Action de la dreissène sur l'intégrité de parasites protozoaires : apport pour l'évaluation de la qualité sanitaire de l'eau (projet DISPEAU) // Impact of the zebra mussel on the integrity of protozoan parasites : contribution for the assessment of water

Les scénarios de changements globaux prévoient une augmentation du risque de maladies liées à la contamination microbiologique des eaux qu'elles soient de surface ou souterraines, destinées à des usages récréatifs, de consommation ou d'irrigation. Parmi ces dangers microbiologiques, les parasites protozoaires Toxoplasma gondii et Cryptosporidium spp. représentent des dangers majeurs en santé. Les oocystes de T. gondii et Cryptosporidium représentent les formes résistantes de ces protozoaires qui sont libérées dans l'environnement via les excréments de l'hôte définitif (félins pour T. gondii, et êtres humains, animaux domestiques ou d'élevage pour Cryptosporidium). Une fois dans l'environnement, ces formes infectieuses peuvent persister et contaminer les eaux de ruissellement, les cours d'eau, ainsi que les eaux souterraines et marines. Ainsi, entre 2017 et 2022, Cryptosporidium et T. gondii ont respectivement été impliqués dans 322 et 6 des 416 épidémies hydriques liées à des protozoaires.
Le milieu aquatique est un vecteur clé de la transmission de T. gondii et Cryptosporidium. La surveillance de ce compartiment et la détermination du niveau de viabilité des pathogènes sont donc essentielles pour évaluer le risque sanitaire et pour protéger la santé humaine et animale. De nombreuses études ont souligné l'intérêt d'utiliser les mollusques bivalves comme espèces sentinelles des milieux aquatiques. Nos précédentes études ont démontré la capacité du bivalve filtreur Dreissena polymorpha à bioaccumuler les oocystes de T. gondii et Cryptosporidium parvum présents dans l'eau. Même si une relation positive a pu être établie entre la charge en protozoaires dans les dreissènes et le niveau d'exposition, les bilans de masses (eau + tissus de dreissènes vs quantité initiale) sont faibles. Ceci amène deux hypothèses : des difficultés analytiques dans le biote et/ou un effet de la dreissène sur l'intégrité et la viabilité des protozoaires.
Le présent projet de thèse s'articule autour de deux objectifs :
1) Lever les verrous analytiques pour améliorer le taux de récupération des protozoaires dans les tissus des dreissènes. Différentes approches pourront être testées : immunomarquage, lyse mécanique et isolement des acides nucléiques.
2) Evaluer l'impact du système immunitaire et du système digestif de la dreissène sur la viabilité et la dégradation des protozoaires.
L'action du système immunitaire de la dreissène sera mesurée grâce à une technique de microscopie associée à un système de microfluidique. Cette technique de mise en flux dynamique consiste à observer les cellules de façon dynamique afin d'en extraire de nouveaux proxys d'interaction hémocyte-protozoaire.
L'effet des acteurs de la digestion sera suivi grâce à un test in vitro qui permettra de révéler de nouveaux indicateurs de dégradation et de déterminer si cette dernière est principalement liée à des mécanismes de défense ou de digestion. Une exposition in vivo de bivalves aux doses environnementales d'oocystes de T. gondii et Cryptosporidium sera également réalisée dans l'objectif de mesurer l'activité des enzymes digestives et de suivre les protozoaires dans les différents compartiments (glande digestive, hémocytes, fèces, eau).
Dans le cadre de ces différentes tâches, la viabilité des oocystes sera déterminée selon une méthode développée par l'UR ESCAPE.
Ce travail permettra de déterminer le rôle de la dreissène dans la dégradation des protozoaires et contribuera à évaluer son potentiel pour la surveillance et la bioremédiation des masses d'eau. En apportant une meilleure compréhension des mécanismes de persistance et de dégradation de protozoaires pathogènes dans l'environnement aquatique, le projet DISPEAU pourra ouvrir la voie à l'élaboration de nouvelles stratégies efficaces de contrôle et d'évaluation du risque sanitaire.
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Global change scenarios predict an increased risk of diseases linked to the microbiological contamination of both surface and groundwater intended for recreational use, consumption, or irrigation. Among these microbiological hazards, the protozoan parasites Toxoplasma gondii and Cryptosporidium spp. represent major public health threats. The oocysts of T. gondii and Cryptosporidium are the resistant forms of these protozoa, released into the environment through the feces of their definitive hosts (felids for T. gondii, and humans, domestic animals, or livestock for Cryptosporidium). Once in the environment, these infectious forms can persist and contaminate runoff water, rivers, groundwater, and marine waters. Thus, between 2017 and 2022, Cryptosporidium and T. gondii were involved in 322 and 6, respectively, of the 416 waterborne outbreaks linked to protozoa.
The aquatic environment is a key vector in the transmission of T. gondii and Cryptosporidium. Monitoring this compartment and determining the viability level of these pathogens are therefore essential for assessing health risks and protecting both human and animal health. Numerous studies have highlighted the value of using bivalve mollusks as sentinel species for aquatic environments. Our previous studies demonstrated the ability of the filter-feeding bivalve Dreissena polymorpha to bioaccumulate T. gondii and Cryptosporidium parvum oocysts present in water. Although a positive relationship was established between protozoan load in dreissenids and exposure level, the mass balances (water + dreissena tissues vs. initial quantity) remain low. This leads to two hypotheses: analytical difficulties within the biota and/or an effect of dreissena on protozoan integrity and viability.
This PhD project is structured around two objectives :
1) Overcoming analytical limitations to improve protozoan recovery rates from dreissenid tissues. Different approaches may be tested, including immunolabeling, mechanical lysis, and nucleic acid isolation.
2) Assessing the impact of Dreissena polymorpha immune and digestive systems on protozoan viability and degradation.
The action of Dreissena polymorpha immune system will be measured using a microscopy technique combined with a microfluidic system. This dynamic flow approach consists of observing cells dynamically in order to extract new proxies for hemocyte–protozoan interactions.
The effect of digestive factors will be monitored using an in vitro assay designed to reveal new degradation indicators and determine whether degradation is mainly linked to defense or digestive mechanisms. An in vivo exposure of bivalves to environmental doses of T. gondii and Cryptosporidium oocysts will also be carried out to measure digestive enzyme activity and track protozoa within different compartments (digestive gland, hemocytes, feces, water).
As part of these different tasks, oocyst viability will be determined using a method developed by the ESCAPE research unit.
This work will help determine the role of Dreissena polymorpha in protozoan degradation and contribute to evaluating their potential for water monitoring and bioremediation. By providing a better understanding of the mechanisms governing the persistence and degradation of pathogenic protozoa in aquatic environments, the DISPEAU project may pave the way for the development of new effective strategies for health risk assessment and control.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Autre collectivité locale ou territoriale*Autre type de financement

Université de Reims Champagne - Ardenne

581 Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement et Santé

- Master en biologie / microbiologie, idéalement en lien avec l'environnement. - Des compétences en biologie moléculaire et en biochimie seront un atout majeur. - Des connaissances en physiologie et biologie des organismes aquatiques seront appréciées.
- Master en biologie / microbiologie, idéalement en lien avec l'environnement. - Des compétences en biologie moléculaire et en biochimie seront un atout majeur. - Des connaissances en physiologie et biologie des organismes aquatiques seront appréciées.