Rapport intermédiaire n° 1 (entre 5

Rapport intermédiaire n° 1 (entre 5-10 pages)
Acronyme
IMU-MIC
Titre du projet
Intelligence des mondes urbains et risques sanitaires : cas des expositions
aux agents infectieux véhiculés par l’eau de pluie
Coordinateur
scientifique
Nom
Prénom
Fonction
Cournoyer
Benoit
DR CNRS
Laboratoire
Téléphone
Mail
LEM - BPOE
06 70 12 51 66
[email protected]
Liste Partenaires
N°
Laboratoire / Equipe
Correspondant scientifique
Partenaires
académiques
1
LGCIE
S. Barraud / G. Lipeme-Kouyi
2
EVS
S. Vareilles / J. Y. Toussaint
3
LEHNA
Y. Perrodin / T. Winiarski
4
LEM
B. Cournoyer / D. Blaha
5
GAMA
A. Aussem
6
Direction de l’Eau du Grand
Lyon
R. Visiedo
Partenaires
académiques
Partenaires
praticiens
I.
Rappel des objectifs de la période concernée
1. Mise en place d’un groupe de travail multidisciplinaire regroupant des expertises sur les
pratiques sociales à l’encontre des objets urbains, sur la gestion des eaux pluviales, les expositions
environnementales aux agents infectieux, et les approches informatiques de «data mining ».
2. A partir d’un « modèle » de bassin-versant industriel urbain :
- étudier l’incidence des technologies de gestion des eaux pluviales sur la concentration et la
diversité de micro-organismes pathogènes, et déduire leur importance dans l’exposition des
populations humaines à ces micro-organismes
II. Interactions entre les disciplines impliquées et la valeur ajoutée par cette pluridisciplinarité
Le labex IMU a permis des rapprochements entre sciences humaines et sociales, sciences de
l’ingénieur, mathématiques et sciences biologiques dont l’écologie de bactéries pathogènes. Le
projet IMU-MIC a, entre autre, mis en réseau des experts de ces différents domaines pour permettre
la naissance d’autres projets interdisciplinaires couvrant le thème des expositions aux agents
pathogènes depuis les aspects de diversité génétique et d’écologie microbienne jusqu’au
Page 1
comportement humain en milieu urbain (e. g. deux projets IMU 2013 - Rivière et PRATIC). Ce groupe
de travail a été élargi à d’autres chercheurs des équipes partenaires et autres équipes du labex e. g.
Centre Camille Jourdan pour les aspect modélisation de données.
Un livrable pour ce projet est la rédaction d’un ouvrage sur le thème « les microbes dans la ville ».
Cet essai, rédigé par J. Freney et collaborateurs, sera prochainement publié par les PUN-Éditions
Universitaires de Lorraine. D’autres ouvrages pourront également voir le jour en fonction des
échanges au sein du groupe qui s’appuient désormais sur le groupe de travail du thème 2
« Résilience, risque, sécurité, vulnérabilité, santé » du labex IMU.
Ce projet a donc été structurant. Il a permis de faire émerger d’autres projets et générer de
nombreuses interactions multidisciplinaires enrichissantes et cohérentes avec les acteurs des thèmes
2 et 5 mais également des ateliers d’IMU, dont l’ATELIER 2 : Environnements, territoires, sociétés, et
l’ATELIER 3 : Mondes possibles, écotechnologies, mutations sociales et économiques.
En ce qui concerne plus précisément l’évaluation des risques infectieux liés à la gestion des eaux
pluviales en milieu urbain (ce projet), les plus-values sont également importantes notamment sur la
façon de formuler et résoudre les problèmes. La microbiologie qui est au cœur d’IMU-MIC se focalise
sur des moyens d’analyses et sur l’étude de la présence et de la virulence des pathogènes au sein des
systèmes de rétention. Le fonctionnement hydrologique des bassins versants et des ouvrages de
gestion des eaux pluviales permet notamment de localiser les zones à risque sur lesquels l’effort de
mesure doit porter. L’association des compétences multiples (y compris opérationnelles) questionne
également les types de risques (e.g. risque de contamination des ouvrages vs risque de
contamination des dispositifs à l’aval, ce qui conduit à élargir le champ des expérimentations et qui
permet de traiter de manière plus réaliste la notion de risque microbiologique lié à l’accumulation de
sédiments.
