C’est un champignon capable de décimer des hectares de récoltes, le pire cauchemar des jardiniers et des agriculteurs. Après les pluies de printemps, le mildiou se manifeste par des taches brunes huileuses et de la moisissure blanche sur les feuilles et les fruits de ses hôtes, jusqu’à causer leur perte. Si les stratégies de lutte contre le mildiou reposent aujourd’hui principalement sur l’utilisation curative de fongicides chimiques, ces méthodes sont de plus en plus stigmatisées en raison de leur persistance dans l’environnement et de leur toxicité pour les organismes non-ciblés. La détection précoce des épidémies de mildiou au début du printemps permettrait d’en limiter l’usage.

Au sein du laboratoire BF2i¹, c’est à travers une poignée de pixels que l’équipe de Pedro Da Silva a réussi à détecter le mildiou de la vigne deux jours avant l’apparition des symptômes². Grâce à un outil d’imagerie hyperspectrale couplé d’une intelligence artificielle, les résultats obtenus ouvrent ainsi de nombreuses perspectives en matière de réduction d’usage de pesticides. 

L’apparition de la maladie : des symptômes difficiles à détecter

Le mildiou, comme bon nombre de maladies fongiques, est sournois. Ses spores, totalement invisibles, peuvent avoir contaminé un seul pied de vigne, qu’un simple épisode pluvieux est suffisant pour infecter les plants alentours. Les jours suivant l’infection, les feuilles présentent des tâches huileuses, de la moisissure blanche et un flétrissement notoire. « C’est une maladie qui se traite avec des fongicides biologiques ou de synthèse dès l’apparition des premiers symptômes, souvent sporadiques. Généralement, lorsque le viticulteur note des points faibles sur son vignoble, il doit traiter toute la parcelle pour être débarrassé de toutes les spores. Détecter cette maladie précocement permettrait de réaliser des traitements ciblés. Sur un principe de dépister – tracer – isoler, les agriculteurs pourraient anticiper les attaques et, en intervenant à petite échelle, limiter l’usage de fongicides », introduit Pedro Da Silva, enseignant-chercheur et directeur adjoint du BF2i. (…)

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¹ Biologie fonctionnelle, insectes et interactions (INSA Lyon/INRAE/UdL)

En dépit des considérables avancées du domaine biomédical, les bactéries résistent et persistent à déjouer les méthodes thérapeutiques les plus avancées. Si la communauté scientifique continue d’étudier les mécanismes biochimiques de cette antibiorésistance, le champ de la recherche s’étend également aux sciences humaines et sociales et notamment à l’étude des conditions socio-écologiques dans lesquelles elle se développe. Une approche systémique qui ouvre la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques ainsi qu’à une meilleure  prévention.

En partenariat avec le CNRS, Pop’Sciences vous propose un tour d’horizon pluridisciplinaire des recherches qui participent à endiguer la crise sanitaire mondiale de l’antibiorésistance.

L’art de résister

Tous les micro-organismes sont dotés d’une capacité intrinsèque à naturellement s’adapter à leur environnement. Cette fonctionnalité permet aux plus virulents d’entre eux d’infecter massivement les populations humaines, et les nombreuses pandémies qui jalonnent notre histoire en sont les sombres témoignages. Les 25 millions de morts de la peste noire du 16e siècle, ou encore les 40 à 50 millions de personnes que la grippe espagnole a emportées à la fin de la Première Guerre mondiale, comptent parmi les nombreuses victimes de cet « art de résister » des bactéries et des virus.

Le premier antibiotique, la Pénicilline G,  a été découvert à la fin des années 1920 par Alexander Fleming, révolutionnant durablement la médecine et permettant de sauver de nombreuses vies grâce à leur capacité à inhiber la croissance des bactéries ou à les détruire. Dès le départ, cependant, le biologiste écossais  avertissait que les micro-organismes s’adapteraient inévitablement à ce type de molécules si elles étaient utilisées de façon inappropriée : « cela aboutirait à ce que, au lieu d’éliminer l’infection, on apprenne aux microbes à résister à la pénicilline et à ce que ces microbes soient transmis d’un individu à l’autre, jusqu’à ce qu’ils en atteignent un chez qui ils provoqueraient une pneumonie ou une septicémie que la pénicilline ne pourrait guérir. »

Il ne pensait sans doute pas si bien dire, puisque dès les années 1940, les premières bactéries résistantes à ces traitements novateurs étaient identifiées. L’antibiorésistance était alors déjà née, fruit de la fulgurante capacité d’adaptation des bactéries aux stress extérieurs et de la sélection progressive des plus résistantes d’entre elles. Ce phénomène a été en grande partie dopé par l’utilisation excessive et préventive d’antibiotiques chez les humains et les animaux d’élevages intensifs.

