PharmOneHealth - Projet N° ANSES-22-EST-066

Mis en lumière par le concept « One Health », la présence combinée de produits pharmaceutiques (contaminants chimiques) et de contaminants microbiologiques (gènes de résistance aux antibiotiques - ARG, bactéries résistantes aux antibiotiques - ARB et micro-organismes pathogènes) dans les environnements aquatiques menace la qualité écologique des écosystèmes ainsi que la santé humaine et animale. Bien que ce type de co-occurrence soit fréquemment signalé dans les écosystèmes aquatiques, les interactions entre contaminants chimiques et microbiologiques restent sous-étudiées. Le projet PharmOneHealth vise à contribuer à combler cette lacune en mobilisant des scientifiques et des équipes de recherche reconnues pour leurs compétences complémentaires dans les domaines de la chimie environnementale, de l'écologie microbienne, de l'écotoxicologie ainsi que de la bactériologie environnementale et clinique.

L'objectif principal de PharmOneHealth est d'évaluer, dans un contexte de contamination microbiologique, l'influence de l'exposition aux produits pharmaceutiques sur l'implantation et le développement de micro-organismes pathogènes et de formes bactériennes résistantes aux antibiotiques dans les biofilms microbiens naturels (périphyton et sédiment). Notre hypothèse est que la co-occurrence de produits pharmaceutiques et de contaminations microbiologiques induirait des changements marqués dans la structure et la diversité des biofilms aquatiques, y compris le remplacement de certaines espèces natives par des formes opportunistes telles que celles du groupe ESKAPE ou Achromobacter xylosoxidans.

Pour tester cette hypothèse, PharmOneHealth combine des études expérimentales en canaux artificiels et des suivis in situ menés dans deux rivières, respectivement situées en zone rurale et urbaine, afin de :

1. Caractériser (expérimentalement et in situ) les cinétiques de bioaccumulation des produits pharmaceutiques dans le périphyton et les concentrations dans les sédiments de surface et les eaux afin de mieux caractériser la contamination des environnements et définir les niveaux d'exposition des communautés microbiennes périphytiques et sédimentaires.
2. Déterminer la co-occurrence in situ de produits pharmaceutiques, de micro-organismes pathogènes, et l'abondance et l'expression des ARG et des gènes de virulence.
3. Déterminer expérimentalement l'influence des niveaux d'exposition (concentration et durée) aux produits pharmaceutiques modèles (l'antibiotique sulfaméthoxazole de la famille des sulfamides, l'antibiotique ofloxacine de la famille des fluoroquinolones et l'anti-inflammatoire non stéroïdien diclofénac), seuls ou en mélanges, sur : i) les cinétiques de changements des communautés microbiennes et l'augmentation de la tolérance (tolérance induite par la pollution - PICT), ii) les changements de l'abondance et de l'expression des ARG et des gènes de virulence, et iii) l'évolution du phénotype de résistance de certaines bactéries pathogènes.
4. Évaluer in situ la pertinence des méthodes utilisées et développées dans le projet pour surveiller la qualité chimique et microbiologique des rivières, y compris la mesure de la bioaccumulation, les approches PICT, la mesure électrochimique des activités enzymatiques et les approches des puces à ADN et de la métatranscriptomique.

PharmOneHealth contribuera a répondre à plusieurs problématiques actuelles:

• la caractérisation des niveaux d'exposition aux contaminants chimiques et microbiologiques dans les écosystèmes aquatiques pour la biosurveillance environnementale, par l'application d'outils complémentaires basés sur des analyses chimiques, moléculaires et fonctionnelles
• le comportement et le devenir des pathogènes dans les environnements aquatiques et leurs risques potentiels pour la santé humaine
• les impacts de la co-exposition aux agents chimiques et microbiologiques sur les écosystèmes et la santé humaine.