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Research
 

Axes de recherche

L'équipe du Professeure Caroline Duchaine s'intéresse principalement à la qualité de l'air de différents milieux de travail et à la santé respiratoire des travailleurs. À titre d'exemple, l'air d'environnements agricoles tels que les porcheries, les fermes laitières et les tourbières sont des milieux de travail dont l'air est hautement concentré en bioaérosols. L'inhalation de ces bioaérosols est entre autres associée au développement d'asthme et de bronchite chronique chez les travailleurs.

 

 

Les usines de traitement de la tourbe contiennent d'importantes concentrations de moisissures.

   Au cours des dernières années, nous avons pu, à l'aide d'outils de biologie moléculaire, caractériser la flore microbienne (bactéries non cultivables/cultivables, pathogènes humains, gènes de résistance aux antibiotiques) présente dans les bioaérosols de porcheries et de fermes laitières par exemple. Nous avons été les premiers à mettre en évidence la présence d'archaea dans les bioaérosols de porcheries et des fermes laitières. Les archaea sont des microorganismes pouvant résister à des conditions environnementales extrêmes et sont habituellement retrouvées dans les geysers et les abysses.

 

 

Des archaea ont été retrouvées dans les bioaérosols des fermes laitières (source: Eye of Science/Science Photo Library).

  Nous avons de même développé des méthodes d'échantillonnage sensibles et spécifiques afin de caractériser l'exposition des humains aux mycobactéries. Les mycobactéries sont des bactéries sporulantes, extrêmement résistantes et persistantes dans l'environnement, et ayant été associées au développement d'infections dermiques et de maladies respiratoires telles que l'alvéolite allergique extrinsèque. L'alvéolite allergique extrinsèque est une inflammation des alvéoles, des petites cavités constituant les poumons, causée par une réaction allergique à un agent particulier (ex. les mycobactéries). Suite au diagnostic, le patient doit éviter d'être de nouveau exposé à l'agent responsable. Les mycobactéries étant présentes dans l'air de quelques milieux de milieux de travail (ex. usines de coupe de métaux), un diagnostic d'alvéolite allergique extrinsèque signifie une perte d'emploi pour le patient. Les mycobactéries sont aussi présentes dans l'eau des spa ainsi que dans l'air par l'aérosolisation de l'eau.

   L'équipe du Professeure Duchaine est ainsi fréquemment sollicité par d'autres équipes de recherche et par des entreprises privées afin entre autres de caractériser la flore microbienne de fluides de coupe de métaux, des fluides à l'intérieur de lesquels se multiplient des mycobactéries.

 

 

Les mycobactéries sont présentes dans les bioaérosols associés aux spas et aux fluides de coupe.

   Nous mettons aussi au point des méthodes de détection sensibles et spécifiques des pathogènes respiratoires dans l'air par biologie moléculaire. À titre d'exemple, la transmission des virus Influenza est possible par l'inhalation de bioaérosols.

 

   Puisqu'il est possible qu'une dose infectieuse d'Influenza (c'est-à-dire les virus sont assez nombreux pour déclencher l'infection) soit présente sur une seule particule aérosolisée, le développement de méthodes d'échantillonnage et d'analyse sensibles est nécessaire afin de caractériser la présence dans l'air des virus Influenza dans un contexte hospitalier par exemple.

 

 

Une dose infectieuse de virus Influenza peut être présente sur une seule particule aérosolisée.

     Les virus peuvent être aérosolisés et se retrouver dans l’air des environnements extérieurs et intérieurs. La présence des virus dans les bioaérosols représente un risque pour la santé humaine et animale de même qu’un risque économique pour les élevages d’animaux par exemple (ex. le circovirus responsable du syndrome de dépérissement post-sevrage chez les porcs). La nature, la concentration et le pouvoir pathogène des virus doivent toutefois être connus afin de pouvoir mieux contrôler leur présence d’où la nécessité de développer des méthodes efficaces d’échantillonnage et d’analyse des virus pathogènes. L’aérovirologie est la science s’intéressant aux aérosols viraux.

   La détection de virus Influenza dans l’air ne signifie pas nécessairement la présence de virus vivants et infectieux. Nous développons ainsi présentement une méthode de détection et de quantification des virus Influenza via la quantification d’un marqueur viral soit via la quantification de l’activité neuraminidase. L’enzyme neuraminidase est nécessaire à la lyse des cellules infectées et à la libération des virus Influenza.

   Le bioterrorisme est l'utilisation ou la menace de diffuser délibérément des virus, des bactéries (ex. Bacillus anthracis), des champignons, des parasites ou des toxines (ex. toxine botulique) en vue de rendre malade ou de tuer des vies humaines, animales ou végétales en l'absence de guerre déclarée. La culture, la microscopie (optique et en fluorescence), la cytométrie en flux et les différents outils de biologie moléculaire (ex. PCR) sont des exemples de méthodes, plus ou moins rapides, employés pour l’analyse des bioaérosols et la détection des agents du bioterrorisme. La culture est toutefois une méthode d’analyse lente et ne peut se faire en temps réel. La croissance de spores de B. anthracis, par exemple, prend entre 24 et 48 heures. La culture sur gélose sous-estime aussi le nombre de cellules ou de spores viables dans un échantillon. De plus, afin d'obtenir une croissance, il est important d'utiliser le bon milieu de culture et les bonnes conditions de croissance pour le microorganisme recherché. La PCR en temps réel permet quant à elle d’identifier rapidement et avec précision les microorganismes échantillonnés dans l’air. Par contre, elle ne permet pas de faire la différence entre un microorganisme viable et non-viable ni une analyse cellule par cellule. L’analyse cellule par cellule est l’avenue préférée actuellement par les scientifiques pour la détection des agents biologiques du bioterrorisme et est permise par la cytométrie en flux, la microscopie en fluorescence et la microscopie confocale. Nous avons développé des méthodes d’analyse cellule par cellule sur des spores de simulants de B. anthracis. Par différents FISH (hybridation in situ en fluorescence), nous pouvons, cellule par cellule, identifier et détecter des gènes de résistance aux antibiotiques dans des spores de Bacillus. Nous avons été les premiers à le faire. À l’époque, selon plusieurs, la perméabilisation des spores, nécessaire au FISH, n’était pas possible.

 

 

Bacillus megaterium, un simulant de Bacillus anthracis

 

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