Au fil des années, l’antibiorésistance s’est ainsi propagée de façon continue dans le monde entier, au point que certaines bactéries développent désormais des résistances simultanées à différentes familles d’antibiotiques.

Une crise mondiale à bas bruit

L’Organisation mondiale de la santé (OMS) a lancé en 2015 un système mondial de surveillance de la résistance et de l’utilisation des antimicrobiens (GLASS), qui vise à standardiser la collecte et l’analyse des données épidémiologiques à l’échelle du globe. Le dernier rapport qui a été publié dans ce contexte, concerne près des 3⁄4 de la population mondiale et fait apparaître des niveaux de résistance à certains antibiotiques supérieurs à 50 % pour des bactéries telles que Klebsiella pneumoniae (entérobactérie qui peut provoquer pneumonies, septicémies, ou des infections urinaires), ou encore Neisseria gonorrhoeae (une maladie sexuellement transmissible courante).

© Morgane Velten / Cliquez sur l’illustration pour l’agrandir.

En dépit de campagnes de prévention massives (qui ne se souvient pas du martèlement « Les antibiotiques, c’est pas automatique » ?), ou d’autres mesures plus drastiques comme la récente interdiction européenne des usages préventifs en élevage, la résistance aux antibiotiques gagne irrémédiablement en vigueur.

Des infections bactériennes courantes deviennent de plus en plus difficiles à soigner, comme c’est le cas pour la tuberculose ou la salmonellose. Les traitements nécessitent alors des doses plus élevées sur une durée plus longue, ce qui augmente les risques d’effets secondaires chez les personnes malades. Préoccupée, l’OMS prévient que sans mesures d’urgence, « nous entrerons bientôt dans une ère post-antibiotique dans laquelle des infections courantes et de petites blessures seront à nouveau mortelles ».

En plus d’être inquiétante l’antibiorésistance est, en outre, une menace silencieuse et invisible. Elle implique en effet des pathogènes microscopiques – les bactéries – qui s’adaptent aux traitements avec autant de vélocité que de discrétion. La crise sanitaire qui en résulte est également plus difficile à concevoir et à identifier que pour une épidémie « classique » comme la Covid-19. Pourtant, en l’absence d’une inversion de tendance, l’antibiorésistance pourrait être associée aux décès de plus de 10 millions de personnes par an d’ici 2050 (OMS). C’est davantage que le nombre de décès causés par le cancer.

À menace globale, réponse globale

Pour être combattue, l’antibiorésistance exige désormais un investissement de l’ensemble des champs scientifiques ainsi qu’une approche systémique et combinée de la santé humaine, animale et environnementale.

Si les chimistes et les biologistes travaillent toujours d’arrache-pied à décrypter les mécanismes internes de résistance des bactéries et adapter les traitements en conséquence, il convient d’associer ces recherches avec celles menées en sciences humaines et sociales. L’antibiorésistance est un phénomène complexe qui, pour être combattu, requiert d’étudier simultanément les contextes microbiologiques, environnementaux, sociaux et écologiques dans lesquels il se développe.

C’est en adoptant une posture holistique, et en combinant les approches fondamentales, cliniques et sociales, que les scientifiques ouvrent la voie à des stratégies de prévention plus efficaces, des traitements mieux ciblés et de nouvelles thérapies. C’est également l’occasion de repenser  notre rapport aux soins et plus largement notre vision de la santé, à la lumière de l’approche intégrée “One Health” (Une seule santé).

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[1] Le niveau de résistance aux antibiotiques d’une bactérie est mesuré (en %) par un test de sensibilité : l’antibiogramme. Il consiste à exposer la bactérie à différents antibiotiques à des concentrations différentes pour déterminer la concentration minimale inhibitrice (CMI), c’est-à-dire la concentration d’antibiotique qui empêche la croissance de la bactérie.

lles RESSOURCES du dossier

Dans ce dossier, nous vous invitons à découvrir les travaux de scientifiques lyonnais, engagés à différents niveaux pour mieux répondre à la crise de l’antibiorésistance.

