Les bactériophages sont des virus, découvert par F.W. Twort en 1915, qui ont la particularité de n’infecter que les bactéries selon un mode de reconnaissance spécifique récepteur bactérien/bactériovirus. Ils sont donc incapables d’infecter les cellules animales et végétales. La phagothérapie est l'utilisation de bactériophages lytiques afin de traiter certaines maladies infectieuses d’origine bactérienne comme les infections nosocomiales à bactéries multi- résistantes (ex : Clostridium difficile). La phagothérapie a une action rapide, quasi immédiate, dès que l’agent étiologique est identifié et que les phages sont administrés et sans effet néfaste sur la flore intestinale. L’utilisation de la phagothérapie est une solution originale pour faire face à l’émergence rapide des résistances aux antibiotiques.
L’objectif de notre étude concerne l’utilisation du bactériophage de type Lambda vir (non lysogène) retenus par les microporosités des biomatériaux à base d’hydroxyapatite HA ou à base de phosphate tricalcique TCP comme agent antibactérien naturel contre l’entérobactérie non pathogène Escherichia coli K12. L’utilisation de biomatériaux dopés aux agents viraux bactériens est une solution de lutte contre les maladies infectieuses nosocomiales émergentes engendrés lors de la mise en place de prothèses ou de substituts osseux en chirurgie. Les études menées indiquent que les matériaux retiennent les bactériophages physiquement par leur structure mais cette rétention est certainement complétée par des interactions ioniques matériaux/capsides virales. En effet, plus de 2.104 à 1.108 bactériophages sont retenus par les pastilles (15 mm de diamètre, 2 mm d’épaisseur) de HA ou TCP en fonction du taux de microporosité engendré par l’application de différentes températures de frittage. Plus le taux de microporosité augmente plus la charge virale augmente. En effet, l’efficacité de lyse bactérienne par les matériaux fonctionnalisés augmente inversement avec la température de frittage employée lors de synthèse des biomatériaux. Les matériaux sont capables de retenir les bactériophages mais nous constatons également un relargage dans le temps. Les bactériophages libérés gardent leurs activités lytiques. Une pastille de 15 mm de diamètre et de 2 mm d’épaisseur dopées par les bactériophages est capable de lyser une population de 3.109 bactéries en moins de 3 heures en milieu liquide. Nous montrons également que les matériaux fonctionnalisés à base hydroxyapatite sont plus efficaces que les matériaux à base de phosphate tricalcique indiquant une affinité plus grande pour les bactériophages pour l’hydroxyapatite. Les pastilles dopées sont bactériolytiques pendant plus de 6 jours. Les pastilles dopées aux bactériophages peuvent donc être utilisées comme traitement prophylactique.
Actuellement, nos études se focalisent sur la mise en place d’un dispositif basé sur les biomatériaux de phosphate de calcium dopés avec un cocktail de phages afin d’éradiquer une population bactérienne composée de Staphylococcus aureus et Escherichia coli. 2 agents fréquemment rencontrés en chirurgie ostéo-articulaire.
Thème 2: Constitution de biomatériaux de substitution osseuse aux propriétés pro- ostéogéniques et anti-infectieuses.
Actuellement, deux problèmes limitent l’efficacité des greffes de substituts osseux : la contamination au cours de l’opération par des bactéries pathogènes et le défaut d’ostéogenèse complète au sein de ces substituts. Il est possible d’améliorer ces matériaux afin de prévenir les risques de contaminations bactériennes et de stimuler la colonisation par les cellules ostéoblastiques et endothéliales du patient. Pour cela, des protéines de fusion issues de la recombinaison génétique peuvent être greffées sur les matériaux afin d’obtenir cette double compétence.
Pour lutter contre les agents pathogènes, il est possible d’utiliser des peptides antimicrobiens qui sont des molécules naturellement synthétisées par les cellules immunitaires notamment et par les cellules microbiennes pour lutter contre leurs compétiteurs.
Pour stimuler la colonisation des substituts osseux par les cellules, des facteurs de croissance ainsi que des protéines de la matrice extracellulaire (ex : collagène) sont produits par les cellules de l’organisme permettant de favoriser les lignées cellulaires vers la voie de l’ostéogenèse ou de l’angiogenèse (Vascular Endothelium Growth Factor (VEGF), Bone Promoting Factors (BPF),...).
