Les intégrons comme marqueurs de pollution anthropique dans l'environnement

Integrons as anthropogenic pollution marker in environment

• Auteur / Autrice : Lucie Laval
• Direction : Olivier Barraud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Santé publique, épidémiologie, environnement et sociétés
• Date : Soutenance le 14/12/2022
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ω-LIM-Biologie-Chimie-Santé (Limoges ; 2022-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Anti-infectieux : supports moléculaires des résistances et innovations thérapeutiques (Limoges)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Dagot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Barraud, Sébastien Leclercq, Sophie Courtois
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Didier Hocquet, Jean-Yves Madec

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résistance aux antibiotiques

Poissons -- Effets de la pollution de l'eau

Mots clés libres

Intégrons

Cassettes

Environnement

Effluents

Poissons

Integrons

Gene cassettes

Environment

Effluents

Fish

Résumé

La résistance aux antibiotiques est un problème majeur de santé publique. Il est aujourd’hui nécessaire d’y lutter de façon globale, aussi bien chez l’Homme, que chez l’animal ou dans l’environnement (concept « One Health »). Parmi les éléments impliqués dans la résistance, les intégrons jouent un rôle clé. Ce sont des éléments génétiques bactériens capables de capturer et d’exprimer des gènes de résistance sous forme de cassettes et on les distingue selon plusieurs classes. Dans l’environnement, les intégrons de classe 1 sont considérés comme un bon marqueur de la pollution anthropique et ils sont souvents utilisés pour étudier les disséminations des résistances ; néanmoins, leur contenu en cassettes (ou « cassettome ») est peu connu. Dans la première partie de ce travail de thèse, nous avons étudié les « cassettomes » des intégrons dans des effluents de centres de soins de la région Nouvelle-Aquitaine et montré qu’ils étaient stables dans le temps et semblables entres eux malgré de grosses différences d’activité de soins entre les établissements. Les « cassettomes » étaient constitués majoritairement de gènes de résistance aux aminosides et aux β-lactamines, ces derniers étant les principaux antibiotiques délivrés dans le milieu hospitalier. Nous avons également caractérisé les « cassettomes » d’effluents d’abattoirs et montré que les « cassettomes » des intégrons de classe 1 étaient différents de ceux des effluents de centres de soins. La deuxième partie de ce travail de thèse a montré des prévalences différentes d’intégrons dans des souches d’Aeromonas infectant/colonisant des poissons soumis à différentes pressions de sélection antibiotique. Nous avons montré que les intégrons sont plus prévalents dans des populations de poissons soumises à une pression de sélection antibiotique plus forte et que leur contenu en cassettes était peu variable. Il ressort de nos travaux que les intégrons et plus spécifiquement les « cassettomes » sont de bons marqueurs dans l’environnement pour premièrement différencier les différents types d’effluents entre eux (centres de soins versus abattoirs) et deuxièmement pour refléter une pression de sélection exercée sur les animaux que sont les poissons.

Antimicrobial resistance (AMR) is a major public health issue. It is now necessary to tackle AMR globally, in humans, animals and in the environment (« One Health » approach). Among genetic elements involved in AMR, integrons play a key role. Integrons are bacterial genetic elements able to capture and express antibiotic resistance genes in the form of gene cassettes and are distinguished according to several classes. In the environment, class 1 integrons are considered as a good marker of anthropogenic pollution and are used to study AMR dissemination; however, little is known about their genes cassettes content (or « cassettome »). In the first part of this thesis, we studied the « cassettomes » of integrons in the effluents of healthcare facilities of the Nouvelle-Aquitaine Region and showed that they were stable over times and similar to each other despite large differences in healthcare activities between the facilities. The « cassettomes » were mainly composed of aminoglycosides and β-lactams resistance gene cassettes, the last one being the main antibiotics delivered in hospitals. We also characterized the « cassettomes » of slaughterhouse effluents and showed that the « cassettomes » of class 1 integrons were different from those of healthcare facilities effluents. The second part of this thesis work showed different prevalences of integrons in Aeromonas strains infecting/colonizing fish subjected to different antibiotic selective pressures. We showed that integrons were more prevalent in fish populations subjected to stronger antibiotic selective pressure contrary to Aeromonas from wild fish where they were not detected. Our work shows that integrons and more specifically « cassettomes » are good markers in the environment to differentiate different types of effluents (healthcare facilities versus slaughterhouses) and secondly to reflect an antibiotic selective pressure exerted on fish.