La grippe aviaire hautement pathogène H5Nx clade 2.3.4.4b a été introduite en Amérique du Nord en 2021, causant de nombreuses maladies chez les animaux domestiques et sauvages. Bien que le fardeau actuel des maladies humaines soit faible (74 cas humains au Canada, aux États-Unis et au Mexique), la grippe aviaire présente un taux de létalité historiquement élevé. Par ailleurs, le clade 2.3.4.4b représente une préoccupation pandémique majeure en raison de sa mortalité sans précédent chez les oiseaux sauvages et de son spectre d’hôtes mammifères élargi. Cette étude explorera les bases génomiques de cette extension en identifiant des mutations significativement associées aux hôtes échantillonnés. Ces mutations présumées de détermination de l’hôte éclaireront l’évaluation des risques des lignées H5Nx émergentes et orienteront la caractérisation fonctionnelle des mutations clés. 18 460 génomes H5Nx complets ont été extraits et nettoyés de référentiels publics, NCBI et GISAID. Face à la présence de 253 étiquettes d’hôtes H5Nx, nous avons d’abord cherché à regrouper empiriquement les espèces en groupes d’hôtes partageant des adaptations virales. Les hôtes ont été regroupés en fonction de leur co-occurrence dans des clusters InfoMap et Spectral basés sur les distances génétiques virales. Ces regroupements n’étaient malheureusement pas confirmés par la littérature (p. ex., renards avec canards), suggérant que la détermination des groupes d’hôtes bénéficierait de l’intégration de données sur l’évolution et l’écologie des hôtes. En utilisant les ordres taxonomiques des hôtes, nous avons ensuite effectué des études d’association pangénomique avec pyseer et treeWAS sur les huit segments du génome. Les résultats préliminaires indiquent la présence de mutations significativement associées à la majorité des ordres d’hôtes. Les travaux futurs utiliseront PRSice pour calculer le score de risque polygénique à partir des mutations significatives à travers les segments, afin d’identifier les virus présentant le plus grand risque d’infecter l’ordre taxonomique des hôtes.

Le virus Sin Nombre (VSN), un hantavirus zoonotique transmis par les rongeurs, est responsable du syndrome cardiopulmonaire à hantavirus (SCPH) en Amérique du Nord. Les souris à pattes blanches (Peromyscus maniculatus), le principal réservoir, habitent divers environnements, notamment les habitats péridomestiques et agricoles où la plupart des cas de SCPH sont acquis. Bien que la prévalence du VSN et les épidémies de SCPH puissent parfois être prédites par les changements climatiques et végétaux dans les systèmes naturels, ces relations restent mal comprises en milieu agricole. Les perturbations agricoles, telles que les récoltes et le pâturage, modifient la structure de la végétation, ce qui influence la composition des communautés de petits mammifères, la dynamique des populations et leurs déplacements, et pourrait modifier le risque de transmission du VSN. Nous avons mené une étude de capture-marquage-recapture sur plusieurs saisons dans des champs de céréales, des prairies de foin et des pâturages bovins en Alberta, Canada, afin d’évaluer l’influence du type d’utilisation des terres et du régime de perturbation sur la composition des communautés de petits mammifères, l’abondance des hôtes et la prévalence du VSN. Les souris à pattes blanches et les campagnols des prairies (Microtus pennsylvanicus) dominaient les communautés, mais l’abondance relative variait selon le type de champ. Les champs de céréales étaient presque exclusivement habités par des souris à pattes blanches, tandis que les campagnols dominaient les pâturages. Dans tous les types de champs, l’abondance des souris à pattes blanches atteignait systématiquement un pic lors d’une bonne couverture végétale. En 2024, le VSN n’a été détecté que chez des souris à pattes blanches habitant des champs de céréales en fin de saison de croissance. La prévalence la plus élevée du VSN a suivi à la fois le pic d’abondance des souris à pattes blanches et la perturbation liée à la récolte. Ces résultats identifient les champs de céréales post-récolte au début de l’automne comme des milieux à haut risque de présence du VSN. En établissant un lien entre la perturbation agricole, l’écologie des hôtes et la surveillance des pathogènes, notre recherche démontre une approche Une seule santé pour l’évaluation des risques zoonotiques. Nos résultats montrent comment des pratiques agricoles spécifiques façonnent le risque de maladie, fournissant des pistes pour une surveillance et une atténuation ciblées du VSN dans les paysages agricoles.