L’étude microbiologique et le couplage avec les sources anthropiques potentielles permettent
également de rétroagir sur les technologies elles-mêmes. Par exemple, nous avons pu identifier que
certains dispositifs de traitement présents au sein de bassin de retenue (fosse à hydrocarbures)
étaient contre productifs vis-à-vis de la microbiologie et de l’écotoxicité des effluents. Une réflexion
doit désormais être menée sur la notion / définition des « risques acceptables » en fonction des
contraintes économiques et exigences sociétales.
III. Résultats obtenus, publications, valorisation et exploitation des résultats
Contexte:
Les collectivités et acteurs économiques ont renforcé la mise en place de stratégies de gestion des
eaux pluviales, en particulier le développement de techniques de traitement de ces eaux. Le
déploiement des techniques dites alternatives apparues depuis plus de trente ans à une échelle
centralisée (bassins par exemple) et plus récemment à des échelles plus diffuses (toits stockant,
chaussées réservoirs, noues) est un moyen de gérer flux hydrauliques et flux polluants.
L’une de ces techniques, largement répandue, consiste à stocker l’eau de pluie pendant un certain
temps afin de : i) réduire les pics de débits et protéger les secteurs aval contre les inondations, ii)
Page 2
permettre une dépollution de ces eaux grâce à la séparation solide-liquide par décantation et iii)
permettre la réduction des impacts de ces eaux sur les milieux récepteurs aquatiques superficiels
(rivières) ou souterrains (nappe, en cas de migration à travers un bassin d’infiltration connecté au
bassin de retenue). Les dépôts constitués au sein de ces ouvrages représentent des zones de
contamination importantes (McCuen, 1980 ; Randall, 1983 ; Jocopin et al. 1999 ; Torres, 2008). Il est
donc indispensable de caractériser les agents chimiques et microbiologiques pouvant y être
retrouvés, et avoir une incidence sur la santé humaine.
Echantillonnage – Site Django (Fig. 1)
5 points prélevés dans le bassin de rétention dont un point divisé en trois horizons (P02) et un point
témoin (P0). Ces cinq points ont été sélectionnés en fonction d'une étude préliminaire de
l'hydrodynamisme du bassin (Yan et al., 2011) 1qui se poursuit à l’heure actuelle. Ces points
représentent des zones de dépôts préférentiels des particules.
P0
Figure 1: Points de prélèvements définis dans le bassin de rétention du site Django Reinhardt
En rouge = points moyens et en orange = points stratifiés
Résultats
Site d’expérimentation
Le site d'étude est le bassin de retenue Django Reinhardt recueillant les eaux drainées par un bassin
versant industriel de 185 ha imperméabilisé à 75 % et géré par la Direction de l’Eau du Grand Lyon.
Ce bassin a une superficie au sol de 1 ha environ et un volume maximal de 32000 m3. C'est un bassin
à ciel ouvert sec entre deux événements pluvieux. Les paramètres suivants sont mesurés en
entrée/sortie et au sein du bassin : débit, turbidité, température, conductivité, pH, hauteurs d’eau en
1
Yan H., Lipeme Kouyi, J. G.,. Bertrand-Krajewski J-L. (2011) 3D modeling of flow, solid transport and settling processes in a
large stormwater detention basin. 12th ICUD, Porto Alegre/Brazil, 11-16 September 2011
Page 3
2 points du bassin, MES (Matière En Suspension), DCO (Demande Chimique en Oxygène), métaux et
HAP; granulométrie et vitesses de chute des particules décantées (utilisation des pièges à
sédiments). La figure 2 montre le bassin de retenue-décantation après un événement pluvial ainsi
que sa configuration technique.
a
b
Figure 2: Bassin de retenue-décantation Django Reinhardt – Chassieu (Est Lyon) – (a) Bassin en eau lors d’une
pluie, (b) configuration globale du bassin (la partie étudiée est le compartiment de rétention)
I-
Les contours du microbiote d’un bassin de retenue
Des profilages taxonomiques des espèces bactériennes présentes dans le bassin de rétention ont été
effectués par métagénomique « rrs » (du gène de l’ARNr 16S, marqueur génétique permettant une
classification des taxons bactériens) sur sédiments collectés en 2010 et 2012, avant le curage du
bassin de rétention qui a eu lieu au printemps 2013. Ces analyses ont permis de définir les contours
(groupes taxonomiques dominants et persistants) du microbiote d’un bassin de rétention en milieu
« urbain », suite à une longue période d’accumulation et stockage de sédiments. Des prélèvements
et extractions d’ADN ont été réalisés en octobre 2013 et janvier 2014, pour étudier les contours du
microbiote de sédiments collectés sur une période plus récente et courte (analyses en cours).