• #1 : La résistance aux antibiotiques : une problématique environnementale ? Auteure : Amandine Chauviat – Publié le 4 janvier 2023
  Comment expliquer que des bactéries, non exposées aux antibiotiques, puissent malgré tout développer des résistances à ces traitements ?

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Pour aller plus loin :

À l’occasion d’une interview, Amandine Chauviat, doctorante en écologie microbienne, présente son parcours, son sujet de thèse, ses motivations et ses envies…> ÉCOUTER LE PODCAST

• #2 : Antibiorésistance : comment éviter une crise mondiale ? – Publié le 23 mai 2023
  Si aucune action n’est prise, des millions de décès pourraient, chaque année, être imputés à des maladies causées par des bactéries résistantes aux antibiotiques d’ici 2050. Pour y remédier, des chercheurs ambitionnent de décrypter certains mécanismes de résistance encore énigmatiques, tandis que d’autres préparent le terrain pour de nouvelles stratégies de ciblage de ces médicaments.

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• #3 : Un bon en avant vers des médicaments plus performants – Publié le 23 mai 2023 
  Après dix années de travaux, un consortium de chercheurs est en passe de parfaire la compréhension des cibles médicamenteuses, ouvrant la voie à l’amélioration de nombreux traitements.

> Lire l’article

• #4 : Un espoir pour éradiquer la Brucellose – Publié le 23 mai 2023
  De récentes recherches ont permis d’identifier une série de gènes impliqués dans la propagation de la Brucellose, maladie animale transmissible à l’humain et répandue sur l’ensemble de la planète. L’horizon se dégage pour le développement de traitements plus performants et susceptibles de contourner les mécanismes sophistiqués de défense de la bactérie.
  

> Lire l’article

• #5 : Existe-t-il un lien entre la pollution aux métaux lourds et la résistance aux antibiotiques ? – Publié le 23 mai 2023
  Comprendre l’origine et l’évolution de la relation entre les métaux lourds et la résistance aux antibiotiques implique de retourner avant la période industrielle, depuis laquelle des métaux et des antibiotiques sont rejetés dans l’environnement.

> Écouter le podcast

• #6 : Médicaments, biocides et nappes phréatiques – Auteur : Dir. Communication INSA – Publié le 19 janvier 2023
  Jusqu’où peuvent s’infiltrer les molécules pharmaceutiques des médicaments que nous ingérons ? Depuis plusieurs années, les pouvoirs publics et la communauté scientifique s’interrogent sur la présence de résidus de médicaments dans l’eau et, a fortiori, dans les nappes souterraines.

> Lire l’article

• #7 : « L’antibiorésistance est une conséquence du rapport dévoyé qu’entretient notre espèce avec le reste du vivant » – Publié le 23 mai 2023
  Claire Harpet, anthropologue, étudie les relations qu’entretiennent les sociétés humaines avec le vivant et s’intéresse particulièrement à la résistance aux antibiotiques comme un fait social total.
  > Lire l’interview

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mmerci !

Ce dossier a été réalisé grâce à la collaboration de différents chercheur.e.s en sciences de l’Université de Lyon. Nous les remercions pour le temps qu’ils nous accordé.

• Ahcène Boumedjel, professeur de chimie organique à la Faculté de Pharmacie de l’Université Grenoble Alpes et membre du Laboratoire des Radiopharmaceutiques Bioclinique (Université Grenoble Alpes, Inserm)
  
• Amandine Chauviat, doctorante au laboratoire d’Écologie Microbienne (CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, INRAE)
  
• Pierre Falson, directeur de recherche CNRS au laboratoire Microbiologie moléculaire et biochimie structurale (CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1)
• Christophe Greangeasse, directeur du laboratoire Microbiologie moléculaire et biochimie structurale (CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1)
• Claire Harpet, ingénieure de recherche au laboratoire Environnement, Ville et Société (CNRS, ENTPE, Lyon Lumière Lyon 2, Université Jean Moulin Lyon 3 Jean Moulin, ENSAL, ENS de Lyon, Université Jean Monnet)
  
• Catherine Larose, chargée de recherche au laboratoire Ampère (CNRS, INSA de Lyon, École Centrale de Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1)
  
• Cédric Orelle, directeur de recherche CNRS au laboratoire Microbiologie moléculaire et biochimie structurale (CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1)
• Noémie Pernin, doctorante au laboratoire Déchets, Eaux, Environnement, Pollutions (INSA Lyon)
  