La résistance aux antimicrobiens (RAM) dans les pathogènes émergents tels que Candida auris (C. auris) constitue une menace majeure pour la santé mondiale, mais l’échec du traitement est souvent dû non seulement à la résistance génétique, mais aussi à la tolérance transitoire aux antifongiques. Ici, nous développons un modèle déterministe au niveau de la population pour étudier la dynamique couplée des sous-populations de C. auris susceptibles, tolérantes et résistantes sous traitement antifongique et pression immunitaire innée. Le modèle intègre la classe de médicament (statique vs. cidal), la charge infectieuse et l’activité immunitaire pour quantifier leurs effets combinés sur la dynamique des populations, l’émergence de la résistance et l’élimination de l’infection. Nos résultats montrent que la tolérance antifongique domine la dynamique du traitement précoce dans un large éventail de conditions, agissant fréquemment comme le phénotype survivant primaire et un réservoir pour l’évolution ultérieure de la résistance. Des charges infectieuses élevées retardent l’élimination et favorisent la diversification phénotypique, tandis qu’une immunité innée plus forte accélère l’effondrement de la population et supprime à la fois la tolérance et la résistance. Nous identifions également des différences dépendant du médicament : les médicaments statiques favorisent une expansion rapide des tolérantes suivie d’une résistance, tandis que les médicaments cidaux retardent l’émergence de la résistance mais maintiennent une tolérance prolongée. Il est important de noter qu’augmenter la concentration du médicament produit des rendements décroissants au-delà d’un seuil, avec un impact limité sur les résultats évolutifs à long terme. Ces résultats soulignent que l’efficacité du traitement dépend de manière critique de l’interaction entre l’action du médicament, la charge infectieuse et l’immunité de l’hôte. Nos travaux suggèrent que des stratégies renforçant la synergie immuno-médicamenteuse pourraient être plus efficaces que l’augmentation de la dose seule. Ce cadre fournit une perspective quantitative sur l’échec du traitement antifongique et offre des orientations pour optimiser les interventions thérapeutiques contre les infections fongiques multirésistantes.

De nombreuses chercheuses, chercheurs et stagiaires se demandent comment leurs compétences et leur expérience pourraient se transférer vers des carrières dans le secteur privé. En m'appuyant sur mon expérience de transition de l'académie vers un poste d'ingénieur logiciel senior, cette présentation explorera les opportunités offertes aux personnes ayant une formation en recherche ainsi que les compétences qui contribuent au succès dans les milieux académique et industriel. J'aborderai des exemples de travaux de recherche et développement en entreprise, comparerai les attentes, les incitatifs et les critères de succès entre l'académie et l'industrie, et mettrai en lumière les compétences transversales souvent sous-estimées — communication, résolution de problèmes et collaboration — développées au cours de la formation en recherche. Enfin, j'examinerai comment l'IA générative transforme le travail quotidien en génie logiciel et réfléchirai aux implications de ces changements pour les chercheuses, chercheurs et scientifiques en informatique qui envisagent des carrières dans le secteur technologique.

La première version de la Comprehensive Database of Bacterial Promoters (CDBProm) proposait une base de données à grande échelle de séquences de promoteurs prédites à partir de génomes bactériens, obtenues grâce à un ensemble de classificateurs XGBoost. Dans sa deuxième version, CDBProm v2.0 introduit un cadre de calibration a posteriori du classificateur central proposé dans le CDBProm original. En mettant en œuvre une étape de régression isotonique hors échantillon (out-of-fold), nous avons recalibré les marges de classification sur les fréquences empiriques réelles, réduisant ainsi le risque prédictif global et l'erreur de calibration. CDBProm v2.0 offre un outil prédictif actualisé, associé à un univers probabiliste fiable. CDBProm v2.0 est gratuit et entièrement en libre accès (https://cdbprom2-iimas.unam.mx) et fournit un cadre moderne pour comprendre la régulation de la transcription bactérienne et annoter les génomes.