L’objectif de l’étude est de produire des protéines de fusion in vitro reprenant les 2 propriétés recherchées et de tester leurs efficacités antibactériennes notamment contre Staphylococcus aureus et sur leurs capacités à améliorer la colonisation osseuse des cellules ostéoblastiques sur les biomatériaux à base de phosphate de calcium.
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Thème 3 : Induction des systèmes phosphorelais de la bactérie phytopathogène Dickeya dadantii durant les différentes étapes de l'infection de la plante (convention recherche avec l’UGSF UMR8576 CNRS)
D. dadantii est une entérobactérie phytopathogène nécrotrophe responsable de la maladie de la pourriture molle sur un large spectre d’hôtes. Elle va toucher une très grande partie des dicotylédones dont l’endive et la pomme de terre, principaux modèles d’étude au laboratoire. Suite au réchauffement climatique, cette bactérie, à l’origine tropicale, est de plus en plus présente en Europe. Depuis 2002, elle fait partie du Top10 des agents phytopathogènes (Mansfield et al., 2012). Elle détruit jusqu’à 25% de la production de pomme de terre en Europe et Israël (Toth et al., 2011) (soit 32,5 millions de tonnes par an, environ 6,5 milliards d’euros de perte, source : Food and Agricultural Organization of the United Nations). L’infection de la plante va se faire en plusieurs étapes au cours desquels la bactérie va être soumise à de nombreux stress. Le processus débute par la phase de vie épiphyte durant laquelle la bactérie, présente à la surface de la plante, cherche à y entrer. Pour cela, la bactérie a besoin d’une blessure de la plante. En effet, la plante blessée va produire de l’acide jasmonique, molécule d’alerte et une des premières défenses de la plante. D.dadantii reconnaît ce substrat, se dirige vers la blessure puis rentre dans la plante par celle-ci. La phase asymptomatique débute alors. La bactérie, entrée dans la plante, colonise l’apoplaste, espace localisé entre les cellules végétales, où elle va se retrouver dans un milieu de basse osmolarité et être soumise à un stress acide. En effet, dès l’entrée de la bactérie, la plante active ces systèmes de défense. Une fois dans l’apoplaste, la bactérie va entamer sa phase de multiplication alors que la plante commence à synthétiser des ROS, entraînant un stress oxydatif, des peptides antimicrobiens et des phytoalexines (composés phénoliques) pour combattre l’infection (Reverchon et Nasser, 2013). Si la bactérie parvient à surmonter ces attaques, elle passe à la dernière phase de l’infection : la phase symptomatique. Durant cette phase, la bactérie va sécréter des enzymes (cellulases, pectinases, protéases) qui vont hydrolyser les différents composants de la paroi végétale et conduire à la lyse des cellules végétales ce qui augmente l’osmolarité du milieu mais permet à la bactérie de se nourrir, de se multiplier et de disséminer de proche en proche, contaminant ainsi les tissus sains de la plante. La macération (pourriture de la plante), signe visible de l’infection, s’étend à travers la plante jusqu’à sa mort.
Durant toute sa colonisation, la bactérie sera non seulement opposée aux systèmes de défense de la plante et donc soumise aux stress mais elle devra aussi percevoir son nouveau milieu, la plante, si elle veut s’y adapter. Pour que la virulence soit optimale, une régulation coordonnée, précise et minutée des gènes bactériens est donc essentielle pour répondre aux variations physico-chimiques rencontrées dans la plante. Ainsi, l’adaptation de nombreux facteurs rentrent en compte tels que l’ajustement du métabolisme, la motilité ou la réponse aux stress qui ne pourra se faire sans la détection des variations par les trente-deux systèmes phosphorelais.
Le but du projet est donc de dresser le profil de phosphorylation in planta de six phosphorelais essentiels impliqués dans le phénomène de virulence durant la progression de l’infection dans l’endive. Pour cela, la technique du PhosTag in vivo va être utilisée. Cette technique unique a été mise au point dans notre laboratoire afin de suivre la variation quantitative de la phosphorylation des régulateurs choisis pour cette étude (GacS/GacA, CpxA/CpxR, BaeS/BaeR,...).
