Un workflow in silico-in vitro pour identifier et valider des variants génomiques utiles contre les maladies infectieuses intestinales chez le porc. // An in silico-in vitro workflow to identify and validate useful genomic variants against intestinal infe

Dans le contexte du changement climatique, il est essentiel de prévenir les infections pathogènes et d'anticiper les épidémies infectieuses, non seulement pour l'industrie porcine, mais aussi dans l'optique des programmes One Health et d'EcoHealth. La sélection tend à réduire la diversité génétique des populations. Une conséquence potentielle est la perte d'allèles ou variants génétiques clés des populations ce qui limite leur capacité à s'adapter aux pathogènes récurrents et émergents. On peut supposer que les programmes d'élevage permettant de maintenir la diversité génétique au niveau des loci clés de la réponse immunitaire de l'hôte pourraient offrir aux éleveurs de porcs un niveau de protection durable. D'autre part, la collecte des caractères de résistance à des maladies infectieuses in vivo est onéreuse et éthiquement discutable. Dans ce contexte des 3R du bien-être animal en recherche (remplacement, réduction, raffinement), le phénotypage in vitro offre une alternative. L'objectif de la thèse est d'établir un workflow in silico-in vitro permettant d'identifier la diversité génétique de loci sélectionnés et valider son caractère fonctionnel, dans des populations commerciales. Bien que motivé par l'objectif à long terme de fournir des données pour modéliser la préservation de leur diversité tout en maintenant les objectifs de production, ce sujet dépasse le cadre de la thèse.
Pour sa réalisation, le projet s'appuie sur l'ensemble des connaissances disponibles sur les récepteurs viraux et les facteurs de restriction de l'hôte sur le SarsCov-2 humain et d'autres coronavirus, y compris les coronavirus entériques porcins (TGEV, virus de la gastro-entérite transmissible, et PEDV, virus de la diarrhée épidémique porcine). Ces derniers sont connus pour causer de lourdes pertes dans les productions porcines, soit directement, soit en prédisposant à des infections secondaires. Nous avons ainsi identifié 150 gènes hôtes clés, correspondant à des récepteurs et à des facteurs de restriction pan-viraux identifiés dans des études antérieures sur les coronavirus. Leurs variants génétiques représentent des facteurs de résistance potentiels aux infections pathogènes.
Sur la base des variants génétiques localisées dans ces gènes et identifiées dans les troupeaux commerciaux ciblés, le doctorant devra : i) développer et utiliser des approches permettant de prédire l'impact fonctionnel des variants codants et régulateurs sur l'expression des gènes et la fonction des protéines ; ii) valider expérimentalement les variants prédits comme les plus impactants dans des modèles de lignées cellulaires, et caractériser leurs conséquences phénotypiques lors d'une infection par le TGEV à l'aide de systèmes hétérologues et organoïdes in vitro.
Le présent projet ouvre la voie à une gestion efficace et hautement flexible de la biodiversité fonctionnelle des populations porcines commerciales, fondée sur des approches génomiques. Cette dernière est conforme au principe des 3R , adaptée à tout locus économiquement pertinent, et pouvant être étendue à d'autres espèces d'élevage.
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In the context of climate change, thwarting pathogen infections and anticipating infectious outbreaks is essential not only for the pig industry but also from the One Health and EcoHealth perspectives. Inbreeding and loss of genetic diversity are known to decrease the potential resistance of populations to disease by limiting their ability to adapt to recurring and new emerging pathogens. It can be postulated that breeding schemes enabling the maintenance of genetic diversity at key immune host response loci could provide pig breeders with an important and durable layer of protection. On the other hand, collecting characteristics of resistance to infectious diseases in vivo is costly and ethically questionable. In the context of the 3Rs of animal welfare in research (Replacement, Reduction, Refinement), in vitro phenotyping offers an alternative. The aim of the thesis is to establish an in silico-in vitro workflow identifying and functionally validating genetic diversity of selected loci in commercial populations. While it is motivated by the longer-term goal of providing data to model the preservation of their diversity while maintaining production goals, this topic is beyond the scope of the thesis.
For its proof of concept, the project draws upon the bulk of knowledge available on virus receptors and host restriction factors on human SarsCov-2 and other Coronaviruses, including porcine enteric Coronaviruses (TGEV, Transmissible Gastroenteritis virus, and PEDV, Porcine Epidemic Diarrhea virus) that are known to cause strong losses to pig productions, either directly or by predisposing to secondary infections. Thus, we identified 150 key host genes, corresponding to receptors and pan-virus restriction factors identified in previous Coronavirus studies. Their genetic variants represent potential resistance factors to pathogen infections.
Based on the genetic variants localized in these genes and identified in target commercial herds, the PhD candidate will: i) develop and use approaches to predict the functional impact of the coding and regulatory variants on gene expression and protein function; ii) experimentally validate the top predicted variants in cell line models and characterize their phenotypic consequences upon TGEV infection using heterologous and organoid systems in vitro.
The present project paves the way to an efficient, highly flexible 3Rs genome-enabled management of the functional biodiversity of commercial pig populations, suitable for any economically relevant locus and for extension to other farm species.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Pôle de compétitivité, Institut de recherche technologique (IRT), institut Carnot

Université Paris-Saclay GS Life Sciences and Health

577 Structure et Dynamique des Systèmes Vivants

Nous recherchons un doctorant motivé et collaboratif, titulaire d'un master européen (ou équivalent) en biotechnologies, sciences vétérinaires, sciences biomédicales ou similaire, ayant une expérience en bio-informatique et des compétences en culture cellulaire. Ce projet de doctorat sur la recherche de pointe en génomique à l'aide d'outils bioinformatiques et la validation in vitro dans différents systèmes sera co-supervisé par le Dr Arnaud Boulling, le Dr Giorgia Egidy et le Dr Elisabetta Giuffra en laboratoire, avec le Dr Mathieu Charles comme référent en bioinformatique.
We will be looking for a motivated and collaborative PhD candidate holding a European master's degree (or equivalent) in Bioscience Engineering, Veterinary sciences, Biomedical sciences or similar, with experience in bioinformatics and cell culture skills. This PhD project on cutting-edge research in genomics using bioinformatics tools and in vitro validation in different systems will be under the co-supervised by Dr Arnaud Boulling, Dr Giorgia Egidy and Dr Elisabetta Giuffra in wet lab, with Dr. Mathieu Charles acting as the bioinformatic referent.