Chez les procaryotes, le transfert latéral de gènes (TLG) favorise la variation intraspécifique du contenu génique et la formation de pangénomes. Chez les eucaryotes microbiens, cependant, la mesure dans laquelle le TLG contribue à la structure des pangénomes reste incertaine. Étant donné la diversité des virus qui infectent les protistes, il a été émis l’hypothèse que les virus pourraient médier le TLG chez les eucaryotes, et des preuves d’échanges de gènes médiés par des virus ont été trouvées dans plusieurs espèces de protistes. Afin d’étudier les interactions entre le TLG, l’évolution des pangénomes et les interactions virales chez les eucaryotes microbiens, nous avons généré des assemblages génomiques de haute qualité par séquençage à longues lectures pour des straménopiles ; cela inclut des pélagophytes, notamment plusieurs souches de l’espèce formant des efflorescences algales nuisibles Aureococcus anophagefferens, et divers thraustochytrides — un phylum récemment identifié comme hôte naturel des mirusvirus nouvellement découverts et d’autres virus géants. La génomique comparative et la phylogénétique ont révélé une variation génétique remarquable au niveau des souches chez A. anophagefferens, avec un pangénome comprenant 23 356 orthogroupes (81,1 % noyau, 18,9 % accessoire). Bien que la variation du contenu génique ne semble pas être principalement due à des TLG procaryotiques récents (2,6 % des orthogroupes accessoires), nous avons identifié 368 orthogroupes d’origine bactérienne acquis chez un ancêtre commun de toutes les souches analysées et non retrouvés chez d’autres algues pélagophytes, suggérant un rôle dans le succès écologique et la persistance des efflorescences d’Ac. anophagefferens. Nous trouvons également des preuves de l’implication virale dans la variation génomique au niveau des souches chez les pélagophytes. Enfin, nous établissons un cadre comparatif initial pour l’évolution du génome des thraustochytrides et leurs interactions virus-hôte, y compris l’existence d’un virus-pangénome dans ce système.

Déduire la présence d’espèces à partir du matériel génétique qu’elles laissent dans l’environnement a révolutionné la surveillance de la biodiversité. Cette technique, connue sous le nom d’analyse d’ADN environnemental (ADNe), offre une alternative non invasive aux méthodes traditionnelles et peut être appliquée à un large éventail de taxons. L’utilisation d’amorces universelles (« métabarcodage ») permet de détecter plusieurs espèces à partir d’une seule analyse, offrant ainsi des possibilités d’évaluation de la composition des communautés. L’un des principaux avantages des analyses d’ADNe peut toutefois constituer l’un de ses plus grands défis : l’absence de confirmation visuelle. Ce défi est aggravé par la nature de l’ADNe, qui existe souvent à de faibles concentrations et est sensible à la dégradation environnementale. Déterminer les réalités écologiques à partir de données de métabarcodage nécessite une interprétation minutieuse des séquences d’ADNe obtenues, en particulier lorsqu’un seul variant de séquence d’amplicon (VSA) correspond à plusieurs espèces plausibles. Dans cet exposé, je discuterai des seuils bioinformatiques spécifiques et des vérifications manuelles que j’utilise dans mes recherches sur la composition des communautés de poissons dans les écosystèmes côtiers marins et d’eau douce.

Déduire la présence d’espèces à partir du matériel génétique qu’elles laissent dans l’environnement a révolutionné la surveillance de la biodiversité. Une telle analyse d’ADN environnemental (ADNe) peut servir à détecter une seule espèce d’intérêt ou à évaluer la composition plus large des communautés grâce à l’utilisation d’amorces universelles (« métabarcodage »). L’un des principaux avantages des analyses d’ADNe peut toutefois constituer l’un de ses plus grands défis : l’absence de confirmation visuelle des espèces détectées. Ce défi est aggravé par la nature de l’ADNe, qui existe souvent à de faibles concentrations et est sensible à la dégradation environnementale. Déterminer les réalités écologiques à partir de données de métabarcodage nécessite une interprétation minutieuse des séquences d’ADNe obtenues, en particulier lorsqu’un seul variant de séquence d’amplicon (VSA) correspond à plusieurs espèces plausibles. Alors que les changements climatiques continuent de modifier la biodiversité marine de la Nouvelle-Écosse, une surveillance constante fondée sur l’ADNe par la science citoyenne offre la possibilité de détecter les premiers signaux de changements d’espèces dans la région. Dans cet exposé, je discuterai des seuils bioinformatiques spécifiques et des vérifications manuelles que j’utilise dans mes recherches sur la composition des communautés de poissons dans les écosystèmes océaniques côtiers afin de gérer cette incertitude et de maintenir la confiance dans mes détections d’espèces.