Fonctions actuelles
Au sein de l'université
01/09/2025 :
Directeur IT2S
Diplômes universitaires
:
- Doctorat en sciences de la vie et de la santé : mention très honorable et félicitation du jury (bourse MENRT)
- DEA des sciences de la vie et de la santé, option : Structure et expression des génomes ; mention : Bien
- Maîtrise de Biologie Cellulaire et Physiologie Cellulaire ; mention : Bien - Licence de Biologie Cellulaire et Physiologie Cellulaire ; mention : Bien
- DEUG Science de la Vie, Filière Biologie ; mention : Bien 1ere année de médecine (PCEM1) - Baccalauréat scientifique option SVT
Responsabilités pédagogiques
Directeur du département biotechnologies et agroalimentaire ISTV/UPHF depuis 2007
Directeur des études du Master Nutrition, Sciences des aliments parcours Maîtrise de qualité et des Risques pour les BPF dans le secteur Agroalimentaire (par apprentissage) depuis 2006.
Enseignements actuels
Au niveau du Master Nutrition, Sciences des Aliments :
Le module de biochimie alimentaire (responsable UE : F. BOUCHART) est une unité d’enseignement commune à tous les masters en nutrition et sciences des aliments de la région Hauts de France. En effet, ce master découle d’une collaboration très étroite entre les 4 universités de la région (Université polytechnique des Hauts de France, Université d’Artois, université du Littorale et côte d’Opale ULCO et de l’université de Lille). Le programme est commun à toutes les universités et l’évaluation du module se réalise par le biais d’un examen régional. Responsable de cette UE au sein de l’UPHF, je participe à l’élaboration du programme et du sujet d’évaluation. Le contenu du cours de biochimie alimentaire a pour objectif d’apporter des connaissances sur les structures des polysaccharides, des protéines et des lipides alimentaires, puis de comprendre leurs propriétés fonctionnelles tout en intégrant les réactivités entre ces molécules dans les diverses réactions de brunissement. Le contenu du programme est accessible en ligne via la fondation UNIT à l’adresse suivante : http://biochim- agro.univ-lille1.fr, les étudiants ont la possibilité de réviser leur cours et de s’autoévaluer par le biais de QCMs disponibles sur la plateforme numérique. Chaque partenaire a participé de manière équivalente à l’élaboration de cet enseignement.
Le module en Hygiène et sécurité alimentaire (responsable UE : F. BOUCHART) a pour objectif d’élargir la connaissance des étudiants au niveau des dangers présents au sein des industries agroalimentaires et des restaurations collectives (dangers biologique, chimique et physique) tout en étant capable d’entreprendre une démarche de maîtrise de ses dangers et d’évaluer leurs risques. Pour cela, la notion de toxi-infection alimentaire collective ou non est étudié sur la base de données publiées par l’INVS (institut de veille sanitaire), les étudiants doivent être capable d’entreprendre une démarche de prévention au sein de leurs entreprises respectives. En effet, le master nutrition et sciences des aliments est une formation par apprentissage, ce qui permet d’effectuer un enseignement interactif par échange des expériences respectives de chaque étudiant dans la démarche et méthodologies de sécurité
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sanitaire des aliments. Au sein de ce module d’enseignements, la méthode HACCP (Hazard analysis critical control point) ainsi que les Guides de bonnes pratiques d’hygiène GBPH sont utilisés afin de comprendre la démarche de prévention au travers des prérogatives de sécurité sanitaire des aliments. Ce qui permet, par la suite, aux étudiants de mieux entreprendre la notion de dangers sur ligne de production et d’être plus réactifs en cas de gestion de crises.
