Metadetect : detection of Shiga toxin-producing Escherichia coli with novel metagenomics approaches and its application on dairy farms in France and Germany.

METADETECT : Détection des Escherichia coli productrices de Shiga toxine à l'aide de nouvelles approches de métagénomiques et application dans des exploitations laitières en France et en Allemagne.

• Auteur / Autrice : Sandra Jaudou
• Direction : Sabine Delannoy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 19/12/2023
• Etablissement(s) : Maisons-Alfort, École nationale vétérinaire d'Alfort
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de sécurité des aliments de Maisons-Alfort et de Boulogne-sur-Mer - Laboratoire de sécurité des aliments de Maisons-Alfort

Mots clés

Mots clés contrôlés

Escherichia coli producteur de shiga-toxines

Mots clés libres

Métagénomique

Escherichia coli Entérohémorragique

Séquencage long-Read

Escherichia coli producteur de shiga-Toxines

Lait cru

Microbiologie alimentaire

Metagenomics

Enterohemorrhagic Escherichia coli

Long-Read sequencing

Shiga toxin-Producing Escherichia coli

Raw milk

Food microbiology

Résumé

Les méthodologies actuelles de caractérisation d'Escherichia coli producteur de toxine Shiga (STEC) nécessitent l'isolement de la souche, ce qui est compliqué par le fait qu'il n'existe pas de milieu d'isolement spécifique qui distingue clairement les STEC des E. coli commensaux non pathogènes. Par conséquent, obtenir des informations sur les souches en utilisant une approche métagénomique éviterait d'isoler les souches pour les caractériser complètement. Dans le cadre du projet, en collaboration avec le BfR en Allemagne, nous évaluerons si de nouvelles approches de métagénomique à lecture longue pourraient déterminer sans ambiguïté si des marqueurs spécifiques d'EHEC typiques (E. coli entérohémorragique) sont co-localisés dans une même souche. Les approches de séquençage hybrides de deuxième et troisième génération seront évaluées. Des pipelines bioinformatiques seront évalués pour analyser les résultats de l'analyse métagénomique. Ces méthodes seront appliquées dans une étude pilote pour étudier le microbiote du lait cru provenant d'exploitations laitières françaises et allemandes et pour identifier un microbiome commun associé aux STEC pathogènes. Nous essaierons de définir un système basé sur l'établissement d'un « score moléculaire » pour qualifier l'état des exploitations.

Current methodologies for characterization of Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) require strain isolation, which is complicated by the fact that there is no specific isolation medium that clearly distinguishes STECs from non-pathogenic commensal E. coli. Therefore, obtaining strain information using a metagenomics approach would avoid isolating a strain to fully characterize it. In the framework of the project, in collaboration with the BfR in Germany, we will evaluate whether new, long-read metagenomics approaches could unambiguously determine whether specific markers of typical EHECs (Enterohemorrhagic E. coli) are co-located in the same strain. Third generation hybrid sequencing approaches will be evaluated. Appropriate bioinformatic pipelines developed in collaboration with the BfR will be evaluated to analyze the metagenomic analysis results. These methods will be applied in a pilot study to study the microbiota of raw milk from French and German dairy farms and to tentatively identify a common STEC-associated microbiome. We aim to define a ‘molecular score' based system to identify the status of the farms, in line with the objective to better precise the notion of ‘STEC molecular risk assessment approach' at the farm level.