Les diagnostics d'agents pathogènes sont fondamentaux pour la prise de décision clinique, permettant des interventions thérapeutiques ciblées grâce à l'identification précise des agents infectieux et à l'évaluation de la résistance aux antimicrobiens (RAM). Traditionnellement, le processus de diagnostic nécessitait 48 à 72 heures en raison du recours à des techniques basées sur la culture comportant de multiples étapes d'incubation pendant une nuit, ce qui retardait le traitement dans les cas critiques. Ici, nous tirons parti d'une plateforme microfluidique à amélioration plasmonique intégrant l'amplification isotherme par boucle (LAMP), la microdilution en bouillon (BMD) et la détection activée par nanostructures pour l'identification bactérienne rapide et multiplexée et le criblage phénotypique de la RAM. Les éléments plasmoniques accélèrent la cinétique des tests LAMP et BMD via de nouveaux phénomènes optiques, notamment la catalyse plasmonique et la colorimétrie structurale, atteignant un temps de traitement de l'échantillon à la réponse de 36 minutes. La performance d'identification du système a été validée avec des tests LAMP ciblant Escherichia coli, Enterococcus spp., Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae et Streptococcus pneumoniae. En parallèle, des tests BMD sur puce ont été évalués contre un panel de 12 antibiotiques en utilisant des souches Gram-positives et Gram-négatives. La plateforme a démontré une concordance d'identification de 100 % et un accord essentiel de 100 % dans le profilage de la RAM par rapport aux tests de référence MALDI-TOF et BMD conventionnel. Dans l'ensemble, ces travaux établissent une plateforme de diagnostic rapide, précise et évolutive qui réduit considérablement les délais d'analyse tout en maintenant les performances de référence.

Contexte : Dans l'élevage, la variabilité de la mise en œuvre des pratiques de biosécurité influence la prévention et le contrôle des maladies. Les techniques de regroupement peuvent identifier des groupes d'élevages présentant des schémas de mise en œuvre similaires. Notre objectif était d'identifier des profils de mise en œuvre de la biosécurité parmi les élevages laitiers canadiens à l'aide du clustering d'ensemble. Matériel et méthodes : Une étude transversale a été menée dans 346 élevages laitiers canadiens entre 2022 et 2023. Les pratiques de biosécurité ont été évaluées à l'aide du questionnaire d'évaluation des risques (RAQ), réalisé dans le cadre du programme proAction, qui évalue la mise en œuvre des pratiques de biosécurité selon quatre niveaux catégoriels (jamais, parfois, souvent et toujours). Des caractéristiques démographiques et de gestion supplémentaires de l'élevage ont été recueillies lors des visites d'étude. Au total, 296 élevages disposant de données RAQ disponibles ont été inclus (176 au Québec, 70 en Ontario et 50 en Alberta). Plusieurs solutions de regroupement dérivées de la réduction de dimensionnalité et d'algorithmes de clustering ont été intégrées dans un cadre d'ensemble utilisant le clustering par consensus. Résultats : Le clustering d'ensemble a identifié trois profils de mise en œuvre de la biosécurité. Le profil A (n=146) a montré une mise en œuvre fréquente de plusieurs pratiques et comprenait des élevages des trois provinces. Le profil B (n=71) a montré une mise en œuvre sélective, avec certaines pratiques fortement représentées tandis que d'autres — notamment les pratiques de gestion des maladies — étaient fréquemment absentes, et comprenait uniquement des élevages de l'Ontario et de l'Alberta. Le profil C (n=79) a montré une mise en œuvre limitée et était composé presque exclusivement d'élevages du Québec. Le type de logement et le système de traite différaient selon les profils. Conclusion : L'identification des profils de mise en œuvre de la biosécurité fournit un moyen structuré d'interpréter les résultats du RAQ et met en évidence l'hétérogénéité des pratiques à la ferme. Ces profils peuvent appuyer les décisions de mouvement d'animaux basées sur le risque en complétant les tests individuels des animaux par des données de biosécurité au niveau de l'élevage.

La tuberculose (TB), causée par Mycobacterium tuberculosis (Mtb), est la première cause de mortalité par maladie infectieuse et la cause de décès la plus fréquente chez les personnes vivant avec le VIH (PVVIH). La co-infection par le VIH et la tuberculose impose un fardeau considérable sur les systèmes de santé, car ces deux maladies agissent en synergie pour aggraver mutuellement leurs pronostics. Un autre facteur compliquant la prise en charge de la TB est la prévalence croissante de la TB multirésistante et ultrarésistante (MR/UR). Bien que le VIH et la TB soient endémiques en Afrique subsaharienne, ils affectent également de manière disproportionnée les populations marginalisées au Canada. Malheureusement, le seul vaccin contre la TB homologué, le BCG, ne protège pas contre la TB pulmonaire chez l’adulte et n’est pas recommandé pour les PVVIH. Le meilleur moyen de prévenir l’émergence de la TB MR/UR est de développer de nouveaux vaccins contre la TB efficaces, sûrs et performants pour les personnes à haut risque. Les souris humanisées de nouvelle génération constituent des modèles idéaux pour ces recherches, car elles reproduisent une réponse immunitaire humaine plus complète, et peuvent être infectées avec succès par le VIH, la TB et le VIH/TB. Nous avons constaté qu’elles reproduisent de nombreux aspects de la pathologie humaine du VIH et de la TB. Nous avons étudié l’immunogénicité et l’efficacité protectrice d’un vaccin trivalent de nouvelle génération à vecteur adénoviral de chimpanzé administré par voie muqueuse respiratoire (Tri:ChAd:TB) chez des souris humanisées naïves et infectées par le VIH. Lors de la vaccination de souris non immunisées, une tendance à l’augmentation des cellules T CD4+ spécifiques de Mtb produisant de l’IFNγ et du TNFα dans les poumons et la rate a été observée. Les souris humanisées vaccinées et exposées à Mtb ont présenté une charge mycobactérienne pulmonaire significativement réduite, une diminution de la dissémination tissulaire et une amélioration de la pathologie pulmonaire. Les souris infectées par le VIH qui ont ensuite été vaccinées et exposées à Mtb ont présenté une tendance à la diminution de la charge mycobactérienne dans les poumons par rapport aux souris non vaccinées, indiquant que le vaccin pourrait offrir une protection contre la TB, même en cas d’infection par le VIH. Ces résultats démontrent l’efficacité du vaccin mucosal respiratoire Tri:ChAd:TB et pourraient enrayer cette épidémie mondiale en prévenant l’émergence de la TB MR/UR.

