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Thème 1 : Ingénierie pour la santé, biofilms et mycotoxines

Contact : Christine Roques et Fatima El Garah

- Ce thème est organisé autour de plusieurs objectifs à visée « santé ». Les travaux incluent des approches fondamentales sur le comportement des microorganismes et leurs interactions avec les surfaces, les mécanismes de formation des biofilms, des approches appliquées sur l’expression de molécules d’intérêt selon l’état physiologique des microorganismes (planctonique, adhérée, biofilm) et la perte de sensibilité aux antimicrobiens. L’approche mycotoxines correspond à l’application des connaissances sur ces facteurs de pathogénicité et leur expression en termes de biomarqueurs environnementaux.

Des procédés pour favoriser l’innovation en matière de santé

Compréhension de la formation du biofilm
Les connaissances du Laboratoire en termes d’adhésion et de formation de biofilm conduisent au développement de modèles spécifiques permettant une étude du comportement cellulaire aux différentes étapes, ainsi que de la structuration (3D) et de la matrice extra-cellulaire. Les travaux marquants correspondent à i) la première démonstration de la capacité de Legionella pneumophila à croître sous forme biofilms en culture pure (ANSES), ii) la mise en évidence de l’intérêt d’analogues de synthèse des inducteurs du Quorum Sensing (QS) dans la maîtrise in vitro de la formation du biofilm chez Pseudomonas aeruginosa (VLM), iii) le couplage QS/bioélectrochimie. Le concept original est une activité métabolique modifiée par le statut physiologique du micro-organisme et par un champ électrique.


Biofilm à Legionella pneumophila - reconstruction 3D. (microscopie confocale – Syto9®).

Moyens de maîtrise de la formation du biofilm
L’acquisition de connaissances sur le comportement bactérien aux interfaces conduit à des recherches appliquées. Ainsi, un biofilm microbien pourra être soit dispersé ou formé sur un lieu spécifique, selon l’objectif. Les applications concernent les domaines de la santé et de l’environnement (lutte contre les infections nosocomiales, assainissement du réseau d’eau, bioremédiation) et des biotechnologies (synthèse de molécules d’intérêt, bio-piles). La thématique biofilm est impliquée dans de nombreuses collaborations régionales et nationales : comportement des bactéries en microfluidique, caractérisation des propriétés antimicrobiennes de surface.


Biofilm et matrice extra-cellulaire (microscopie confocale : Syto9r et ConA).

Mycotoxines : Gestion du risque, évaluation/validation de procédés de détoxification
Mise en évidence du mécanisme d’action de l’ochratoxine A. Par spectre de masse nous avons identifié un adduit covalent à l’ADN confirmant définitivement que cette toxine est une cancérogène génotoxique directe. Nous avons identifié les métabolites responsables par études ‘relation structure-activité’. Cela permet de définir des biomarqueurs non seulement pour le suivi des individus et/ou des animaux exposés mais également pour la validation de moyens de détoxification. Ce travail repose sur des collaborations à l’international (Canada, UK, République tchèque, Espagne) et industrielles et a été réalisé grâce à des projets Région et l’ANR Mycodiag. Evaluation du risque lié à une multi-contamination aux mycotoxines : l’exposition à plusieurs mycotoxines simultanément à des doses considérées comme acceptables engendre des effets toxiques, remettant en question la législation et pointant l’urgence à trouver des moyens de détoxification. Dans cette optique, des procédés mettant en oeuvre des levures et les bactéries lactiques sont étudiés (coll. Lesaffre et université de biotechnologie en Thaïlande).


Effet d’un analogue original des homosérine lactones (C11) en association avec des antibiotiques sur la formation du biofilm à Pseudomonas aeruginosa (T48h ; CIP, ciprofloxacine ; TOB, tobramycine ; CAZ, ceftazidime ; COL, colistine).