorant.e jouera un rôle pivot dans la mise en œuvre expérimentale du projet. Ses missions principales incluront : (i) Son apprentissage des principes de fonctionnement des techniques et leur maitrise opérationnelle : acquérir une expertise pratique (plus ou moins experte selon la difficulté des techniques et la formation initiale de l'étudiant.e) sur l'ensemble des techniques du projet (cytométrie, photonique, rapporteurs bactériens lux et gfp), avec un accompagnement personnalisé par les chercheurs et personnels PAR selon son profil initial. (ii) Réalisation expérimentale : parfaire et piloter les protocoles de préparation des échantillons et assurer la conduite des expérimentations. Selon l'avancement des travaux (et les capacités/talents du.de la candidat.e), il/elle sera pleinement impliqué.e dans- ou à l'origine de- chaque phase d'acquisition et de traitement des données. (iii) Valorisation : contribuer fortement à l'analyse critique des résultats et à leur diffusion (pubs, congrès), en s'inscrivant dans la dynamique interdisciplinaire du consortium. Il est attendu que le.la doctorant.e soit la cheville ouvrière de l'articulation des différentes facettes du projet multisites (Charmois-Bridoux) et interdisciplinaire (expérimentation biophysique et écotoxicologique). Le.la doctorante sera évidemment secondé.e dans les expérimentations par tout le consortium du projet PHOBIA.
Type de contrat
école doctorale
équipe
PhySI - physico-chimie et réactivité des surfaces et interfacescontexte
La présence de composés pharmaceutiques dans les écosystèmes aquatiques est devenue une préoccupation majeure pour l'environnement et la santé publique. Malgré leur ubiquité prouvée, ces contaminants, incluant les antidépresseurs et autres médicaments psychotropes, échappent fréquemment à la surveillance chimique réglementaire. Les méthodes d'évaluation actuelles reposent souvent sur un échantillonnage ponctuel, qui ne parvient pas à capturer la spéciation chimique complexe de ces composés hydrophobes ni la nature dynamique de l'exposition des organismes. Parmi ces substances, les inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine (ISRS), tels que la Sertraline (SER), présentent un intérêt particulier. Chez les organismes aquatiques non-cibles comme les bivalves, la sérotonine agit comme un messager neuro-endocrinien clé régulant des fonctions physiologiques essentielles, notamment la croissance, la reproduction et l'immunité. Bien que les effets immunotoxiques de telles molécules soient suspectés, les mécanismes sous-jacents restent mal compris. Les essais écotoxicologiques conventionnels fournissent typiquement une vision « boîte noire » de la santé immunitaire (par exemple, en mesurant le pourcentage final de phagocytose) mais intègrent peu ou mal la résolution spatiale et temporelle requise pour identifier les signaux de reconnaissance précoces ou les voies subcellulaires spécifiques perturbées. En conséquence, il existe un besoin critique de combler le fossé de connaissances entre observations physiologiques macroscopiques et processus biophysiques fondamentaux se produisant au niveau cellulaire.spécialité
Ecotoxicologie, Biodiversité, Ecosystèmeslaboratoire
LIEC - Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements
Mots clés
Ecotoxicologie, Microscopies de fluorescence, Rapporteurs bacteriens, Phagocytose, Cellules immunitaires-bivalves, Psychotropes
Détail de l'offre
Le projet doctoral PHOBIA (Photonique et Biosenseurs pour l'Immunotoxicologie Aquatique) propose une évaluation multi-échelle innovante de la dynamique immunitaire chez le bivalve d'eau douce Dreissena polymorpha (la moule zébrée) lorsqu'il est exposé à un stress psychotrope. Le projet dépasse les paramètres traditionnels en utilisant des techniques photoniques avancées de fluorescence et des biosenseurs bactériens pour résoudre la réponse immunitaire en temps réel après une exposition in vivo et ex vivo à la sertraline. La recherche doctorale est structurée autour de trois axes intégrés :
• Axe 1 : Dynamique à l'échelle de la population et biosensing. Le/la candidat(e) utilisera des biosenseurs bactériens bioluminescents pour suivre la cinétique de la réponse immunitaire. En mesurant la décroissance lumineuse des bactéries « rapporteurs » au fur et à mesure qu'elles sont ingérées et tuées par les hémocytes (cellules immunitaires), l'immunocompétence fonctionnelle de l'organisme sera quantifiée dans un format à haut débit. Ceci sera complété par la cytométrie en flux pour évaluer la viabilité cellulaire et la capacité de phagocytose globale selon différents scénarios d'exposition à la sertraline.
