Ce projet serait sous la direction de : M. Julien BUYCK

Unité de recherche : PHAR 2

Ecole doctorale : Rosalind Franklin – énergie, environnement, bio santé

Intitulé du sujet :

PHOENICS : Optimisation pharmacologique des combinaisons d’antibiotiques inhalés contre les infections pulmonaires à Mycobacterium abscessus.

Pharmacological Optimization of inhaled antibiotic combinations against pulmonary Mycobacterium abscessus infections.

Début de thèse : à partir du 01/07/2026

Mots clés : Antibiorésistance, antibiotique, infections, Mycobacterium abscessus, pharmacologie, metal, associations, aerosolisation, nanocomplexes

Résumé :

Ce projet de thèse vise à optimiser les combinaisons d’antibiotiques pour améliorer le traitement des infectionspulm onaires à Mycobacterium abscessus (MAB). Ces mycobactéries non tuberculeuses sont des agents pathogènes émergents qui suscitent de plus en plus d’inquiétudes, en particulier, qui provoque une maladie pulmonaire grave chez les patients atteints de pathologies respiratoires. Les traitements actuels sont longs, toxiques et largement inefficaces en raison de la multirésistance intrinsèque de MAB, ce qui entraîne une morbidité, une mortalité et des coûts de soin élevés. Malgré ces défis, la thérapie par inhalation reste sous-exploitée, bien qu’elle permette une administration des traitements anti-infectieux directe dans les poumons, le site principal de l’infection, et qu’elle puisse améliorer l’efficacité tout en réduisant la toxicité systémique.

Adossé aux projets européens JPIAMR ACOMa et JPIAMR APRINHA, ce projet repose sur des approches innovantes incluant des modèles in vitro et in vivo pour évaluer l’efficacité de nouvelles molécules (apramycine, oritavancine, éravacycline, delafloxacine, fidaxomycine, BL/BLi) en association avec des antibiotiques déjà utilisés. Le projet PHOENICS vise à développer des nanocomplexes inhalés innovants combinant des antibiotiques puissants (par exemple, l’apramycine, la rifabutine, la fidaxomicine) avec des ions métalliques (gallium ou bismuth) afin d’améliorer le ciblage des macrophages et l’activité antibactérienne. Grâce à une formulation avancée, à la modélisation PK/PD et à des modèles d’infection, le projet PHOENICS évaluera l’efficacité in vitro, dans des systèmes de macrophages et in vivo à l’aide de vers et de modèles d’infection pulmonaire chez la souris. Ce projet représente une étape cruciale vers des thérapies plus sûres et plus efficaces contre les infections pulmonaires à MAB multirésistantes.

Contexte et problématique :

Au-delà de la tuberculose, les infections à mycobactéries non tuberculeuses (MNT) constituent une préoccupation croissante, en particulier chez les personnes présentant des comorbidités sous-jacentes telles que la BPCO, l’infection par le VIH, la mucoviscidose ou l’immunosuppression. Parmi les plus de 190 espèces et sous-espèces identifiées, MAB est l’une des plus pertinentes sur le plan clinique provoquant principalement des maladies pulmonaires chez l’homme.

Les données épidémiologiques fiables restent rares dans la plupart des pays européens ; cependant, ces infections sont considérées comme émergentes, avec un taux de prévalence global en Europe compris entre 3 et 6 pour 100 000 personnes. Plusieurs facteurs contribuent à cette augmentation : (i) l’amélioration des capacités de diagnostic et (ii) la nature environnementale des MNT, qui a conduit à l’hypothèse que le changement climatique pourrait également influencer leur transmission et leur prévalence. Les conséquences cliniques sont graves. Les infections à MAB accélèrent les lésions pulmonaires chez les patients atteints de mucoviscidose, augmentant la morbidité et entraînant une mort prématurée. Il est inquiétant de constater que l’impact négatif des MAB sur la fonction pulmonaire dépasse celui de Pseudomonas aeruginosa, un pathogène bien établi dans la mucoviscidose.

Cependant, les traitements actuels restent inadéquats. MAB présente une résistance intrinsèque étendue à la plupart des antibiotiques, y compris aux antituberculeux, ce qui laisse peu d’options efficaces aux cliniciens. Les schémas thérapeutiques sont longs et complexes : ils nécessitent des semaines, voire des mois de traitement intraveineux, suivis d’un traitement oral prolongé ou complété par des aminoglycosides nébulisés, et sont associés à des effets secondaires importants pouvant entraîner l’échec du traitement. Malgré les récentes tentatives de normalisation, les traitements antibiotiques contre le MAB restent difficiles à mettre en place, car ils ont été établis de manière empirique et dépendent des pratiques cliniques locales.

De plus, les coûts d’hospitalisation et de soins des patients atteints de MNT sont estimés à sept fois ceux des patients témoins et dépassent ceux associés à la BPCO ou à l’asthme. Pour MAB en particulier, le coût moyen du traitement a été estimé à environ 45 000 € par cas. Ce coût souligne le besoin urgent de traitements plus efficaces et plus adaptés aux patients.

