LCPME - UMR 7564

Ce thème rassemble nos recherches autour des propriétés interfaciales et les interactions entre microorganismes et avec les surfaces (biotiques et abiotiques) dans l’environnement. L’influence des facteurs environnementaux sur la dynamique de formation des biofilms et les phénomènes de dissémination et de persistance des virus et des éléments génétiques mobiles dans l’environnement sont également étudiés au regard des propriétés interfaciales des microorganismes (virus, bactéries, levures, protozoaires) à partir d’approches pluridisciplinaires combinant les outils de microbiologie classique (PCR, cytométrie en flux, fluorescence) et des techniques de physico-chimie (spectroscopies vibrationnelles, spectroscopie de force, microscopie à force atomique). Ces travaux constituent les prérequis à l’élaboration de nouvelles stratégies antibiofilms notamment la conception de matériaux fonctionnels.

Les pollutions anthropiques disséminent dans l’environnement des virus pathogènes (i.e. norovirus, adénovirus, virus de l’hépatite E) et des bactériophages, ces derniers pouvant contenir des éléments génétiques mobiles (i.e. gène de résistance aux antibiotiques). Dans ce contexte, nous explorons en particulier les mécanismes d’inactivation et d’adhésion/agrégation dans l’environnement et au cours des traitements (i.e. eaux et aliments). Nous étudions aussi la diversité génétique des virus pour mieux comprendre les sources de pollution et les voies de transmission à l’homme. Enfin, nous visons à définir le rôle précis de l’environnement dans le transfert de gènes de résistance aux antibiotiques par les mécanismes de transduction.

Les biofilms sont des communautés complexes de microorganismes enrobés dans une matrice polymérique extracellulaire. Ils se forment à la surface de la plupart des matériaux et sont à l’origine d’importants problèmes économiques et sanitaires dans les secteurs industriel, médical, hospitalier, et de la distribution d’eau. La prévention, la maîtrise, de leur formation et le nettoyage des surfaces contaminées nécessite une connaissance aux échelles cellulaire et moléculaire des mécanismes gouvernant les étapes initiales d’adhésion ainsi que les réponses des bactéries aux stress environnementaux (flux hydrodynamique, stress acido-basique, protozoaires) et externes (stress chimique oxydant, biocides).

Les phénomènes biologiques tels que l’adhésion, la formation des biofilms, la reconnaissance spécifique hôte-pathogènes ou encore le mode d’action de principes actifs (peptides antimicrobiens, enzymes, antibiotiques) sur les systèmes biologiques sont des mécanismes reposant sur des interactions physico-chimiques ayant lieu en générale à la surface et/ou à l’interface des systèmes biologiques considérés (virus, bactérie, cellule animale). Ainsi, la compréhension du rôle et de la fonctionnalité des différentes structures moléculaires présentes à la surface des systèmes biologiques est un préalable à la conception de matériaux fonctionnels et notamment de nouvelles stratégies antiadhésives et antibiofilm. L’étude des interactions et des mécanismes précédemment cité sont ici abordés par une approche pluridisciplinaire, multi-techniques in-situ (spectroscopies, microscopies) et multi-échelle (moléculaire, cellulaire, populationnelle).