UPThèses

L’absence de règlementation et de traitements adaptés en stations d'épuration des eaux usées (STEP) conduit aux rejets de nombreux produits pharmaceutiques dans l'environnement. Les antibiotiques sont désormais largement retrouvés dans les milieux aquatiques à travers le monde, ce qui en fait des contaminants émergents très préoccupants. Outre leurs effets toxiques, c’est le possible développement de bactéries antibiorésistantes qui suscite l’attention. En 2014, on estimait déjà que 700 000 personnes mouraient chaque année à cause d'agents pathogènes résistants. Malgré leurs faibles concentrations, l'exposition constante des microorganismes à ces composés semble conduire au développement/maintien de la résistance aux antimicrobiens (RAM). De nombreux marqueurs de la résistance aux antibiotiques (éléments génétiques mobiles, bactéries résistantes, gènes, etc.) sont retrouvés dans les écosystèmes d'eau douce. Ainsi, les bactéries d'origine hydrique, qui vivent naturellement dans des communautés structurées appelées biofilms, sont devenues un réservoir potentiel de gènes de résistance aux antibiotiques. L'objectif de ce travail était d'étudier l'évolution temporelle des concentrations d'antibiotiques et des gènes de résistance aux antibiotiques dans les communautés microbiennes des rivières. Des expériences de terrain ont été réalisées sur deux rivières françaises : le Clain (en amont et en aval de la STEP) et la Vienne (en amont de la STEP). La relation entre les concentrations d'antibiotiques, la composition taxonomique et l'occurrence des gènes de résistance aux antibiotiques dans les communautés de biofilms exposées à une contamination par antibiotiques a été analysée et l'influence d'autres paramètres, tels que les variations saisonnières, les paramètres hydroclimatiques et la prescription d'antibiotiques a également été évaluée. Les résultats montrent que dix-huit à vingt composés ont été détectés dans les biofilms, collectés dans les deux rivières. La comparaison des concentrations mesurées dans les biofilms avec les concentrations prédites sans effets (PNECENV et PNECMIC), montre que la quantité d’antibiotique peut inhiber la croissance bactérienne et contribuer au maintien et à l'enrichissement des souches résistantes ainsi qu'à la sélection de nouveaux mutants résistants. En outre, les résultats ont montré que les biofilms collectés en aval de la STEP présentaient une quantité d'antibiotiques et un nombre de gènes de résistance significativement plus élevés que ceux collectés en amont. Cependant, l'analyse statistique n'a pas confirmé une corrélation entre la présence d'antibiotiques (et leurs concentrations) et l'émergence de gènes de résistance aux antibiotiques. L'absence d'un effet direct des antibiotiques sur la sélection des gènes de résistance suggère que l'émergence de la RAM n'est probablement pas seulement due à la présence d'antibiotiques mais qu'il s'agit d'un processus plus complexe impliquant l'effet cumulatif de l'interaction entre les communautés bactériennes (biotiques) et la matrice abiotique. Bien que de nombreuses recherches aient été menées sur ce sujet, de nombreuses questions assez fondamentales sur l'écologie et les facteurs de la RAM dans l'environnement sont encore sans réponse. Par conséquent, des études plus approfondies sur la métagénomique et la communication inter-espèces ainsi que sur l'occurrence et l'expression des gènes de résistance aux antibiotiques à l'aide de l'analyse du métatranscriptome sont nécessaires pour identifier les principaux moteurs du maintien de la RAM dans l'environnement. Cette étude souligne que les STEP constituent un réservoir important de divers gènes de résistance aux antibiotiques. Des efforts supplémentaires et une législation prévoyant des limites de concentration clairement définies pour les antibiotiques et les déterminants de la résistance dans les effluents des STEP sont nécessaires pour prévenir leur propagation et leur persistance dans l'environnement.