Caractérisation in vivo de la virulence de Bacillus cereus et Bacillus thuringiensis chez le modèle Drosophila melanogaster

In vivo characterization of the virulence of Bacillus cereus and Bacillus thuringiensis in the Drosophila melanogaster model

• Auteur / Autrice : Arnaud Fichant
• Direction : Armel Gallet, Olivier Firmesse
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Immunologie et Microbiologie
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2021
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ISA - INSTITUT SOPHIA AGROBIOTECH
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Bioinsecticides, Environnement et Santé

Mots clés

Mots clés libres

Microbiologie

Bio-informatique

Immunologie

Biologie Moléculaire

Modèles animaux

Microbiology

Bioinformatics

Immunology

Molecular Biology

Animal model

Résumé

Bacillus thuringiensis (Bt) est une bactérie bien connue pour son activité entomopathogène, via l'action de cristaux insecticides produits lors de sa sporulation. Grâce à la spécificité d'action ses cristaux insecticides chez des organismes cibles, elle occupe le premier rang des ventes de biopesticides bactériens contre les larves de lépidoptères ravageurs de diverses cultures maraîchères. De plus, son utilisation ne cesse de s'accroître du fait d'incitations gouvernementales visant à promouvoir l'utilisation d'alternatives dites de bio-contrôle. Or, certains travaux suggèrent que cette bactérie, une fois ingérée, puisse engendrer des effets non intentionnels chez des organismes non cibles, et dans certains cas, provoquer la survenue d'infections alimentaires chez l'Homme, au même titre que d'autres espèces opportunistes du groupe Bacillus cereus (Bc) auquel elle appartient. Dans ce contexte, les autorités sanitaires ont souligné le manque de données nécessaires à l'évaluation du potentiel pathogène de Bt et du risque pour le consommateur (EFSA-Q-2015-00254; Anses Saisine n° 2013-SA-0039). Le projet de thèse vise donc à caractériser in vivo la virulence de différentes souches de Bt/Bc chez le modèle d'intoxication orale Drosophila melanogaster. Les axes de recherche proposés ont pour objectifs : (i) d'évaluer le potentiel pathogène des souches de Bc/Bt en caractérisant et quantifiant les différents symptômes intestinaux, la mortalité ainsi que les effets chez des individus sains et affaiblis (immunodéprimés, âgés, stressés) et (ii) de rechercher les mécanismes de pathogénicité associés, par analyse, in silico et par étude comparative des niveaux d'expression de marqueurs de virulence candidats in vivo. Ainsi, ces travaux contribueront à une meilleure compréhension des mécanismes de pathogénicité associés au pouvoir opportuniste de Bc/Bt et des mécanismes de réponse impliqués chez l'hôte. A terme, ces travaux permettront d'optimiser l'utilisation de Bt en agriculture afin de limiter les effets non-intentionnels sur les organismes non cibles.

Bacillus thuringiensis (Bt) is a bacterium well known for its entomopathogenic activity, via the action of insecticidal crystals produced during its sporulation. Due to the specificity of action of its insecticidal crystals in target organisms, it is the best-selling bacterial biopesticide against lepidopteran larvae pests of various vegetable crops. Moreover, its use is increasing due to government incentives to promote the use of so-called bio-control alternatives. However, some research suggests that this bacterium, once ingested, can cause unintended effects in non-target organisms and in some cases, cause foodborne infections in humans, in the same way as other opportunistic species of the Bacillus cereus (Bc) group to which it belongs. In this context, the health authorities have highlighted the lack of data needed to assess the pathogenic potential of Bt and the risk to consumers (EFSA-Q-2015-00254; Anses Saisine n° 2013-SA-0039). The thesis project therefore aims to characterise in vivo the virulence of different Bt/Bc strains in the oral poisoning model Drosophila melanogaster. The objectives of the proposed research are: (i) to evaluate the pathogenic potential of Bc/Bt strains by characterising and quantifying the various intestinal symptoms, mortality and effects in healthy and weakened individuals (immunocompromised, elderly, stressed) and (ii) to investigate the associated pathogenicity mechanisms by analysing, in silico, and by comparative study of the expression levels of candidate virulence markers in vivo. Thus, this work will contribute to a better understanding of the pathogenicity mechanisms associated with the opportunistic power of Bc/Bt and the response mechanisms involved in the host. In the long term, this work will make it possible to optimise the use of Bt in agriculture in order to limit unintended effects on non-target organisms.