En 2021, le professeur Frédérik De Laender a été contacté par des chercheurs américains pour contribuer à une étude sur l’évolution de la diversité aquatique des cours d’eau aux États-Unis. L’objectif : analyser son évolution et identifier les facteurs qui l’expliquent. Pour répondre à cette question, les chercheurs ont analysé des données collectées sur trente années, couvrant 389 espèces de poissons dans près de 3 000 rivières et ruisseaux.

« Il existait déjà de nombreuses données sur la diversité aquatique aux États-Unis, mais elles étaient dispersées, enregistrées dans des formats différents et produites selon des techniques et méthodologies variées », explique Frédérik De Laender. « Le défi a donc été de les harmoniser, afin de constituer un ensemble cohérent, capable de révéler des tendances sur plusieurs décennies et à l’échelle d’un continent. » 

Dans cette étude intitulée « Diverging fish biodiversity trends in cold and warm rivers and streams » les chercheurs ont étudié 389 espèces de poissons dans 2 992 rivières et ruisseaux, entre 1993 et 2019. Les résultats montrent des évolutions contrastées selon la température de l’eau :

• Dans les eaux froides (< 15,4 °C), le nombre de poissons a chuté de 53 % et le nombre d’espèces de 32 %. Les petits poissons ont reculé, remplacés par des espèces plus grandes souvent introduites pour la pêche sportive.
• Dans les eaux chaudes (> 23,8 °C), à l’inverse, le nombre d’individus a augmenté de 70 % et la diversité de 16 %, avec une domination des petites espèces opportunistes.
• Les cours d’eau intermédiaires (15–24 °C) ont peu évolué.

Ces tendances montrent que les changements de température et les introductions de certaines espèces de poissons pour la pêche contribuent à transformer les communautés aquatiques locales. 

Frédérik De Laender est un écologiste communautaire théorique qui étudie les liens entre changements environnementaux, biodiversité et fonctionnement des écosystèmes. Principalement axé sur la modélisation, il a également mené des expériences sur le plancton et contribué à des méta-analyses. Ses travaux portent notamment sur la stabilité écologique et la coexistence, afin de mieux comprendre les mécanismes qui déterminent la composition des communautés.

Le béluga (Delphinapterus leucas) de l'estuaire du Saint-Laurent (ESL) au Québec (Canada) vit dans un écosystème marin fortement impacté par les activités humaines et ne montre aucun signe de rétablissement depuis plusieurs décennies. Aussi appelé baleine blanche ou dauphin blanc, le béluga a une espérance de vie aux alentours des 70 ans. On constate notamment des maladies infectieuses et une augmentation de la mortalité post-partum chez les femelles, mais les causes exactes restent indéterminées.  Cependant, l'exposition aux contaminants serait l'une des causes de l'augmentation de la mortalité précoce observée ces dernières années. 

Une des principales limites à l'évaluation de la santé des individus de cette population en relation avec l'exposition aux contaminants est l'absence de méthode permettant de déterminer l'âge des bélugas vivants de l'ESL.

Jusqu’ici, la méthode la plus fiable pour déterminer leur âge était de compter les stries de croissance à l’intérieur de leurs dents. Autant dire que cette technique ne s’applique qu’aux bélugas morts…  L’expertise des chercheurs namurois du Laboratoire de Physiologie Évolutive et Adaptative (LEAP) du Professeur Frédéric Silvestre va permettre le développement ’une nouvelle « horloge épigénétique » et de l’utiliser pour estimer l'âge des bélugas vivants, ce qui permettra en fin de compte d'améliorer les stratégies de conservation afin d'aider cette population menacée à se rétablir.

Le projet s'intitule : « Une horloge épigénétique pour estimer l'âge des bélugas du Saint-Laurent et son impact sur l'accumulation de contaminants, le stress et la santé de cette population menacée ».

L’épigénétique, c’est l'étude des changements dans l'activité des gènes, n'impliquant pas de modification de la séquence d'ADN et pouvant être transmis lors des divisions cellulaires. L’un des éléments «régulateurs» de l’expression des gènes st la méthylation: un groupement chimique qui vient se fixer à certains endroits sur le brin d’ADN pour favoriser ou limiter l’expression des gènes. Depuis quelques décennies, on a découvert que la méthylation changeait de manière prévisible au cours du vieillissement, selon un schéma qu’on nomme «horloge épigénétique». Une fois cette horloge établie pour une population d’individus donnée, il est donc possible de déduire l’âge d’un individu en cherchant la présence ou l’absence de méthylation sur l’ADN. Il suffit pour cela de quelques cellules, par exemple des cellules de peau.

