Date : 2025
Type : Livre / Book
Type : Thèse / ThesisLangue / Language : français / French
Résumé / Abstract : La résistance aux antimicrobiens (RAM) constitue une menace croissante pour la santé publique mondiale et demeure insuffisamment étudiée. Cette thèse se concentre sur le rôle de l'environnement, plus particulièrement des écosystèmes aquatiques, dans la dissémination de la RAM à travers le continuum d’interactions Biofilm-Brouteur.Dans le premier chapitre, une synthèse bibliographique propose un état de l’art sur la RAM, suivie d’un article qui met en lumière la contribution potentielle de la faune aquatique à la propagation de la RAM dans les eaux douces. Il y est démontré que la présence continue d'antibiotiques et de gènes de résistance aux antimicrobiens (GRA), provenant de différentes sources, exerce une pression de sélection constante sur les micro-organismes. Les poissons et les amphibiens, via leurs microbiotes, pourraient ainsi jouer le rôle de réservoirs et d’amplificateurs potentiels de ces GRA, facilitant leur dissémination.Pour tester ces hypothèses, après un second chapitre décrivant les matériels et méthodes, le chapitre 3 présente une étude expérimentale sur les dynamiques de la RAM dans un système biofilm–brouteur, composé de larves de xénope (Xenopus laevis) et de biofilms issus de deux rivières : l’un prélevé loin de toute station d’épuration (A), l’autre directement sous l’exutoire d’une station (B). Les deux biofilms ont montré une génotoxicité chez le xénope. Contrairement à ce que l’on pourrait attendre, les résultats montrent une baisse du résistome intestinal des xénopes, quel que soit le biofilm consommé. Des flux bidirectionnels de bactéries potentiels sont aussi envisagés, tandis que l’abondance en GRA s’avère nettement plus élevée dans le biofilm B que dans le A. Ces observations soulignent le rôle actif des biofilms dans la dissémination de la RAM, ainsi que l’influence modulatrice exercée par le système biofilm–brouteur.Le chapitre 4 approfondit l’impact de faibles concentrations d’antibiotiques (sulfaméthoxazole, ciprofloxacine et triméthoprime) au sein de ce même système. Exposés à ce mélange, les biofilms et les xénopes présentent des changements notables de composition microbienne, accompagnés d’une hausse des GRA observée uniquement dans les biofilms. Paradoxalement, le broutage par les amphibiens n’entraîne pas d’accumulation de GRA dans leur propre microbiote, mais tend plutôt à atténuer la RAM, ce qui souligne la fonction potentiellement protectrice des brouteurs.Le cinquième chapitre se consacre à l’évaluation de systèmes innovants de traitement d’effluents de station d’épuration basés sur des bioréacteurs à membrane (BRM) avec ou sans charbon actif en poudre (CAP). Les résultats montrent qu’en l’absence de traitement, même dilués, ces effluents augmentent la RAM dans le microbiote intestinal des organismes exposés et provoquent une génotoxicité. Cependant, si les BRM réduisent déjà la teneur en GRA, l’ajout de CAP renforce significativement cette réduction, limitant la diffusion des GRA dans les intestins des xénopes. Cette avancée souligne la nécessité de technologies de pointe pour freiner la propagation de la RAM dans les milieux aquatiques.Enfin, un chapitre de discussion et perspectives met en exergue l’importance des écosystèmes aquatiques non seulement comme réservoirs, mais aussi comme éventuels atténuateurs de la RAM. Il insiste sur le rôle clé des traitements technologiques innovants et d’une régulation adaptée pour endiguer la dissémination des GRA. Une approche intégrée apparaît ainsi indispensable pour mettre en place des stratégies pérennes de protection de la santé humaine, animale et environnementale face à l’essor mondial de la RAM.
Résumé / Abstract : Antimicrobial resistance (AMR) is a growing threat to global public health that remains under-researched. This thesis focuses on the role of the environment, particularly aquatic ecosystems, in the dissemination of AMR through the continuum of biofilm-grazer interactions.In the first chapter, a literature review provides an overview of the state of the art on AMR, followed by an article highlighting the potential contribution of aquatic fauna to the spread of AMR in freshwater. It shows that the continuous presence of antibiotics and antimicrobial resistance genes (ARGs) from different sources exerts a constant selection pressure on microorganisms. Fish and amphibians, via their microbiota, could thus act as potential reservoirs and amplifiers of these ARGs, facilitating their dissemination.To test these hypotheses, after a second chapter describing materials and methods, Chapter 3 presents an experimental study of AMR dynamics in a biofilm-grazer system, composed of xenopus (Xenopus laevis) larvae and biofilms from two rivers: one sampled far from any wastewater treatment plant (A), the other directly under the outfall of a plant (B). Both biofilms showed genotoxicity in xenopus. Contrary to what might be expected, the results showed a reduction in the xenopus intestinal resistome, irrespective of the biofilm consumed. Potential bidirectional flows of bacteria are also envisaged, while ARGs abundance turns out to be significantly higher in biofilm B than in A. These observations underline the active role of biofilms in AMR dissemination, as well as the modulating influence exerted by the biofilm-grazer system.Chapter 4 takes a closer look at the impact of low concentrations of antibiotics (sulfamethoxazole, ciprofloxacin and trimethoprim) within the same system. Exposed to this mixture, both biofilms and xenopus show significant changes in microbial composition, accompanied by an increase in ARGs observed only in biofilms. Paradoxically, grazing by amphibians does not lead to ARGs accumulation in their own microbiota, but rather tends to attenuate AMR, underlining the potentially protective function of grazers.The fifth chapter is devoted to the evaluation of innovative wastewater treatment systems based on membrane bioreactors (MBRs) with or without powdered activated carbon (PAC). The results show that, in the absence of treatment, even diluted effluents increase AMR in the intestinal microbiota of exposed organisms, leading to genotoxicity. However, while MBRs already reduce the ARGs content, the addition of PAC significantly enhances this reduction, limiting the diffusion of ARGs in the xenopus gut. This breakthrough underscores the need for cutting-edge technologies to curb the spread of AMR in aquatic environments.Finally, a discussion and outlook chapter highlight the importance of aquatic ecosystems not only as reservoirs, but also as potential AMR mitigators. It stresses the key role of innovative technological treatments and appropriate regulation in stemming the spread of AMR. An integrated approach is therefore essential if we are to implement sustainable strategies to protect human, animal and environmental health in the face of the global spread of AMR.