Page 4
a) Analyse de la taxonomie :
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Point 0
Point 1
Point 12bis Point 2F
Point 2I
Point 2S
Point 4
Point 7
Verrucomicrobia
Thermodesulfobacteria
Tenericutes
Spirochaetes
Proteobacteria
Planctomycetes
Nitrospira
Lentisphaerae
Gemmatimonadetes
Fusobacteria
Firmicutes
Fibrobacteres
Elusimicrobia
Deinococcus-Thermus
Cyanobacteria_Chloroplast
Chloroflexi
Chlorobi
Chlamydiae
Caldiserica
Bacteroidetes
Autres
Armatimonadetes
Actinobacteria
Acidobacteria
Figure 3 : Résultat de la diversité des phyla au sein des points étudiés. Analyse réalisée en
métagénomique sur l’ADNr 16S
La figure 3 montre le résultat de la métagénomique sur les différents points du bassin. Cette analyse
a été réalisée en séquençant un segment l’ADNr 16S de l’ensemble des bactéries présentes dans le
point considéré. Cette analyse montre qu’il y a une grande diversité taxonomique dans le bassin avec
des points qui ont une diversité plus faible (point 12). L’effet sélectif du « bassin » semble se vérifier,
la diversité est plus importante sur le point témoin (P0) qui n’est pas impacté par l’entrée rémanente
de polluants. Il reste à vérifier la composition et la nature des polluants afin d’établir des corrélations
entre ces paramètres et les paramètres microbiens. Ici on peut également remarquer que la
profondeur de prélèvement pourrait jouer un rôle, les points les moins diversifiés étant les points
profonds.
100
90
"Pathogene-like"
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Point 0
Pseudomonas
Point 1
Aeromonas
Point 2S
Nocardia
Point 2I
Point 2F
Rhodococcus
Point 4
Burkholderia
Point 7
Vibrio
Point 12b
Acinetobacter
Figure 4: Sélection des groupes pour l’étude des risques sanitaires
Page 5
Les données « métagénomiques » de 2010 et 2012 ont permis de dresser la liste des espèces
bactériennes dominantes pathogènes que nous avons sélectionnées pour les études de dynamiques
spatio-temporelles. Ces bactéries sont les indicateurs classiques (E. coli et entérocoques intestinaux)
de la présence d’agents pathogènes d’origine fécale, Pseudomonas aeruginosa, Aeromonas caviae et
Nocardia (Figure 4).
II-
Dynamiques spatio-temporelles des espèces bactériennes dominantes et pathogènes.
Le bassin de rétention que nous avons sélectionné dans le projet pour nos analyses a fait l’objet d’un
curage et nettoyage entre janvier et septembre 2013. Pendant cette période, nous n’avons pas eu
accès au site donc les expérimentations n’ont pu démarrer qu’à partir d’octobre 2013. Ainsi, deux
campagnes de prélèvements ont été effectuées en octobre 2013 au niveau du bassin de retenue et
des analyses de microbiologie classique par approches cultivables, par MPN- PCR et par PCR classique
ont été utilisées. En parallèle, nous avons réalisé une analyse des particules (granulométries) et des
composés chimiques polluants présents (HAP, métaux etc.). Ces campagnes de prélèvements ont été
réalisées selon le plan d’échantillonnage de la figure 1 i. e. campagnes par temps sec et par temps de
pluie.
a) Résultat de la campagne de prélèvement par temps sec
Fig 5: concentration des hétérotrophes
cultivables sur TSA (dlution 1/10), valeur en
UFC/g de sédiments secs
1.00E+08
1.00E+06
1.00E+04
1.00E+02
1.00E+00
P0bis
P1
P2
P4
P7
Points de prélèvements
P12
UFC/g de sédimenst sec
UFC/g de sédiments sec
Comme le bassin a été curé lors du printemps 2013, nous estimons que cette première campagne de
prélèvement correspond à notre temps zéro. Nous pourrons ensuite nous référer a ces données pour
étudier l’accumulation en polluants et en microorganismes au cours des 3 années.
