Description

Le projet doctoral PHOBIA (Photonique et Biosenseurs pour l'Immunotoxicologie Aquatique) propose une évaluation multi-échelle innovante de la dynamique immunitaire chez le bivalve d'eau douce Dreissena polymorpha (la moule zébrée) lorsqu'il est exposé à un stress psychotrope. Le projet dépasse les paramètres traditionnels en utilisant des techniques photoniques avancées de fluorescence et des biosenseurs bactériens pour résoudre la réponse immunitaire en temps réel après une exposition in vivo et ex vivo à la sertraline. La recherche doctorale est structurée autour de trois axes intégrés :
• Axe 1 : Dynamique à l'échelle de la population et biosensing. Le/la candidat(e) utilisera des biosenseurs bactériens bioluminescents pour suivre la cinétique de la réponse immunitaire. En mesurant la décroissance lumineuse des bactéries « rapporteurs » au fur et à mesure qu'elles sont ingérées et tuées par les hémocytes (cellules immunitaires), l'immunocompétence fonctionnelle de l'organisme sera quantifiée dans un format à haut débit. Ceci sera complété par la cytométrie en flux pour évaluer la viabilité cellulaire et la capacité de phagocytose globale selon différents scénarios d'exposition à la sertraline.
• Axe 2 : Résolution spatio-temporelle de la réponse immunitaire à l'échelle cellulaire. Cet axe vise à dépasser les mesures statiques et ponctuelles de l'immunité en fournissant une vue en temps réel et à haute résolution du processus de phagocytose. Alors que les méthodes traditionnelles peuvent seulement confirmer si une cellule a fini par ingérer une particule, cette partie de la thèse fera appel à la microscopie confocale à balayage laser (CLSM) en mode ‘time-lapse’ pour résoudre la dynamique d’interaction des hémocytes — spécifiquement les granulocytes, qui sont la sous-population ayant la plus forte capacité de phagocytose —avec les agents pathogènes bactériens.
• Axe 3 : Mécanismes subcellulaires et stress métabolique. À l'échelle la plus fine, le/la candidat(e) emploiera la microscopie d'imagerie de la durée de vie de fluorescence (FLIM) et des sondes fluorescentes fonctionnelles dédiées. Cela permettra de suivre des variables physiologiques pertinentes d’une cellule immunitaire vivante, tels que le pH lysosomale, sa production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) et l'activité mitochondriale. En cartographiant ces variables, le projet décryptera le coût métabolique du stress lié à la sertraline et la manière dont les antidépresseurs interfèrent avec les voies de signalisation intracellulaires nécessaires à l'élimination des pathogènes bactériens.

Compétences requises

Pour pourvoir le poste, le/la candidat(e) doit démontrer une ou plusieurs des compétences suivantes : • Posséder une formation en écotoxicologie et/ou chimie-(bio)physique. • Avoir une solide expérience en préparation de cultures cellulaires et en biologie cellulaire. • Avoir à cœur la culture du résultat, avoir un sens marqué de l'autonomie et de la curiosité scientifique tout en étant désireux de travailler dans une équipe dynamique et interdisciplinaire. • Être capable de gérer les échéances. • Avoir de bonnes capacités de communication (tant orales qu'écrites) en anglais (la connaissance du français n'est pas requise). • Une compétence en programmation (Fortran, Matlab, etc.) et en traitement d'images (FIJI, etc.) constituerait une forte valeur ajoutée à la candidature. Éducation/Expérience : Master en écotoxicologie ou biophysique. Des connaissances en Physico-Chimie et/ou Mathématiques Appliquées, et/ou Programmation Numérique constitueraient un atout majeur. Les candidats français titulaires d'un diplôme d'écoles d'ingénieurs en biologie, biotechnologie, (bio)chimie et/ou (bio)physique sont également éligibles pour ce poste de doctorat.

Bibliographie

1. Photodegradation of disposable polypropylene face masks: physicochemical properties of debris and implications for the toxicity of mask-carried river biofilms. Bihannic, Gley, Gallo, Badura, Razafitianamaharavo, Beuret, Billet, Bojic, Caillet, Morlot, Zaffino, Jouni, George, Boulet, Nous, Danger, Felten, Pagnout, Duval. Journal of Hazardous Materials 2024, 465, 133067.