• Axe 2 : Résolution spatio-temporelle de la réponse immunitaire à l'échelle cellulaire. Cet axe vise à dépasser les mesures statiques et ponctuelles de l'immunité en fournissant une vue en temps réel et à haute résolution du processus de phagocytose. Alors que les méthodes traditionnelles peuvent seulement confirmer si une cellule a fini par ingérer une particule, cette partie de la thèse fera appel à la microscopie confocale à balayage laser (CLSM) en mode ‘time-lapse' pour résoudre la dynamique d'interaction des hémocytes — spécifiquement les granulocytes, qui sont la sous-population ayant la plus forte capacité de phagocytose —avec les agents pathogènes bactériens.
• Axe 3 : Mécanismes subcellulaires et stress métabolique. À l'échelle la plus fine, le/la candidat(e) emploiera la microscopie d'imagerie de la durée de vie de fluorescence (FLIM) et des sondes fluorescentes fonctionnelles dédiées. Cela permettra de suivre des variables physiologiques pertinentes d'une cellule immunitaire vivante, tels que le pH lysosomale, sa production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) et l'activité mitochondriale. En cartographiant ces variables, le projet décryptera le coût métabolique du stress lié à la sertraline et la manière dont les antidépresseurs interfèrent avec les voies de signalisation intracellulaires nécessaires à l'élimination des pathogènes bactériens.
Keywords
Ecotoxicology, Fluorescence microscopies, Bacterial reporters, Phagocytosis, Hemocytes-bivalves, Psychotropic drugs
Subject details
The PHOBIA doctoral project (Photonics and Biosensors for Aquatic Immunotoxicology) proposes an innovative, multi-scale evaluation of the immune dynamics in the freshwater bivalve Dreissena polymorpha (the zebra mussel) when exposed to psychotropic stress. The project moves beyond traditional endpoints by utilizing advanced photonic fluorescence techniques and bacterial biosensors to resolve the immune response in real-time following in vivo and ex vivo exposure to sertraline. The doctoral research is structured around three integrated axes: Axis 1: Population-Scale Dynamics & Biosensing. The candidate will utilize bioluminescent bacterial biosensors to monitor the kinetics of the immune response. By measuring the light decay of 'reporter' bacteria as they are ingested and killed by hemocytes (immune cells), the functional immunocompetence of the organism will be quantified in a high-throughput format. This will be complemented by flow cytometry to assess cell viability and global phagocytic capacity across different sertraline exposure scenarios. Axis 2: Cellular-Scale Spatiotemporal Resolution of the Immune Response. This axis aims to move beyond static 'point-in-time' measurements of immunity by providing a high-resolution, real-time view of the phagocytic process. While traditional methods can only confirm if a cell has eventually ingested a particle, this work package utilizes Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM) in time-lapse mode to resolve the precise dynamics of how hemocytes -specifically granulocytes, which are the sub-population with the highest phagocytic capacity- interact with bacterial pathogens. Axis 3: Subcellular Mechanisms & Metabolic Stress. At the finest scale, the candidate will employ Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (FLIM) and dedicated functional fluorescent probes. This will allow for the monitoring of internal physiological parameters within a single living cell, such as lysosomal pH, reactive oxygen species (ROS) production, and mitochondrial activity. By mapping these variables, the project will decipher the metabolic cost of sertraline stress and how antidepressants interfere with the intracellular signaling pathways required for successful bacterial pathogen elimination.
Profil du candidat
Pour pourvoir le poste, le/la candidat(e) doit démontrer une ou plusieurs des compétences suivantes :
• Posséder une formation en écotoxicologie et/ou chimie-(bio)physique.
• Avoir une solide expérience en préparation de cultures cellulaires et en biologie cellulaire.
• Avoir à cœur la culture du résultat, avoir un sens marqué de l'autonomie et de la curiosité scientifique tout en étant désireux de travailler dans une équipe dynamique et interdisciplinaire.
• Être capable de gérer les échéances.
• Avoir de bonnes capacités de communication (tant orales qu'écrites) en anglais (la connaissance du français n'est pas requise).
• Une compétence en programmation (Fortran, Matlab, etc.) et en traitement d'images (FIJI, etc.) constituerait une forte valeur ajoutée à la candidature.
Éducation/Expérience : Master en écotoxicologie ou biophysique. Des connaissances en Physico-Chimie et/ou Mathématiques Appliquées, et/ou Programmation Numérique constitueraient un atout majeur. Les candidats français titulaires d'un diplôme d'écoles d'ingénieurs en biologie, biotechnologie, (bio)chimie et/ou (bio)physique sont également éligibles pour ce poste de doctorat.
Candidate profile
To be successful, the candidate should demonstrate one or several of the following skills:
• Possess a background in ecotoxicology and/or biophysical chemistry,
• Have a solid experience in cell culture preparation and cell biology,
• Be results-driven, have a marked sense of autonomy and scientific curiosity while being eager to work in a dynamic and interdisciplinary team,
• Able to manage deadlines,
• Have good communication skills (both oral and written) in English (knowledge in French is not required),
• Competence in programming (Fortran, Matlab, etc.) and Image Processing (FIJI, etc.) would be strong added values to the application of the candidate.