• Suzana Salcedo, directrice de recherche INSERM au laboratoire Microbiologie moléculaire et biochimie structurale (CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1)

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ppour aller plus loin :

• Contrer l’antibiorésistance  CNRS Le Journal, 25/04/2023
• Ces bactéries qui vous veulent du bien CNRS Le Journal, 22/03/2023
• La résistance aux antibiotiques | Projets financés sur la période 2011-2021| Les cahiers de l’ANR, numéro 14 – novembre 2022
• Résistance aux antibiotiques dossier thématique Santé Publique France, novembre 2022

Ressource #6 du dossier Pop’Sciences – CNRS : « Résistance aux traitements : la recherche en quête de solutions »

Jusqu’où peuvent s’infiltrer les molécules pharmaceutiques des médicaments que nous ingérons ? Depuis plusieurs années, les pouvoirs publics et la communauté scientifique s’interrogent sur la présence de résidus de médicaments dans l’eau et, a fortiori, dans les nappes souterraines. Au sein du laboratoire DEEP (Déchets, Eaux, Environnement, Pollutions), Noémie Pernin, ingénieure INSA et doctorante, travaille sur le sujet avec deux laboratoires INRAE de Versailles-Grignon et Narbonne¹.

À travers le projet Télesphore, un nom² tout indiqué pour une étude qui se consacre à évaluer la contamination des sols par des résidus de médicaments et de biocides, Noémie étudie le parcours de ces polluants. Depuis deux ans, elle observe leur mobilité vers les nappes phréatiques à travers l’épandage agricole de boues urbaines et de lisiers. Jusqu’alors, ils restent présents à l’état de traces dans les sols. Explications. 

Pour amender les terres agricoles, il n’est pas rare que les boues urbaines, résultant du traitement des eaux usées, soient utilisées. Riches en matières organiques, en azote et en phosphore, elles représentent une source de fertilisant pour les sols appauvris, évitant ou réduisant l’usage d’engrais chimiques. « Au même titre que le lisier, l’épandage agricole avec des boues urbaines est une solution souvent utilisée localement et peu coûteuse. Seulement, ces deux sources de nutriments peuvent contenir des résidus pharmaceutiques et des biocides », annonce Noémie Pernin.

L’ingénieure INSA et doctorante dispose d’un terrain expérimental en Haute-Savoie mis à disposition par le Syndicat des Eaux des Rocailles et de Bellecombe. ©Noémie Pernin

La pratique de l’épandage est fortement réglementée en France : les boues provenant des stations d’épuration doivent répondre à des critères bactériologiques et de contamination précis, comme l’absence de certains métaux lourds ou polluants organiques. Néanmoins, aucune réglementation concernant les résidus pharmaceutiques et les biocides n’est actuellement en vigueur. « Mon travail de thèse s’applique à étudier le comportement de ces molécules dans le sol, pour savoir si, lorsque l’on épand ces boues et lisiers, il existe un potentiel transfert vers les nappes phréatiques. » (…)

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[1] La thèse de Noémie Pernin est financée par l’Agence de l’Eau Rhône Méditerranée Corse et par l’EUR H2O’Lyon.
[2] Dans la mythologie, Télesphore, troisième fils d’Asclépios dieu de la médecine, est le dieu de la convalescence.

A la rentrée 2022, le Collège des hautes études Lyon sciences (CHEL[s]) vous propose de suivre dans le cadre de son cours commun, une série de 12 conférences originales sur la thématique « Ruptures créatrices » qui sera traitée de manière pluridisciplinaire par les enseignants-chercheurs des 6 écoles du CHEL[s].

L’intitulé de « Ruptures créatrices » interpelle immédiatement par son aspect antithétique. D’un côté, la rupture peut évoquer la destruction, la désunion et l’interruption brusque d’une situation d’harmonie antérieure. De l’autre, la création a trait à l’invention, à la nouveauté, à la fécondité. Cette formule oxymorique entraine donc à envisager la dimension productive des ruptures : comment un processus de fracture, a priori destructeur, peut-il engendrer de la nouveauté ?

Chaque conférence dure 1h30 et laisse la place à un temps d’échange entre l’intervenant et le public. Par un choix de thématiques variées et faisant écho à des enjeux de société, le cours commun est pensé pour un large public.

