CD CPM : APPORT DE LA METAGENOMIQUE DES EAUX USEES POUR ANTICIPER LA CIRCULATION DE VIRUS EMERGENTS : APPLICATION AUX VIRUS GRIPPAUX

Mots clés

épidémiologie des eaux usées , métagénomique , virus de la grippe, bioinformatique, biologie moléculaire , virologie

Détail de l'offre

L'épidémiologie des eaux usées s'est imposée comme un outil innovant de surveillance de la circulation des agents infectieux à l'échelle des populations. Son essor, particulièrement marqué lors de la pandémie de COVID-19, a démontré sa capacité à fournir des indicateurs précoces de circulation virale. Cette approche s'inscrit dans une démarche « One Health », reliant santé humaine, animale et environnementale, et apparaît aujourd'hui comme un levier majeur pour anticiper l'émergence de nouveaux pathogènes. Les virus à ARN, caractérisés par une forte variabilité génétique et un potentiel élevé de franchissement de la barrière d'espèce, constituent des cibles prioritaires.
Sur le plan analytique, des progrès importants ont été réalisés concernant la concentration des échantillons environnementaux et l'extraction des génomes viraux, avec des protocoles adaptés aux matrices complexes. Cependant, la détection repose encore majoritairement sur des approches ciblées de type RT-qPCR, nécessitant une connaissance préalable des génomes recherchés. Cette dépendance constitue une limite majeure pour l'identification de pathogènes émergents encore inconnus (i.e. pathogène X).
Dans ce contexte, la métagénomique représente une alternative prometteuse, permettant une analyse exhaustive et sans a priori du virome des eaux usées. Elle offre la possibilité de détecter simultanément une large diversité de virus et d'obtenir une vision globale de l'état sanitaire d'une population. Néanmoins, son application reste limitée par plusieurs verrous techniques et analytiques : il s'agit en premier lieu de la faible abondance des virus d'intérêt en comparaison à la forte dominance des séquences bactériennes ou virales non pertinentes dans les eaux usées, mas également la complexité des analyses bio-informatiques à mettre en œuvre pour gagner en sensibilité. Les données actuelles de la littérature montrent en effet que seule une fraction très faible des séquences obtenues à partir des eaux usées correspondent à des virus pertinents en santé publique.
Le projet de thèse proposé vise à lever ces verrous en développant une approche de métagénomique non ciblée optimisée, basée sur le séquençage Nanopore. L'objectif est d'améliorer la sensibilité de détection des virus à ARN dans les eaux usées et d'évaluer le potentiel de cette approche pour la surveillance épidémiologique. Une attention particulière sera portée à l'optimisation des étapes pré-analytiques (filtration, traitements enzymatiques), analytiques (extraction, concentration, amplification non spécifique des ARN) et post-analytiques, notamment à travers le développement de pipelines bio-informatiques performants permettant d'enrichir les séquences d'intérêt et de réduire le bruit de fond.
Le projet s'organise en deux phases complémentaires. La première vise à tester et comparer différentes stratégies d'enrichissement et de séquençage afin d'identifier les conditions optimales pour la détection des virus à ARN. Cette phase inclura également une validation par des méthodes ciblées (RT-PCR) afin de comparer les performances des approches. La seconde phase consistera à appliquer la méthode optimisée au suivi des virus de la grippe en conditions réelles, en comparant les séquences détectées dans les eaux usées à celles issues de patients hospitalisés. Cette approche permettra d'évaluer la capacité de la métagénomique à refléter la diversité virale circulante et à détecter précocement des variants viraux d'intérêt.
En combinant innovation technologique et application en santé publique, ce projet ambitionne de positionner la métagénomique des eaux usées comme un outil clé pour la surveillance des virus émergents, complémentaire des approches moléculaires ciblées, et essentiel pour anticiper les futures crises sanitaires.