Les infections à streptocoques invasifs du groupe A (iSGA) causent une morbidité et une mortalité significatives à l'échelle mondiale. À la suite de la pandémie de COVID-19, l'activité des iSGA a augmenté en Nouvelle-Écosse, et des associations ont été établies avec la montée d'une souche hypervirulente appelée M1UK. Cependant, M1UK n'expliquait que partiellement l'augmentation de l'activité des iSGA. La résistance aux macrolides ayant également augmenté pendant la période post-pandémique, notre laboratoire a utilisé des méthodes phénotypiques et génétiques pour déterminer si la résistance aux macrolides pouvait également avoir contribué à l'augmentation de l'activité des iSGA. Comme vous le verrez dans la présentation, on a observé une montée concomitante des souches hypervirulentes M1UK et des souches résistantes aux macrolides (emm58, emm77, emm83 et emm92) au cours des dernières années. Contrairement au taux national, la résistance aux macrolides en Nouvelle-Écosse s'est étendue rapidement depuis 2023 et a été largement attribuée à emm92 contenant un gène ermT inductible porté par un plasmide. Les proportions d'emm92 étaient bien plus élevées que celles observées au niveau national, suggérant une expansion clonale locale, et étant donné que des gènes de résistance aux macrolides et à la tétracycline sont tous deux présents dans les isolats d'iSGA, une co-sélection des déterminants de résistance aux antibiotiques est possible. Des études épidémiologiques comme celle-ci nous permettent de spéculer sur les causes possibles des facteurs de résistance aux antibiotiques et d'orienter les investigations futures.

Chaque année, environ trois millions de nouveau-nés meurent de septicémie dans le monde, et environ 75 % de tous les décès d’enfants de moins de cinq ans surviennent au cours de la première semaine de vie. La septicémie est un problème mondial, en particulier pour les nourrissons, qui présentent les risques de mortalité les plus élevés. Cependant, il n’existe pas de moyen rapide et fiable d’identifier les microbes infectieux, ce qui entraîne un surtraitement ou un sous-traitement des bébés aux antibiotiques, pouvant contribuer à la résistance et à l’épuisement des ressources limitées. Pour relever ce défi, notre groupe met en œuvre des approches de biologie des systèmes et des analyses omiques avancées dans un contexte de santé mondiale afin de : (1) définir des marqueurs moléculaires de l’hôte dans la septicémie bactérienne à l’aide d’analyses transcriptomiques pangénomiques et de l’apprentissage automatique ; (2) identifier des facteurs de virulence potentiels chez les bactéries pathogènes responsables à l’aide d’études d’association pangénomiques microbiennes ; et (3) appliquer le séquençage 16S à lectures longues par Nanopore, de pointe, afin de développer des vaccins et d’améliorer l’identification des agents pathogènes. À terme, notre objectif est de comprendre pourquoi les nouveau-nés sont très sensibles aux infections au cours de leur première semaine de vie, et d’appliquer des stratégies omiques avancées pour développer des applications concrètes, notamment des vaccins, des outils diagnostiques et des traitements.

Cette présentation donnera un aperçu des principaux systèmes et listes de classement, de hiérarchisation et de catégorisation des antimicrobiens, en mettant l’accent sur leurs objectifs, leurs lacunes et la façon dont ils peuvent être utilisés pour soutenir les activités de gestion responsable et de surveillance.