Soutenance de thèse d'Etienne Marchand

Titre : Rôle de l'ichtyofaune comme vecteur de dissémination de bactéries antibiorésistantes dans une rivière fortement urbanée du bassin de la Seine

Les membres du jury sont :
M. Stéphane Betoul, professeur des Universités, Université Reims Champagne Ardenne, rapporteur
Mme Julie Leloup, maître de conférences HDR, Sorbonne Université, rapporteur
Mme Séverine Jean, maître de conférences HDR, Université Toulouse 3 Paul Sabatier, examinatrice
M. Nicolas Massei, professeur des Universités, Université de Rouen Normandie, examinateur
Mme Fabienne Petit, professeur des Universités, Université de Rouen Normandie, directrice de thèse
Mme Aurélie Goutte, maître de conférences HDR, EPHE, co-directrice de thèse

La soutenance aura lieu le mercredi 22 septembre à 10 heures, Salle A 69 du bâtiment Blondel Nord à l' UFR Sciences et Techniques de Rouen

Résumé : L’antibiorésistance est un enjeu majeur de santé publique. L’utilisation irraisonnée et grandissante des antibiotiques depuis la seconde moitié du 20ème a entraîné la démultiplication d’isolats multirésistants par le biais des transferts horizontaux de gènes de résistance. Comprendre le rôle de l’environnement dans la dissémination de l’antibiorésistance est une problématique majeure. Les rivières, notamment en aval de station de traitement des eaux usées(STEU) sont considérées comme des hotspots (points chauds) pour la dissémination de l’antibiorésistance. En effet, ces STEUs sont à la fois des sources de contamination continue en polluants (antibiotiques, pesticides, métaux traces…) et en bactéries d’origine fécale, dont des bactéries résistantes aux antibiotiques (BRA). L’impact de ces pollutions sur les organismes aquatiques ainsi que l’impaction du biote sur le devenir de ces contaminants restent encore très peu étudiés à l’heure actuelle. Ce projet de thèse vise à évaluer le rôle que pourraient jouer les poissons dulçaquicoles dans la dissémination des marqueurs de l’antibiorésistance antibiotiques (antibiotiques, BRA, intégrons cliniques), dans un contexte d’urbanisation marqué (l’Orge, Essonne). Dans un premier temps, une expérimentation in situ d’encagement de goujons sauvages en aval et en amont d’un effluent filtré de STEU (sans apport de bactéries fécales) a permis de montrer une absence de lien direct entre exposition pendant 20 jours, imprégnation en polluants (antibiotiques et pesticides) dans les muscles des poissons, et portage de bactéries
résistantes aux antibiotiques. En revanche, nous avons pu montrer que le rejet avait entraîné, chez les goujons encagés à l’aval de la STEU, une modification de la diversité bactérienne au sein des microbiotes cutanés et intestinaux et le portage de BRA (Pseudomonas, Aeromonas et Enterobacterales). Dans un second temps, nous avons suivi en parallèle la contamination en polluants et les marqueurs de l’antibiorésistance sur l’ensemble du réseau trophique afin d'évaluer le rôle potentiel de l’alimentation dans la dissémination de l’antibiorésistance. Les résultats montrent un portage plus important de coliformes dont des isolats résistants aux antibiotiques chez les poissons sauvages, une dilution trophique des antibiotiques et des niveaux de pesticides élevés dans les macroinvertébrés aquatiques. A la lumière de ces résultats, nous discutons des liens existants entre contamination environnementale et santé de la faune sauvage de rivière, en insistant sur le rôle central joué par les microbiotes des organismes aquatiques dans le maintien et la dissémination de l’antibiorésistance.
Mots-clefs :  Effluent urbains, encagement, écotoxicologie, antibiorésistance, ichtyofaune microbiotes, faune sauvage, réseau trophique, intégrons cliniques

Abstract: Antibiotic resistance is a major public health issue. The irrational and growing use of antibiotics since the second half of the 20th has led to the multiplication of multiresistant isolates through
horizontal transfers of resistance genes. Understanding the role of the environment in the dissemination of antibiotic resistance is a crucial issue. River areas downstream of WTPs are considered hotspots for the dissemination of antibiotic resistance. Indeed, these STEUS are both sources of continuous contamination of pollutants (antibiotics, pesticides, trace metals, etc.) and of fecal bacteria, carrying antibiotic resistant bacteria (ARB). The effects of these contaminations on freshwater organisms, as well as the effects of wildlife on the fate of these pollutants are still poorly studied. This PhD project aims to evaluate the potential role of wild fish species in the dissemination of antibiotic resistance markers (antibiotics, ARB, clinical integrons) in a context of urbanization (Orge river, Essonne). Firstly, an in situ caging experiment of wild gudgeons downstream and upstream of a filtered STEU effluent (without fecal bacteria) showed that there was no direct link between a 20-day exposure, chemical impregnation (antibiotic and pesticides) in fish muscles, and the carrying of ARB. On the other hand, we were able to show that the exposure caused a change in the bacterial diversity within the cutaneous and intestinal microbiota of these fish, and that the fish carried ARB (Pseudomonas, Aeromonas and Enterobacterales). Secondly, we followed the chemical impregnation and the markers of antibiotic resistance throughout the trophic web chain in order to evaluate the potential role of prey ingestion in the dissemination of antibiotic resistance markers. The preliminary results show an increased carriage of resistant coliforms in wild fish compared to other trophic groups, a trophic dilution of antibiotics and high levels of pesticides in macroinvertebrates. These findings allow us to discuss the links between environmental contamination and wild organisms' health, emphasizing the crucial role of freshwater organisms’ microbiota in maintaining and disseminating antibiotic resistance.
Keywords : Urban effluent, caging, ecotoxicology, antibiotic resistance, macroinvertebrates, wildlife, food web, clinical integrations