Retour au sol des produits résiduaires organiques (PRO) : quels sont les facteurs qui impactent la dissémination de l’antibiorésistance ?

Des études ont montré que l'épandage de produits résiduaires organiques (PRO) modifie le résistome des sols. Les mécanismes de sélection / atténuation de l'antibiorésistance sont mal connus et pourraient être liés d'une part, aux PRO qui apportent un cocktail de résidus d'antibiotiques, de bactéries résistantes aux antibiotiques (BRA), de gènes de résistance aux antibiotiques (GRA) et un type de matière organique spécifique, et d'autre part au sol dont la biodiversité (communauté microbienne et fongique et macrofaune) et les propriétés physico-chimiques peuvent varier.

L’objectif de ce projet doctoral est d’identifier le rôle de facteurs biotiques et abiotiques dans la dissémination de l’antibiorésistance lors de retour au sol de PRO. L’étude portera sur du fumier de bovin, surchargé ou non en oxytétracycline (OTC), qui fera l’objet d’une digestion anaérobie en mode continu et sous conditions mésophiles. Les deux lots de digestats à épandre présenteront des différences en termes de concentration d'OTC, de microbiote, de résistome et de matière organique qui seront caractérisées. L'étude utilisera deux types de sols : un sol de référence n’ayant reçu aucun amendement et un sol amendé. Ces deux sols présenteront des microbiotes, résistomes et mobilomes contrastés qui seront caractérisés.

La première étude du projet permettra d’évaluer l'impact du digestat ainsi que le rôle de la nature du sol sur la dissémination de l’antibiorésistance dans les sols. Les essais seront menés dans des microcosmes permettant de tester huit conditions :  deux types de digestats (issus de fumier de bovin contenant ou non l'OTC) et deux types de sols (amendé ou non). Au sein de ces quatre modalités seront ajoutés ou non des vers de terre de type Aporrectodea caliginosa. Ces lombrics qui creusent et ingèrent le sol pourraient jouer un rôle de bio-mitigeur de l'antibiorésistance dans les sols, mais également constituer un réservoir de GRA lors d’épandage répétés. Les quatre modalités sans vers seront prélevées au cours du temps. Les microcosmes contenant les vers seront menés en mode sacrificiel afin d’évaluer l’évolution du microbiote et résistome du contenu digestif des vers. L’évolution des communautés bactériennes et fongiques sera suivie respectivement par séquençage des gènes de l'ARNr 16S et ITS. L'évolution du résistome et mobilome sera caractérisée par PCR quantitative haut débit des GRA et des éléments génétiques mobiles. La dynamique d'évolution des variants des GRA (obtenus par séquençage) lors de la mise en contact des deux populations (sol et digestat) permettra d'étudier la coalescence des microbiotes.

La deuxième étude sera dédiée à l’étude des composantes des deux digestats sur la dissémination de l’antibiorésistance dans des microcosmes de sols non amendés. Après découplage des composantes du digestat, six modalités seront testées : (i) digestat non surchargé à l’OTC, (ii) son microbiote et (iii) sa matière organique, et (iv) digestat surchargé à l’OTC, (v) son microbiote et (vi) sa matière organique. L'évolution du microbiote et du résistome, ainsi que la coalescence des microbiotes, sera observée sur une durée de 3 mois. Par ailleurs, la dynamique de transfert horizontal de gènes sera évaluée grâce à une approche innovante basée sur l’utilisation d’une souche d’Escherichia coli réceptrice possédant une plateforme d’acquisition, basée sur le système CRISPR-Cas9, capable d’incorporer l’ADN exogène et ainsi d’enregistrer les événements de transferts horizontaux de gènes subis par celle-ci. Après séquençage des séquences «enregistrées», ce système permettra d’apprécier la mobilité génétique, en particulier celle des GRA.

Sujet complet sur le site de l'école doctorale SEVAB : https://ed-sevab.univ-toulouse.fr/as/ed/voirproposition.pl?langue=&site=edsevab&matricule_prop=63232

L’Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) est un établissement public d’enseignement supérieur et de recherche sous tutelle du Ministère en charge de l’Agriculture et de l’Alimentation (www.envt.fr) qui a pour mission première la formation des vétérinaires (180 diplômés par an), et contribue activement à leur formation continue. L’Etablissement accueille plusieurs équipes de scientifiques en lien avec la santé animale, l’hygiène des aliments ou la génétique.

Le laboratoire d'acceuil est l’UMR 1436 Innovations Thérapeutiques et Résistances (INTHERES). Cette UMR INRAE/ENVT, située sur le site de l’ENVT, est constituée de 3 axes et disposant de deux plateaux techniques. Il s'agit d'une unité pluridisciplinaire qui a pour objectif d’identifier des solutions innovantes afin de préserver l’efficacité des antibiotiques et des antiparasitaires chez l’homme et chez l’animal. Les travaux de recherche du doctorant s’inscriront dans l’axe de recherche « Antibiotiques : pathogènes, microbiote et environnement ».

Etudiant avec un très bon niveau M2 intéréssé par la dissémination de l'antibiorésistance dans l'environnement.

Des connaissances en techniques de microbiologie et de biologie moléculaires seraient appréciées.

Recherche bibliographique, rédaction de protocoles, mise en place d'étdues in vitro, analyses de résultats, écriture d'articles.