Une équipe de scientifiques de haut niveau issus des deux régions est impliquée.

• Pr Frédéric Silvestre et Dr Alice Dennis – UNamur, Belgique
• Dr Krishna Das – ULiège, Belgique
• Dr Jonathan Verreault – Université du Québec à Montréal, Canada
• Dr Stéphane Lair – Université de Montréal, Canada
• Dr Magali Houde – Environnement et changement climatique Canada
• Dr Véronique Lesage – Pêche et océans Canada
• Dr Robert Michaud – Groupe de recherche et d’enseignement sur les mammifères marins (GREMM), Québec, Canada

L’équipe de chercheurs validera cette nouvelle méthode et étudiera le lien avec l'accumulation de contaminants, le stress physiologique et la santé globale de cette population menacée, en comparant la population du ESL à une population plus saine de bélugas de l'Arctique canadien. 

En résumé, cette recherche vise à mieux comprendre comment l'âge biologique, tel que mesuré par l'horloge épigénétique, influence la vulnérabilité des bélugas aux facteurs de stress environnementaux et à leur santé. 

Ce projet abordera des questions de recherche fondamentales jamais explorées auparavant chez les bélugas, 

Un nouveau doctorant rejoindra l’équipe namuroise, sous la direction de Frédéric Silvestre et travaillera en collaboration avec la chercheuse Justine Bélik sur la base de l'EpiClock qu’elle a développé pour le rivulus des mangroves. 

Avecun projet sur le rivulus des mangroves en Floride et au Belize, et celui sur les populations de poissons et d'invertébrés dans les montagnes équatoriennes, il s'agit du troisième projet scientifique utilisant l’expertise des chercheurs namurois en épigénétique écologique chez les animaux sauvages pour aider à préserver la biodiversité.

Recherche collaborative F.R.S.-FNRS – FRQ (Fédération Wallonie-Bruxelles – Québec)

Le F.R.S.-FNRS a lancé des appels PINT-Bilat-P pour des projets de recherche bilatéraux avec le Fonds de Recherche du Québec. Ces appels s’inscrivent dans le cadre d’une volonté de développer des partenariats stratégiques. Ce programme bilatéral de recherche a pour but de créer un effet de levier pour l’excellence scientifique et d’amener les chercheurs et chercheuses de la Fédération Wallonie-Bruxelles et du Québec à développer des projets de recherche conjoints novateurs. 

• Les effets à long terme de la pollution dans nos rivières, océans et lacs
• Comprendre l’épigénétique pour conserver la biodiversité

L’étude de la bactérie Brucella est l’un des domaines de la microbiologie dans laquelle les équipes de chercheurs de l’UNamur se sont spécialisées depuis plus de vingt ans. Cette bactérie pathogène qui infecte le bétail est à l’origine de la Brucellose, une maladie transmissible à l’homme par la consommation de produits laitiers non pasteurisés, par contact avec des tissus animaux infectés ou encore par inhalation. Elle figure parmi les zoonoses les plus répandues au monde.

Un catalogue de faiblesses

Au fil de ces années de recherche, l’équipe du professeur Xavier De Bolle, Professeur au Département de biologie, membre de l'Unité de Recherche en Biologie des Microorganismes (URBM) de l’Université de Namur et investigateur au sein du WEL Research Institute, a pu établir une sorte de « catalogue » des faiblesses de Brucella.  

Des bactéries, il en existe des millions d’espèces.  Impossible donc de les étudier au cas par cas.  Mais elles ont des comportements et des fonctionnements similaires et c’est pourquoi une bactérie spécifique est considérée comme le modèle : il s’agit d’Escherichia coli, une bactérie intestinale des organismes à sang chaud.  Découverte en 1885, elle a fait l’objet de nombreuses études et est donc devenue une référence dans la littérature scientifique. 

Une bactérie comme E. coli ou Brucella, c’est comme un oignon avec seulement deux couches (les membranes interne et externe) et un élément central (le cytoplasme) dans lequel l’organisme fabrique tout ce dont il a besoin.  Il exporte aussi des éléments vers l’extérieur, notamment des lipides.  Mais ces processus sont encore très méconnus, même chez E. coli.  Ils constituent cependant une brèche intéressante à exploiter pour atteindre le cœur de bactéries pathogènes.

Cela donne des renseignements précieux sur une nouvelle faiblesse du pathogène et donc, fournit des informations pour mieux le combattre.