Étonnamment, une opportunité thérapeutique cruciale reste largement négligée. L’efficacité démontrée de la suspension inhalée d’amikacine liposomale (ALIS) met en évidence le potentiel du traitement par inhalation contre les infections pulmonaires à MAB. Pourtant, la plupart des traitements actuels continuent de reposer sur une administration intraveineuse ou orale, sous-exploitant l’administration locale directement dans les poumons, site principal de l’infection, et ignorant le mode de vie intramacrophagique de ces bactéries.

Description du sujet :

Le projet est structuré en trois grandes parties (WP) :
WP1 : Évaluation de l’efficacité in vitro des nanocomplexes métal-antibiotique (mois 0 à 6)
Nous évaluerons le potentiel synergique d’antibiotiques sélectionnés avec des nanocomplexes à base de gallium ou de bismuth contre les MAB par la méthode des checkerboards et donnerons la priorité aux formulations les plus actives pour une étude plus approfondie. Leur efficacité extracellulaire sera caractérisée dans des conditions simulant l’infection, notamment des biofilms et un milieu pulmonaire artificiel, à l’aide de courbes de bactéricidie.

Enfin, nous évaluerons le risque de développement d’une résistance lors d’une exposition répétée et étudierons les mécanismes sous-jacents par séquençage du génome entier et/ou RT-qPCR des principaux gènes de résistance (par exemple, whib7, eis2…).

WP2 : Formulation d’un nanocomplexe métal-antibiotique ciblant les macrophages (mois 4 à 16)
Les nanocomplexes formulés seront conçus pour améliorer l’absorption par les macrophages et la libération intracellulaire afin d’assurer une libération prolongée et ciblée du médicament. En nous appuyant sur la synthèse préliminaire de microparticules de Ga-apramycine (non publiée), nous développerons une méthode de synthèse verte en un seul réacteur pour les nanoparticules métal-antibiotique. Les nanocomplexes seront caractérisés sous pH physiologique à l’aide d’un SEM/TEM, d’une analyse de la surface spécifique, d’une analyse de la teneur en métal (ICP-MS) et en antibiotique (LC-MS/MS), d’une analyse de la taille des particules, d’une analyse du potentiel zêta et d’une analyse potentiométrique. Des tensioactifs (par exemple, l’acétate de polyvinyle, la polyvinylpyrrolidone, le SDS) seront évalués afin de minimiser l’agrégation.

La cytotoxicité sera évaluée à l’aide de tests LDH dans des cellules épithéliales bronchiques et des macrophages. L’accumulation cellulaire de métal et d’antibiotique sera quantifiée. L’absorption et la translocation seront confirmées par microscopie confocale. L’efficacité du nanocomplexe formulé sera évaluée à l’aide de notre modèle d’infection des macrophages récemment développé.

WP3 : Efficacité in vivo du nanocomplexe métal-antibiotique. (mois 14-36)
Le modèle d’infection Galleria mellonella, développé à l’Inserm U1070 (Poitiers), sera utilisé avec des nanocomplexes métal-antibiotique sélectionnés, et l’efficacité sera déterminée en surveillant la survie et la charge bactérienne. Pour compléter les données d’efficacité, l’accumulation d’antibiotiques dans les tissus larvaires sera évaluée à plusieurs moments après l’administration.

La sécurité et l’efficacité des nanocomplexes métal-antibiotique formulés pour inhalation seront ensuite évaluées dans un modèle murin d’infection pulmonaire chronique à MAB. Les profils de toxicité et de pharmacocinétique seront établis à partir d’analyses du plasma, des poumons et du LBA, associées à des évaluations hématologiques et des fonctions.

Méthodologie et mise en œuvre :

Microbiologie : CMI, checkerboard, courbes de bactéricidie
Biologie moléculaire : étude d’expression de gènes de résistance par PCR digitale, séquençage, caractérisation de souches résistantes

Profil recherché :

Les candidats devront être titulaires d’un Master 2 (depuis moins de 2 ans) et posséder de solides connaissances en Microbiologie. Ils devront, au cours de leur formation, avoir développé des compétences en culture d’organismes (bactéries, cellules eucaryotes), en Biologie Moléculaire (PCR, RT-qPCR, séquençage) et en physiologie bactérienne (Formation de biofilms, expression de gènes de virulence, …). Des connaissances en biologie moléculaire et en bio-informatique seraient aussi appréciées.

Nous recherchons une personne sociable, motivé.e, rigoureux.se, et qui aime travailler en équipe. L’autonomie et la prise d’initiative (force de proposition) seront des atouts indispensables.

Contact pour plus d’informations et pour candidater jusqu’au 15/04/26 :

Julien BUYCK : julien.buyck@univ-poitiers.fr