Education/Experience:
• Master in ecotoxicology or biophysics. Knowledge in Physical Chemistry and/or Applied Mathematics, and/or Numerical Programming would be a strong asset. French candidates with diploma from Engineering Schools in biology, biotechnology, (bio)chemistry and/or (bio)physics are also eligible for the PhD position.
Référence biblio
1. Photodegradation of disposable polypropylene face masks: physicochemical properties of debris and implications for the toxicity of mask-carried river biofilms. Bihannic, Gley, Gallo, Badura, Razafitianamaharavo, Beuret, Billet, Bojic, Caillet, Morlot, Zaffino, Jouni, George, Boulet, Nous, Danger, Felten, Pagnout, Duval. Journal of Hazardous Materials 2024, 465, 133067.
Cette étude détaille une approche biophysicochimique multiéchelles caractérisant la dégradation de masques chirurgicaux en polypropylène et leurs résidus microparticulaires via la microscopie confocale de fluorescence (CLSM 2D et CLSM 3D en acquisition de z-stack). Cette technique sera centrale au projet PHOBIA pour, entre autres, analyser en temps réel la dynamique spatiale de l'endoplasme des granulocytes lors de la phagocytose de bactéries, et ce en fonction des conditions d'exposition (in vivo ou ex vivo) à la sertraline.
2. New insights into the effects of growth phase and enzymatic treatment on the cell-wall properties of Chlorella vulgaris microalgae. Duval, Razafitianamaharavo, Bihannic, Offroy, Lesniewska, Sohm, Le Cordier, Mustin, Pagnout, Beaussart. Algal Research 2023, 69, 102955.
Cette étude démontre que le traitement au lysozyme dégrade le réseau fibrillaire de nature chitinique qui se développe sur la paroi de Chlorella vulgaris, facilitant ainsi l'extraction lipidique tout en entraînant un stress oxydatif. L'efficacité de la microscopie confocale de fluorescence pour caractériser cette réactivité cellulaire motive l'utilisation de cette technique dans le projet doctoral PHOBIA. Celui-ci perfectionnera l'approche pour analyser l'immunotoxicité de la sertraline sur les hémocytes en intégrant notamment l'imagerie FLIM.
3. Comparative analysis of cell metabolic activity sensing by Escherichia coli rrnB P1-lux and Cd responsive-lux biosensors: time-resolved experiments and mechanistic modelling. Delatour, Pagnout, Zaffino, Duval. Biosensors 2022, 12, 763.
Cette étude propose une analyse mécaniste de la bioluminescence de rapporteurs bactériens lux (constitutifs et métal-spécifiques) en démontrant comment l'émission de lumière dépend de la réponse stringente, de la répression catabolique, et de l'arbitrage énergétique cellulaire. Le projet PHOBIA tentera d'exploiter le signal de bioluminescence comme indicateurs dynamiques des phases de reconnaissance, d'ingestion et de dégradation des rapporteurs bactériens lors de la phagocytose par les hémocytes.
4. Differential bioconcentration and sensitivity of Dreissena polymorpha and Dreissena rostriformis bugensis to the antidepressant sertraline. Passignat, Flayac, Lerebourg, Minguez. Journal of Hazardous Materials 2025, 482, 136628.
Cette étude explore les différences de pharmacocinétique et pharmacodynamie de SER entre deux espèces de bivalves dulcicoles du genre Dreissena. Les résultats montrent que D. polymorpha accumule et dépure plus lentement SER que sa congénère, mais SER à faibles concentrations environnementales altèrent la balance oxydative et les propriétés mitochondriales des cellules digestives chez les deux espèces. Ces résultats motivent l'intérêt pour ces marqueurs dans l'étude subcellulaire du projet PHOBIA.
5. Gender and organ responsiveness in Dreissena polymorpha exposed to the antidepressant sertraline: from uptake to effects. Lumor, Vignet, Passignat, Felten, Simon, Zaffino, Grosjean, Giamberini, Minguez. Environmental Research 2026, 289, 123422.
Cette étude montre que les mâles sont plus sensibles que les femelles à SER et/ou ont une manière différente de gérer le stress d'un point physiologique, avec une relation effet-concentration suivant une loi non-monotone. Particulièrement, l'exposition à SER entraîne une diminution de l'osmolalité de l'hémolymphe liée à une plus grande rétention d'eau et/ou moins d'osmolytes (changements de l'environnement proche des hémocytes). Ce résultat est à l'origine du questionnement du projet PHOBIA, qui tiendra compte également de la variabilité entre genre.