Lors de la campagne de prélèvement par temps sec (octobre 2013), 6 points de prélèvements ont été
réalisés dans le bassin (Fig 1, P0, P1, P2, P4, P7 et P12).
Fig 6: concentration en UFC/g de
sédiments sec des dégradeurs
d'hydrocarbures
1.00E+08
1.00E+06
1.00E+04
1.00E+02
1.00E+00
P0bis P1
P2
P4
P7
P12
points de prélèvements
Tout d’abord, nous nous sommes intéressés aux bactéries cultivables sur milieu « gélosé »
généraliste (TSA dilué I/10) à partir des différents points de prélèvements (Fig 5) et aux bactéries
capables de dégrader les hydrocarbures (Fig 6). Il apparait que les sédiments sont riches en bactéries
cultivables (107UFC/g en moyenne) et qu’elles sont largement adaptées à l’utilisation des
Page 6
Fig 7: Concentration d'E.coli en UFC/g de
sédiments sec
1.00E+05
UFC/g de sediments sec
UFC/g de sédiments sec
hydrocarbures comme source de carbone (107UFC/g en moyenne). Le point 0 indique également que
même situé hors du bassin, l’environnement proche est sous l’influence des voiries et donc de
polluants tels que des hydrocarbures (route de grande affluence qui longe le bassin).
1.00E+04
1.00E+03
1.00E+02
1.00E+01
1.00E+00
P0bis
P1
P2
P4
P7
Fig 8: Concentration d'enterocoques en
UFC/g de sédiments sec
1.00E+05
1.00E+04
1.00E+03
1.00E+02
1.00E+01
1.00E+00
P12
P0bis
Points de prélèvements
P1
P2
P4
P7
P12
Points de prélèvements
Fig 9: Concentration de Nocardia like en
UFC/g de sédiments sec
1.00E+07
1.00E+06
1.00E+05
1.00E+04
1.00E+03
1.00E+02
1.00E+01
1.00E+00
P0bis P1
P2
P4
P7 P12
UFC/g de sédiments sec
UFC/g de sédiments sec
Ensuite, nous avons calculé l’abondance en bactéries indicatrices de contaminations fécales pour
chaque point avec l’étude d’E. coli, des Entérocoques intestinaux et des coliformes fécaux (Figure 7
et 8). Nous n’avons pas pu calculer cette concentration pour les coliformes fécaux car leur nombre
était trop élevé, cela indique que le bassin est très fortement contaminé en bactéries d’origine
fécale. Nous allons dans les prochaines campagnes de prélèvements ajuster notre méthodologie afin
de pouvoir également suivre ce groupe. Les figures 7 et 8 montrent que les contaminations fécales
dans le bassin sont régulières et importantes. A titre de comparaison, le seuil admis dans l’eau par la
directive Européenne 76/160/CE est de 2*103 UFC/ml. Les points P4 et P12 (7,32*104 UFC/g sec) sont
donc largement au-dessus de cette norme. Ces figures indiquent également que ces contaminations
proviennent du bassin versant industriel ; ces sources peuvent d’être d’origine animale ou provenir
de raccordements illicites d’eaux usées sur le réseau pluvial. Pour les entérocoques, leur
concentration est assez homogène sur l’ensemble du bassin avec également un maximum au niveau
de la fosse (point 12).
Fig 10: Concentration de P.aeruginosa en
UFC/g de sédiments sec
1.00E+03
1.00E+02
1.00E+01
1.00E+00
P0bis
P1
P2
P4
P7
P12
Points de prélèvements
Points de prélèvements
Page 7
UFC/g de sédiments sec
Fig 11: Concentration d'A.caviae en UFC/g de
sédiments sec
1.00E+08
1.00E+06
1.00E+04
1.00E+02
1.00E+00
P0bis
P1
P2
P4
P7
P12
Points de prélèvements
En ce qui concerne les concentrations en bactéries pathogènes. La figure 9 montre les concentrations
en Nocardia like cultivables obtenues (pathogènes et non pathogènes), cela indique que ces
bactéries sont abondantes (5*105 UFC/g en moyenne) et adaptées à cet environnement ; leur
distribution est relativement homogène à l’intérieur du bassin (avec un maximum dans le point 12).
