Mots-Clés
Seine
qualité microbiologique
cytométrie en flux
next-generation sequencing
shotgun
résistance aux antimicrobiens
Description
Projet : Qualité microbiologique de la Seine
Encadrants : My Dung JUSSELME & Régis MOILLERON (LEESU, UPEC)
Collaboration : La Direction de l’Innovation, Siaap
Contacts : jusselme@u-pec.fr et moilleron@u-pec.fr
Contexte sociétal, technologique et scientifique :
Afin de répondre à la demande croissante de baignade en Seine, stimulée par le succès rencontré lors des JOP de 2024, il devient impératif de garantir une qualité microbiologique optimale, conforme aux exigences de la Directive Européenne sur la qualité des eaux de baignade. Cette dynamique a mis en lumière la nécessité d’adopter des approches innovantes en matière de biosurveillance, permettant une évaluation plus réactive, précise et fiable de la qualité des eaux.
La cytométrie en flux automatisé par le biais du dispositif BactoSense (bNovate®, https://www.bnovate.com/bactosense), qui repose sur la technique du double marquage des acides nucléiques, permet de quantifier à la fois les cellules intactes et endommagées (Bagagnan et al., 2024a, 2024b). Elle présente de nombreux avantages : haute sensibilité et précision ainsi qu’une capacité à fournir des informations non seulement sur la quantité cellulaire, mais aussi sur l’état physiologique des cellules. Toutefois, dans une perspective de surveillance en ligne (en temps réel et en continu), il est indispensable d’évaluer et d’optimiser le protocole et le système de mesure en ligne afin de garantir la fiabilité des mesures et la qualité des résultats analytiques sur le long terme.
Par ailleurs, la qualité des eaux de surface en milieu urbain dépend largement de celle des rejets traités des stations d’épuration (STEP) par temps sec et de celles des apports par temps de pluie. Pour répondre aux exigences réglementaires européennes fixées par les deux versions de la directive eaux résiduaires urbaines (DERU1, 1991, et DERU2, 2024), différents traitements avancés tels que l’irradiation UV, l’ozonation, ou encore l’utilisation de l’acide performique ont été développés et déployés en STEP pour éliminer les micropolluants et, potentiellement, les microorganismes pathogènes ainsi que l’ensemble du microbiome des rejets (Bagagnan et al., 2024c; Nabintu Kajoka et al., 2024). Cependant, à ce jour, les connaissances sur l’efficacité réelle de ces traitements avancés, ainsi que la dynamique et le devenir de la résistance aux antimicrobiens, reconnue comme un enjeu majeur de santé publique à l’échelle mondiale (y compris des bactéries résistantes et des gènes de résistance) au sein des systèmes d’assainissement demeurent limitées, soulignant la nécessité de recherches ciblées et interdisciplinaires (Larsson and Flach, 2022).
Objectifs du stage : Les objectifs de ce stage sont (i) de caractériser la qualité microbiologique des eaux de surface de la Seine durant la période de baignade, (ii) d’évaluer l’efficacité du traitement avancé à l’acide performique sur la résistance aux antimicrobiens (à partir d’expérimentations menées au laboratoire) et (iii) mettre à l’épreuve et proposer des améliorations pour l’utilisation in situ du BactoSense.
Différentes analyses biologiques et bio-informatiques seront effectuées, incluant (i) la quantification des cellules intactes et endommagées par cytométrie en flux, (ii) l’identification des bactéries et des gènes de résistance par séquençage de nouvelle génération (NGS, Shotgun).
Profil recherché : Domaines de compétences, un ou plusieurs parmi ceux mentionnés. Le candidat devra posséder des compétences en biologie moléculaire, en bio-informatique et en statistiques (R). L’étudiant devra faire preuve d’autonomie et de rigueur scientifique. Des connaissances pratiques du travail en laboratoire sont indispensables. De bonnes compétences rédactionnelles sont également attendues.
Références :
Bagagnan, S., Guerin-Rechdaoui, S., Marconi, A., Rocher, V., Giusti-Miller, S., Moilleron, R., Jusselme, M.D., 2024a. Overview of microbial communities in the surface water of the Seine River to understand their response to climate change and human activities. Aquat. Ecol. 58, 1067–1089. https://doi.org/10.1007/s10452-024-10124-3
Bagagnan, S., Guérin-Rechdaoui, S., Rocher, V., Alphonse, V., Moilleron, R., Jusselme, M.D., 2024b. Spatial and temporal characteristics of microbial communities in the Seine river in the greater Paris area under anthropogenic perturbation. Heliyon 10, e30614. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e30614
Bagagnan, S., Jusselme, M.D., Alphonse, V., Guerin-Rechdaoui, S., Marconi, A., Rocher, V., Moilleron, R., 2024c. Assessing the effectiveness of performic acid disinfection on effluents: focusing on bacterial abundance and diversity. Environ. Sci. Pollut. Res. 31, 58252–58262. https://doi.org/10.1007/s11356-024-34958-4
Larsson, D.G.J., Flach, C.-F., 2022. Antibiotic resistance in the environment. Nat. Rev. Microbiol. 20, 257–269. https://doi.org/10.1038/s41579-021-00649-x
Nabintu Kajoka, C., Oliveira, M., Sinopoli, V., Ba, W., Giroud, B., Vulliet, E., Caupos, E., Chebbo, G., Guerin, S., Rocher, V., Gasperi, J., Brosillon, S., Le Roux, J., 2024. Utilisation de l’acide performique pour réduire la pollution microbiologique et chimique des eaux résiduaires urbaines. Tech. Sci. Méthodes 195–210. https://doi.org/10.36904/tsm/202412195