Stage M2 : Décrypter la transmission des résistances aux antibiotiques entre les compartiments humain, animal et environnemental

L’Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT) est un établissement public d’enseignement supérieur et de recherche sous tutelle du Ministère de l’Agriculture, et de l’Alimentation. En matière de recherche, l’Etablissement accueille plusieurs équipes de scientifiques (la plupart sont des UMR avec une cotutelle INRA, INSERM, UT3, …) en lien avec la santé animale, l’hygiène des aliments ou la génétique.

Le laboratoire d'accueil, situé sur le site de l'ENVT, est l'UMR1436 INRAE/ENVT, INTHERES (Innovations thérapeutiques et résistances). Cette unité multidisciplinaire est constituée d'une trentaine de personnes : microbiologistes, parasitologues, chimistes, mathématiciens, vétérinaires et pharmaciens. Elle dispose d'un plateau analytique. Trois axes de recherche y sont développés : (i) résistance aux antihelminthiques et insecticides, (ii) antibiotiques : pathogènes, microbiote et environnement, et (iii) thérapeutiques individualisées.

Ce projet de stage de M2 s’inscrit dans le cadre de l’étude CARBA-TER dont l’objectif est de caractériser des entérobactéries productrices de carbapénèmases (EPC) sur le territoire d’une métropole française. Dans ce cadre, des isolats d’EPC ont été isolées à partir de trois compartiments représentant les interfaces « One Health » : (i) la sphère humaine, à travers des souches cliniques issues des centres hospitaliers universitaires (CHU) ; (ii) la sphère animale, à partir de prélèvements de portage digestif réalisés chez des chiens, des chats et des chevaux, hospitalisés ou non ; et (iii) la sphère environnementale, via des souches isolées d’eaux usées domestiques et hospitalières. L’objectif du stage de M2 sera d’extraire l’ADN de ces isolats en vue de leur séquençage génomique en technologie short-read, puis d’analyser les données obtenues afin d’identifier d’éventuels événements de dissémination clonale et/ou plasmidique entre les trois compartiments. Les analyses bio-informatiques comprendront : (i) l’assemblage et le contrôle qualité des génomes (ii) l’identification des gènes de résistance et des déterminants de virulence, et (iii) le typage clonale (MLST, phylogroupes, cgMLST), et (iv) la détection et la classification des réplicons plasmidiques. À l’issue de ces analyses, une sélection de souches sera soumise à un séquençage en technologie long-read afin de reconstruire les plasmides, de caractériser leur contenu en gènes de résistance et d’évaluer leur potentiel de transfert. Enfin, des expérimentations de transfert in vitro seront menées sur des isolats contenant des plasmides conjugatifs. Ces expérimentations permettront d’évaluer le potentiel de dissémination des plasmides porteurs de gènes de résistance entre bactéries, et de mieux comprendre leur rôle dans la propagation de l’antibiorésistance entre les compartiments humain, animal et environnemental.

Références :

Castañeda-Barba, S., Top, E. M., and Stalder, T. (2024). Plasmids, a molecular cornerstone of antimicrobial resistance in the One Health era. Nat Rev Microbiol 22, 18–32. doi: 10.1038/s41579-023-00926-x

Hoffmann, M., Fischer, M. A., Neumann, B., Kiesewetter, K., Hoffmann, I., Werner, G., et al. (2023). Carbapenemase-producing Gram-negative bacteria in hospital wastewater, wastewater treatment plants and surface waters in a metropolitan area in Germany, 2020. Science of The Total Environment 890, 164179. doi: 10.1016/j.scitotenv.2023.164179

Stefaniak, K., Kiedrzyński, M., Korzeniewska, E., Kiedrzyńska, E., and Harnisz, M. (2024). Preliminary insights on carbapenem resistance in Enterobacteriaceae in high-income and low-/middle-income countries. Science of The Total Environment 957, 177593. doi: 10.1016/j.scitotenv.2024.177593

Le candidat devra avoir un bon niveau académique et scientifique en analyse génomique / bio-informatique et en microbiologie. Il devra avoir un goût pour le travail expérimental en laboratoire, et être à l’aise avec la recherche et synthèse de ressources bibliographiques. Un intérêt pour la résistance aux antibiotiques serait un atout.