Ces bactéries sont également abondante dans le point témoin (P0) ce qui confirme que ce sont des
bactéries abondantes dans les sols. La figure 10 montre que la bactérie pathogène opportuniste
Pseudomonas aeruginosa est également détectée dans le bassin de retenue. Cette bactérie n’a pas
pu être détectée dans les points 0 et 1 mais elle est détectée dans les autres points du bassin avec
une forte abondance dans le point 12. La figure 11 montre que les Aeromonas caviae se répartissent
de façon homogène dans le bassin (105 UFC.g en moyenne) avec une plus forte proportion dans le
point 12.
Toutes ces données montrent que dès les premières semaines de mise en route de ce type de bassin,
les bactéries pathogènes opportunistes de l’étude sont introduites par diverses sources dont l’origine
reste à préciser. L’étape suivante de ce travail sera d’établir la capacité de ces micro-organismes à
s’installer de façon pérenne dans l’ouvrage.
b) Résultat de prélèvement par temps de pluie
La campagne de prélèvement a eu lieu lors de 2 pluies successives du 4 et 5 octobre 2013. Les
prélèvements ont été réalisés en entrée de bassin les 4 et 5 octobre 2013 (point EE1 et EE2) et au
niveau d’un piège à sédiments positionné au niveau du point 2 du bassin. Un prélèvement a été
effectué dans le piège au niveau du mélange (M : eau plus sédiments) et au niveau de la fraction
sédimentée (S) au fond du piège. Les mêmes analyses microbiologiques que précédemment ont été
réalisées. Pour comparaison, nous avons reporté dans les figures ci-dessous les valeurs obtenues
pour le point 2 issues de la partie précédente.
Page 8
1.00E+07
1.00E+06
1.00E+05
1.00E+04
1.00E+03
1.00E+02
1.00E+01
1.00E+00
EE1
EE2
M
S
points de prélèvements
P2
Points de prélmèvements
UFC/g de sédiments secs
Fig 13: concentration d'E.coli en UFC/g de
sédiments secs ou en UFC/ml
Fig 14: concentration d'enterocoques en
UFC/g de sédiments secs ou en UFC/ml
1.00E+04
1.00E+03
1.00E+02
1.00E+01
1.00E+00
EE1
EE2
M
S
P2
Points de prélèvements
En ce qui concerne les contaminations d’origine fécale, les figures 13 et 14 indiquent que la
contamination se fait bien par le point d’entrée d’eau dans le bassin (EE1 et EE2). La forte
concentration dans les prélèvements de sédiment (S) indique que bactéries sont portées par les
particules. Si l’on compare avec le point P2 (issus du prélèvement par temps sec) on voit que pour les
E. coli leur quantité diminue fortement lors du temps sec alors que pour les Entérocoques il y a une
augmentation dans les sédiments (P2). Deux explications sont possibles, tout d’abord, cela peut
s’expliquer par une capacité moindre des E. coli à survivre dans les sédiments, contrairement aux
Entérocoques, ou sinon cela peux s’expliquer par une resuspension des particules et une évacuation
via l’eau de surface vers le bassin d’infiltration pour les E. coli et pas pour les Enterocoques
(particules différentes ?). En raison d’une défaillance technique nous n’avons pas pu obtenir de
données sur les eaux en sortie du bassin et donc nous ne pouvons pas avec cette campagne avoir les
concentrations obtenues en sortie. Ces données seront obtenues lors des prochains prélèvements
afin de tester les deux hypothèses.