• Conférence du 24 novembre : Ruptures technologiques et économiques en agriculture
  

Philippe Jeanneaux : « Depuis 1962, les réformes successives de la Politique Agricole Commune ont provoqué des ruptures dans le paysage agricole entre marché commun, solidarité financière, préférence communautaire, libéralisation et  distorsions de concurrence. Cette logique peu soutenable invite à penser un nouveau modèle agricole européen plus juste, plus responsable, plus résilient et capable de réparer les communs (eau, sols, air, biodiversité, climat). »

Benjamin Nowak : « L’agriculture dépend fortement des engrais de synthèse mais leur utilisation massive a profondément perturbé les cycles biogéochimiques et épuise certaines ressources nécessaires à leur fabrication, une rupture est nécessaire pour réduire la dépendance à ces fertilisants, avec la mise en place d’organisations à même d’améliorer le bouclage des cycles des éléments minéraux.

Intervenants : Philippe Jeanneaux, Professeur d’économie rurale et Benjamin Nowak, Maître de conférence en agronomie à VetAgro Sup

Plus d’informations ici :

Collège des hautes études Lyon sciences

Pop’Sciences Mag propose des contenus originaux et vulgarisés sur ce que la recherche scientifique peut apporter comme clés de compréhension à des enjeux de société prégnants. En variant les formats (vidéos, textes et photos) et les dimensions (enquêtes, interviews, actus, reportages, …), ce Mag satisfait de nombreux niveaux de lecture et d’engagement avec les savoirs scientifiques. Il adopte un ton non-technique, mais « sérieusement vulgarisé », où la signature esthétique est fondamentale pour parvenir à faire plonger le lecteur aux cœur de la recherche scientifique.

Pop’Sciences Mag #4

Le meilleur est-il à venir ?

C’était mieux avant ! Le refrain du mythe de l’Âge d’or revient régulièrement lorsque, face aux grands défis sociétaux du présent, nous en revenons au passé et réglons nos comptes sur son dos.

Les échos d’un certain déclinisme ambiant retentissent alors : avant nous étions une Nation puissante ! Lorsqu’il s’agissait de poser un pied sur la Lune, avant on y arrivait ! Avant nous n’étions pas perdus dans des univers numérisés ! Révélée en juillet 2016, une étude de la Direction de la Recherche, des Études, de l’Évaluation et des Statistiques précise que 46 % des français  interrogés considèrent leur situation globalement moins bonne que celle de leurs parents. Cette vision d’une société en déclin économique et culturel se cristallise dans certains discours politiques ou médiatiques.

C’est avec verve et générosité que le philosophe des sciences, Michel Serres, s’est plongé dans la problématique du C’était mieux avant ! Dans son ouvrage  éponyme, il tord le cou aux relents passéistes des « grands papas ronchons (qui) créent une atmosphère de mélancolie sur les temps d’aujourd’hui. » Ça tombe bien, avant, Michel Serres y était ! Du haut de ses 87 ans, il rappelle qu’au début du XXe siècle « les pauvres mouraient sans soin, qu’avant sans contrainte, les usines répandaient leurs déchets dans l’atmosphère ou la mer » et que l’hygiène était déplorable. Qu’avant signifie aussi tuberculose, famines… Hiroshima.

Pop’Sciences Mag se prête au jeu de savoir comment les sciences appréhendent le monde qui vient.

Pour ce nouveau numéro, Pop’Sciences ne donne ni dans la mélancolie, ni dans l’euphorie insouciante du progrès scientifique absolu. Nous proposons un regard sur les avancées techniques, socio-économiques et sanitaires qui forgent le monde contemporain et préparent celui qui vient. Nous donnons à voir comment nos chercheurs contribuent à produire de nouvelles connaissances pour répondre aux défis climatiques ou encore démographiques du XXIe siècle. Ces enjeux qui nous imposent de repenser nos modes de production, de consommation et d’innovation.

Au plus près de la recherche scientifique, vous évaluerez l’intérêt et la portée des progrès en médecine d’augmentation. Vous analyserez également les courants sociologiques et économiques qui repensent la place du travail dans nos vies futures. Notre rédaction s’est aussi intéressée aux chercheurs qui tentent de définir un modèle agricole durable, répondant au défi de devoir nourrir 10 milliards de bouches d’ici 2100. Vous identifierez les conséquences à venir du changement climatique en cours, et enfin vous vous interrogerez : a-t-on raison de vouloir aller sur Mars ?

Ce magazine vous invite à prendre position ! Était-ce mieux vraiment avant, ou le meilleur est-il à venir ?

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