Cette étude détaille une approche biophysicochimique multiéchelles caractérisant la dégradation de masques chirurgicaux en polypropylène et leurs résidus microparticulaires via la microscopie confocale de fluorescence (CLSM 2D et CLSM 3D en acquisition de z-stack). Cette technique sera centrale au projet PHOBIA pour, entre autres, analyser en temps réel la dynamique spatiale de l'endoplasme des granulocytes lors de la phagocytose de bactéries, et ce en fonction des conditions d’exposition (in vivo ou ex vivo) à la sertraline.

2. New insights into the effects of growth phase and enzymatic treatment on the cell-wall properties of Chlorella vulgaris microalgae. Duval, Razafitianamaharavo, Bihannic, Offroy, Lesniewska, Sohm, Le Cordier, Mustin, Pagnout, Beaussart. Algal Research 2023, 69, 102955.

Cette étude démontre que le traitement au lysozyme dégrade le réseau fibrillaire de nature chitinique qui se développe sur la paroi de Chlorella vulgaris, facilitant ainsi l'extraction lipidique tout en entraînant un stress oxydatif. L'efficacité de la microscopie confocale de fluorescence pour caractériser cette réactivité cellulaire motive l’utilisation de cette technique dans le projet doctoral PHOBIA. Celui-ci perfectionnera l’approche pour analyser l’immunotoxicité de la sertraline sur les hémocytes en intégrant notamment l'imagerie FLIM.

3. Comparative analysis of cell metabolic activity sensing by Escherichia coli rrnB P1-lux and Cd responsive-lux biosensors: time-resolved experiments and mechanistic modelling. Delatour, Pagnout, Zaffino, Duval. Biosensors 2022, 12, 763.
Cette étude propose une analyse mécaniste de la bioluminescence de rapporteurs bactériens lux (constitutifs et métal-spécifiques) en démontrant comment l’émission de lumière dépend de la réponse stringente, de la répression catabolique, et de l’arbitrage énergétique cellulaire. Le projet PHOBIA tentera d’exploiter le signal de bioluminescence comme indicateurs dynamiques des phases de reconnaissance, d'ingestion et de dégradation des rapporteurs bactériens lors de la phagocytose par les hémocytes.

4. Differential bioconcentration and sensitivity of Dreissena polymorpha and Dreissena rostriformis bugensis to the antidepressant sertraline. Passignat, Flayac, Lerebourg, Minguez. Journal of Hazardous Materials 2025, 482, 136628.
Cette étude explore les différences de pharmacocinétique et pharmacodynamie de SER entre deux espèces de bivalves dulcicoles du genre Dreissena. Les résultats montrent que D. polymorpha accumule et dépure plus lentement SER que sa congénère, mais SER à faibles concentrations environnementales altèrent la balance oxydative et les propriétés mitochondriales des cellules digestives chez les deux espèces. Ces résultats motivent l’intérêt pour ces marqueurs dans l’étude subcellulaire du projet PHOBIA.

5. Gender and organ responsiveness in Dreissena polymorpha exposed to the antidepressant sertraline: from uptake to effects. Lumor, Vignet, Passignat, Felten, Simon, Zaffino, Grosjean, Giamberini, Minguez. Environmental Research 2026, 289, 123422.
Cette étude montre que les mâles sont plus sensibles que les femelles à SER et/ou ont une manière différente de gérer le stress d’un point physiologique, avec une relation effet-concentration suivant une loi non-monotone. Particulièrement, l’exposition à SER entraîne une diminution de l’osmolalité de l’hémolymphe liée à une plus grande rétention d’eau et/ou moins d’osmolytes (changements de l’environnement proche des hémocytes). Ce résultat est à l’origine du questionnement du projet PHOBIA, qui tiendra compte également de la variabilité entre genre.

Mots clés

Ecotoxicologie, Microscopies de fluorescence, Rapporteurs bacteriens, Phagocytose, Cellules immunitaires-bivalves, Psychotropes