1.00E+06
1.00E+05
1.00E+04
1.00E+03
1.00E+02
1.00E+01
1.00E+00
EE1
EE2
S
M
Points de prélèvements
P2
UFC/de sédimlents secs
UFC/g de sédiments secs
Fig 15: concentration de Nocardia like en
UFC/g de sédiments secs ou en UFC/ml
Fig 16: concentration en P. aeruginosa en
UFC/g de sédiments secs ou en UFC/ml
1.00E+05
1.00E+04
1.00E+03
1.00E+02
1.00E+01
1.00E+00
EE1
EE2
M
S
P2
Points de prélèvements
En ce qui concerne les concentrations en bactéries pathogènes. La figure 15 montre les
concentrations en Nocardia like cultivables (pathogènes et non pathogènes) obtenues. Cette figure
montre toujours la forte abondance en Nocardia dans le bassin mais également la figure montre que
les Nocardia entrent via le réseau d’eaux pluviales (Points EE1 et EE2). Ensuite ces bactéries sont de
la même manière présentent en suspension (eau plus particules en suspensions, point M) et dans le
sédiment (point S). Les Nocardia like semblent donc plutôt portées par les particules qui sédimentent
Page 9
dans le bassin. Cependant le point P2 indique que le bassin semble bien jouer son rôle de piège et de
concentration en particules puisque l’abondance en Nocardia y est très élevée. Cela indique que ces
bactéries sont bien adaptées à cet environnement.
En ce qui concerne la bactérie P .aeruginosa (Figure 16), nous avons retrouvé peu de bactérie dans
les eaux d’entrée lors des épisodes pluvieux (EE1 et EE2), par contre une forte concentration (104
UFC/g) est retrouvé dans la partie sédimentée du piège (S) et légèrement moins dans la fraction en
suspension. La source de contamination par P. aeruginosa se fait donc via l’eau d’entrée du bassin, et
la quantité en bactérie dans le piège est très élevée. Si l’on compare avec le point 2, cela nous
montre que ces bactéries connues pour être préférentiellement hydrique ne survivent pas ou très
peu dans les sédiments lors de temps sec ou alors elles sont remobilisées avec les particules lors de
différents évènements pluvieux.
UFC/g de sédiments secs
Fig 17: concentration d'A.cavie en UFC/g de
sédiements secs ou ou en UFC/ml
1.00E+08
1.00E+07
1.00E+06
1.00E+05
1.00E+04
1.00E+03
1.00E+02
1.00E+01
1.00E+00
EE1
EE2
M
S
Points de prélèvements
P2
En ce qui concerne les A. caviae le comportement est similaire à la population des P. aeruginosa.
Nous en retrouvons peu dans les eaux d’entrée mais il y a une forte accumulation dans le sédiment
du piège (point S). La valeur obtenue en temps sec dans le point 2 indique que ces bactéries
survivent bien dans le sédiment et semblent adaptées à cet environnement.
Toutes ces données montrent que les évènements pluvieux représentent une source d’entrée de
bactéries pathogènes opportunistes dans ces ouvrages et que ces bactéries n’ont pas les mêmes
capacités de survie dans cet environnement ou peuvent être remobilisées avec les particules
(hypothèses à tester lors des prochaines campagnes).
III- Etude de la virulence d’isolats de Nocardia.
Afin d’évaluer la dangerosité des souches de Nocardia isolées, des tests de virulence ont été
développés en utilisant un hôte alternatif, le nématode Caenorhabditis elegans. Ces tests ont été
réalisés selon la méthode de Caldwell et al., 2009. Cette approche sur nématode a été effectué en
partenariat avec la plateforme "Biologie de Caenorhabditis elegans", UMS3421, UCB Lyon1. Ce test
permet de montrer l’effet sur les neurones des nématodes des surnageant de culture des Nocardia
étudiées. Nous étudions donc la virulence méningée des bactéries du genre Nocardia. Nous avons
Page 10
comparé deux milieux de cultures différents pour mesurer l’influence du milieu de culture. Le
premier milieu est très riche alors que le second est un milieu pauvre en nutriments.
