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DOCTORANT(E) : Étude des potentialités des jets plasma (H/F) pour le traitement de souches bactériennes (multi)résistantes dans les conditions terrestres et spatiales M/F

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : lundi 30 mai 2022

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Informations générales

Référence : UMR7344-CORDEL-007
Lieu de travail : ORLEANS
Date de publication : lundi 9 mai 2022
Nom du responsable scientifique : Robert Eric
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Les plasmas froids permettent de désinfecter non seulement du matériel mais aussi des surfaces biologiques comme la peau humaine. Les jets plasmas permettent par exemple le traitement des patients atteints de plaies chroniques ou d'escarres en utilisant entre autres leur effet bactéricide. L'objectif de cette expérience originale est donc d'étudier les performances bactéricides d'un jet développé au laboratoire, le « Plasma Gun » utilisé à température ambiante et à pression atmosphérique dans l'air sous des conditions de gravité terrestre et/ou de microgravité.
Les plasmas (gaz ionisés) utilisés sur Terre sont une source d'espèces radicalaires pour de multiples applications allant de la décontamination à la médecine en passant par l'agriculture et la combustion et pourraient aussi bien être utilisés lors des voyages spatiaux pour ces mêmes domaines.
L'exploration spatiale des prochaines décennies nécessitera la préparation de vols spatiaux habités de longue durée. Il reste encore de nombreux défis à relever pour envisager de telles expéditions dans un futur proche. Pour anticiper ces voyages spatiaux, il est indispensable de tester de nouvelles technologies qui permettront aux gens de vivre en totale autonomie. La Station spatiale internationale (ISS) est le premier laboratoire de recherche en microgravité pour des expériences scientifiques. Chaque mission à bord de l'ISS augmente notre connaissance de la vie en microgravité et nous permet in fine de prédire quels problèmes peuvent survenir lors de longues périodes d'exposition à ces conditions particulières. La biologie et la médecine occupent une place particulière dans les expérimentations menées au cours des différentes missions. L'effet des bactéries ou des virus dans ces conditions spécifiques est particulièrement étudiée. C'est pourquoi, dans ce projet, nous proposons d'aborder une problématique terrestre, et a fortiori spatiale, qui est le traitement des bactéries par plasma.
L'application principale visée par ce projet est donc la désinfection de surfaces notamment biologiques colonisées par des souches bactériennes résistantes aux antibiotiques ou autres antidotes classiques et éventuellement aux êtres vivants, concernant par exemple le traitement de plaies humaines ou animales.

Contexte de travail

Ce projet de thèse multidisciplinaire nécessite à la fois de compétences en physique des plasmas et en biologie pour l'utilisation de bactéries modèles et de bactéries pathogènes. Il se déroulera au sein de deux laboratoires complémentaires pour la thématique abordée, le GREMI (UMR 7344, INSIS) spécialiste des plasmas et le CBM (UPR 4301, INC et INSB) spécialiste de la chimie et de la biologie et du Centre Hospitalier Régional d'Orléans pour son expertise des bactéries multirésistantes (Service de Prévention du Risque Infectieux). Des dispositifs spécifiques d'analyses des deux laboratoires seront utilisés, notamment la plateforme d'imagerie du CBM (microscopie confocale) et les moyens d'imagerie rapide du GREMI (caméras intensifiées et rapides). Ce projet de thèse sera dirigé par un chercheur HDR du GREMI, co-encadré par un Enseignant-chercheur et un chercheur du GREMI et par une Enseignante–Chercheuse du CBM.
Des études ont été initiées en 2017 conjointement par le GREMI, le CBM et l'hôpital d'Orléans sur l'effet bactéricide du plasma. De plus, un projet ANR franco-allemand « Plasfect » a été accepté en 2021, l'objectif final étant de traiter par plasma des plaies humaines chroniques ou infectées afin accélérer ou initier la guérison des patients. Le GREMI est le référent français de cet ANR et a en charge entre autres, la conception et le développement du dispositif plasma utilisé par les différents chercheurs impliqués dans ce projet. Les travaux effectués au cours de cette thèse viendront compléter les connaissances apportées par les différentes équipes travaillant sur « Plasfect ».
D'autre part, différentes actions menées au laboratoire GREMI ont permis de préparer en relation avec Novespace (Entreprise organisant les campagnes de vols paraboliques en microgravité) un banc d'expérience qualifié pour les vols paraboliques (condition de microgravité). Dans ce cadre un projet S.A.F.E accepté par le CNES permet de participer à deux campagnes de vols paraboliques en 2022. Ce projet a pour but de valider le fonctionnement du Plasma Gun en microgravité et permettre d'optimiser son action sur des bactéries modèles.
Ce projet de thèse est basé sur l'utilisation de la technologie Plasma Gun. Elle permet de générer des jets plasma au moyen de décharges électriques impulsionnelles au sein d'un applicateur original dans l'air ambiant. Ce jet plasma peut être appliqué sur des cibles de toutes natures, diélectriques ou métalliques, contenant ou non des bactéries modèles. Les diagnostics spécifiques physiques et biologiques des différents laboratoires et services impliqués permettront d'étudier la production d'espèces réactives et leurs effets sur les bactéries.
Ce projet peut se décomposer en six axes de recherche :
• Etude de la physique du jet plasma (hélium pur ou mélange de gaz) dans l'air : géométrie et caractérisation de la composition du plasma en fonction des paramètres de décharge.
• Etude des modifications du plasma induites lors de l'interaction du plasma avec une cible de type gel d'agar/gélose.
• Etude de l'effet des espèces réactives générées par le plasma sur des bactéries ajoutées à une gélose ou un liquide.
• Comparaison des résultats obtenus sur des bactéries modèles au laboratoire et en conditions de microgravité lors de campagnes de vols paraboliques ; optimisation de la production d'espèces en fonction des paramètres de décharge.
• Etude de l'effet du Plasma Gun sur des souches de bactéries multirésistantes en utilisant les conditions d'opération définies avec des bactéries modèles.
• Analyses de microbiologie sur les bactéries utilisées en amont et en post traitement plasma :
• Utilisation des moyens expérimentaux de pointe de la plateforme de microscopie du CBM.
• Analyse de l'intégrité de l'ADN des bactéries par électrophorèse.

Contraintes et risques

Le(la) doctorant(e) travaillera avec des installations électriques délivrant de la haute-tension, manipulera des produits chimiques et bactéries qui nécessiteront de travailler en respectant les conditions de sécurité et les règles sanitaires de microbiologie.
La thèse se déroulera dans deux laboratoires et au CHRO distants de moins de cinq kilomètres. Des déplacements réguliers entre les trois entités de recherche auront lieu.
Des missions spécifiques auront lieu dans la cadre des campagnes de vols paraboliques.

Informations complémentaires

Pour candidater, adressez votre dossier de candidature : CV détaillé, lettre de motivation d'une page, relevés de notes M1 et M2, les coordonnées de deux références (personnes susceptibles d'être contactées).
Le-La candidat-e doit être titulaire d'un Master 2 Recherche ou/et d'un diplôme ingénieur à finalité Plasma et/ou Energie et/ou Mécanique des fluides.
Un goût prononcé pour l'approche expérimentale et des compétences en diagnostics optiques et spectroscopie sont nécessaires.
La connaissance de logiciels d'analyse de données expérimentales/vidéos est particulièrement souhaitée.
Des compétences de synthèse et de rédaction en français et en anglais sont attendues.
Une expérience dans la gestion de projet en lien avec du plasma et/ou de la microbiologie est appréciée.
Le-La candidat-e doit être rigoureux-se, autonome et motivé-e.

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