• Adélie Lannoy (maintenant en post-doc à Toulouse) et Xavier De Bolle – UNamur, URBM – Belgique
• Marc Dieu et Patsy Renard - UNamur, URBC - Belgique
• Antonia García Fernández - Centro de Metabolómica y Bioanálisis (CEMBIO), Facultad de Farmacia, Universidad San Pablo-CEU – Espagne
• Raquel Condez-Alvarez - Department of Microbiology and Parasitology, Instituto de Investigación Sanitaria de Navarra (IdiSNA), University of Navarra – Espagne

Les chercheurs remercient le FNRS et le WEL Research Institute pour le soutien dans cette recherche. Ils remercient aussi la plateforme « Spectrométrie de masse – MaSUN » et la plateforme technologie « Laboratoire de biosécurité niveau 3 – BL3 » de l’UNamur pour leurs équipements de pointe et leur expertise.

Ce travail illustre l’expertise de pointe développée à l’UNamur en matière de microbiologie moléculaire, domaine dans lequel l’UNamur a décidé de s’investir en organisant depuis septembre 2019, un Master en microbiologie moléculaire. Il s’agit d’un master unique en Europe, entièrement dispensé en anglais, et ancré dans la recherche.

 

• De nouveaux indices pour percer l’armure de Brucella (27/02/2023) - https://unamur.be/fr/newsroom/de-nouveaux-indices-pour-percer-larmure-de-brucella
• Alison Forrester et Xavier De Bolle, lauréats du dernier appel à projets FRFS-Welbio (23/07/2024) - https://unamur.be/fr/newsroom/laureats-dernier-appel-projets-frfs-welbio

Quatre chercheurs ont obtenu un mandat d’aspirant permettant de démarrer une recherche doctorale : 

• Ludovic DUBOIS et Niccolò PARDINI de la Faculté de philosophie et lettres,
• Jordan ABRAS de la Faculté d'Économie Management Communication sciencesPo (EMCP)
• Noah DEVEAUX de la Faculté des Sciences.  

Le succès est aussi au rendez-vous pour les chercheurs postdoctorants dont neuf d’entre eux ont obtenu un mandat de chargé de recherches de 3 ans. 

• Audrey LEPRINCE, Ciska DE RUYVER, Dmytro STRILETS et Cinzia TOMASELLI de la Faculté des Sciences
• Nicolas MICHEL, Sébastien VANDENITTE et Manon HOUTART de la Faculté de philosophie et lettres
• Pierre-Yves HUREL et Sebastian RONDEROS de la Faculté d'Économie Management Communication sciencesPo (EMCP). 

Par ailleurs, deux nouveaux chercheurs qualifiés rejoignent notre université. 

• Marie DELABY au Département de biologie de la faculté des sciences
• Matthieu PIGNOT au Département d’histoire de la Faculté de philosophie et lettres

Trois chercheurs namurois ont également obtenu un financement de l’appel Télévie.

• Marc HENNEQUART pour des recherches visant à mettre en évidence de nouveaux biomarqueurs métaboliques pour une meilleur détection du cancer pancréatique
• Carine MICHIELS pour des recherches sur la résistance des glioblastomes à la radiothérapie combinée à la chimiothérapie
• Anne-Catherine HEUSKIN pour des recherches sur la compréhension de la reprogrammation des cellules immunitaires macrophages dans la formation du microenvironnement tumoral. 

Frédéric SILVESTRE (Faculté des sciences, Département de biologie, URBE) a également obtenu un financement pour un projet de collaboration FNRS-FRQ avec l’ULiège et des équipes québécoises de l’Université de Montréal et de l’Université du Québec à Montréal. Ce projet a pour objectifs de mettre au point une nouvelle méthode de détermination de l’âge basée sur des modifications moléculaires (horloge épigénétique) chez les bélugas (Delphinapterus leucas) de l’estuaire du Saint-Laurent au Québec et de comprendre le rôle de l’âge sur l’accumulation de contaminants ainsi que sur leur niveau de stress et leur état de santé. Il permettra de prendre de meilleures décisions afin d'améliorer le rétablissement de cette population en voie de disparition.  Dans le cadre de ce projet, deux thèses de doctorats (une à Namur et une à Montréal) sont ouvertes. Les candidats doivent être biologistes (ou diplôme jugé équivalent) avec un intérêt pour les questions de conservation et d'écotoxicologie, et avec de l'expérience en biologie moléculaire (omique) et bioinformatique. 

Félicitations à eux !