*
50.00
50.00
45.00
N. cyriacigeorgica
OFN 04.107
40.00
* 33.33
35.00
*26.67
30.00
25.00
20.00
16.67
16.13
15.00
10.00
5.00
0.00
Témoin négatif
10.00
6.676.67
3.57
N. cyriacigeorgica
N36B
N. cyriacigeorgica
DSM 44484
N. asteroides
ATCC 19247
N. cyriacigeorgica
OFN 04.100
N. cyriacigeorgica
OFN N27
N. cyriacigeorgica
GUH2
N. farcinica IFM
10152
B 50.00
Pourcentage de nématodes affectés (%)
Pourcentage de nématodes affectés (%)
A
Témoin négatif
45.00
N. asteroides
ATCC 19247
40.00
35.00
30.77
30.00
26.67
25.00
19.35
16.13 19.35
15.63
20.00
15.00
10.34
10.00
6.67
6.45
5.00
N. cyriacigeorgica
OFN 04.100
N. cyriacigeorgica
DSM 44484
N. cyriacigeorgica
OFN 04.107
N. cyriacigeorgica
GUH2
N. cyriacigeorgica
OFN N27
N. cyriacigeorgica
N36B
N. farcinica IFM
10152
0.00
Fig 18 : Effet des différents surnageants de culture bactérienne en milieu Bennett (A) et en milieu
DHB (B) sur les neurones dopaminergiques de C. elegans. Les pourcentages de nématodes C. elegans
affectés correspondent aux nombres de nématodes possédant au moins un neurone dopaminergique altéré
parmi 30 vers observés par microcopie. Les données ont été obtenues après 10 jours d’exposition surnageantnématode. Chaque condition a été comparée avec le témoin négatif en réalisant le test exact de Fisher
(*p<0,05).
Après 10 jours de contact avec les nématodes, les surnageants obtenus à partir des cultures en
milieu Bennett des souches N. cyriacigeorgica GUH-2 et N. farcinica IFM 10152 (origine clinique) et
de la souche N. cyriacigeorgica OFN N27 (origine environnementale) ont un effet significatif sur la
dégénérescence des neurones dopaminergiques de C. elegans (p<0,05). On observe respectivement
que 33,33%, 50% et 26,67% des vers sont affectés par ces souches, contre 3,57% avec le contrôle
(figure 18A). Lorsque ces mêmes souches sont cultivées en milieu minimum DHB, les surnageants
affectent 30,77% des nématodes pour N. farcinica IFM 10152 et 19,35% pour les souches N.
cyriacigeorgica GUH-2 et OFN N27 (figure 18B). Cependant, ces pourcentages ne sont pas
significativement différents du contrôle où 10,34% des vers présentent des neurones dégradés
(p>0,05). Tous les autres surnageants testés, qu’ils soient issus de culture en milieu Bennett ou DHB
n’ont pas d’effet significatif par rapport au témoin négatif de l’expérience.
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L’intérêt de ces travaux réside dans la mise en évidence que cette virulence est présente aussi bien
chez des souches d’origine clinique (i.e. GUH2, IFM 10152) que chez des souches environnementales
(i.e. N27, isolé d’un sol contaminé par des hydrocarbures). Une souche issue de milieux contaminés
aux hydrocarbures est donc capable d’induire une dégénérescence des neurones dopaminergiques.
Le risque d’exposition à ce genre de pathogène est donc possible pour les populations au contact des
bassins de rétention en eaux pluviales. Aucune N. cyriacigeorgica n’ayant été isolée à ce jour à partir
du BR de Chassieu, ce test de virulence n’a pas pu être réalisé pour des souches issus des bassins
étudiés. Cependant, la souche N. cyriacigeorgica N36B isolé en 2012 des sédiments du bassin
d’infiltration de Django Reinhardt (Chassieu) a pu être testée. Les résultats montrent que cette
souche n’a pas d’effet significatif par rapport aux contrôles et ne semble donc pas être virulente au
niveau neuronale.
Publications:
1. Sébastian C, Barraud S, Ribun S, Zoropogui A, Blaha D, Becouze-Lareure C,Kouyi GL, Cournoyer B.
2013 Sous presse. Accumulated sediments in a detention basin: chemical and microbial hazard
assessment linked to hydrological processes. Environmental Science and Pollution Research.
2. Lipeme Kouyi G., Cren-Olivé C., Cournoyer B. 2013 Sous-presse. Chemical, microbiological, spatial
characteristics and impacts of contaminants from urban catchments: CABRRES project.
Environmental Science and Pollution Research.
3. Freney J, Doléans-Jordheim A, Blaha D, Cournoyer B. Les microbes dans la ville. PUN-Éditions
Universitaires de Lorraine. En préparation.
Soumise
Bernardin C., Bécouze C., Gonzalez-Merchan C. Barraud S., Blaha D., Cournoyer B. (2014).
Caractérisation microbiologique et risques sanitaires associés aux dépôts sédimentaires dans le
Bassin de rétention de Django-Reinhardt (Chassieu, Rhône)- Journées doctorales de l’Hydrologie
Urbaine Juilllet 2014.
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