Au niveau de la Licence Sciences de la vie:
- Enseignement en microbiologie générale (responsable UE : F. BOUCHART) : Cet enseignement a pour objectif de présenter la classification du monde microbien, après cette présentation générale, le contenu s’attarde plus particulièrement sur la bactériologie (structure des bactéries et fonctions des différents constituants cellulaires) puis sur la présentation des cellules unicellulaires eucaryotes (structures, fonctions) et le cours se terminent par une partie en virologie (structure /fonctionnalité des virus eucaryotes et bactériophages). A la suite de ce module d’enseignement, les étudiants suivent des travaux pratiques en bactériologie (manipulation stérile, observation microscopique, coloration Gram, dénombrement cellulaire, suivi de croissance en milieu solide et liquide).
- Enseignement en microbiologie alimentaire (responsable UE : F. BOUCHART) : Cet enseignement a pour objectif d’acquérir des connaissances approfondies sur les différentes propriétés fermentaires des microorganismes, de maîtriser les techniques de détection des microorganismes dans un produit intermédiaire, fini et dans l’environnement de production alimentaire tout en respectant les normes d’analyse microbiologique utilisées en IAA. A la suite de cet enseignement, les étudiants sont capables de créer un laboratoire de contrôle microbiologique en entreprise et de respecter les règles d’hygiène et sécurité au travers de leur infrastructure.
Un cours plus synthétique et simplifié de cette discipline est assuré en licence professionnelle CoQua de l’IUT Mesures physiques regroupant des étudiants de disciplines antérieures variées et pour certains avec un manque de baguage en biologie.
- Enseignement en biotechnologies et génie génétique (responsable UE : F. BOUCHART) : Cet enseignement a pour objectif de comprendre les règles de l’hérédité génétique chez les eucaryotes selon la génétique mendélienne et non mendélienne, de connaître et de maîtriser les différents échanges génétiques chez les procaryotes afin d’acquérir des compétences dans la création de micro-organismes génétiquement modifiés en biotechnologie blanche, rouge, ... Une partie du cours est également focalisée sur la notion des OGM chez les organismes supérieurs notamment chez les plantes afin d’en connaître les bénéfices et les risques liés surl’environnement et la santé.
- Enseignement en chimiométrie (responsable UE : F. BOUCHART) : L’objectif principal de cet enseignement est de maîtriser les outils statistiques permettant de comparer des méthodes physico-chimiques. Pour cela les étudiants acquièrent des connaissances sur la robustesse d’un résultat d’une analyse, sur l’incertitude du résultat, sur les analyses inter et intra-laboratoire, sur la fidélité et la justesse d’une méthode, sur l’étalonnage des méthodes d’analyses afin de garantir leur linéarité.
- Enseignement en biologie moléculaire (responsable UE : F. BOUCHART) : Les structures et les fonctions des acides nucléiques sont enseignées au cours de cet enseignement afin d’acquérir les techniques de clonage, d’amplification, d’expression des acides nucléiques au sein des cellules transformées. La plasticité de l’ADN est donc exposée et les analyses
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génomique/protéomique sont également exposées. Les étudiants sont également capables d’utiliser les outils informatiques d’analyses afin de pouvoir travailler sur leur méthode de clonage par bio-informatique préalablement avant d’appréhender toutes manipulations pratiques.
- Enseignement en immunologie (responsable EC : F. BOUCHART) : L’objectif principal de cet enseignement est de comprendre le fonctionnement global du système immunitaire passant par le fonctionnement des différents organes impliqués dans l’immunité ainsi que d’obtenir une connaissance approfondie du fonctionnement des différentes cellules de l’immunité.
- Enseignement en Embryologie (responsable EC : F. BOUCHART) : L’objectif est d’obtenir une connaissance globale des différentes étapes du développement embryonnaire en passant par des exemples précis notamment chez l’Homme et la drosophile.
- Enseignement en découverte du secteur biotechnologies et agroalimentaire : En passant par la présentation du secteur des biotechnologies et de l’agroalimentaire, l’objectif de cet enseignement est de présenter les différents métiers de l’agroalimentaire et de la bio-industrie tout en présentant la conception de divers produits alimentaires (production) en introduisant la notion de danger et des risques liés. Ce module est destiné aux premières années en vue de préparer leur projet professionnel et d’obtenir des informations sur les possibilités de réorientation interne à l’université durant la L1. En effet, chaque filière présente les métiers liés à leur discipline.
Enseignements antérieurs
Enseignements effectués en qualité de Moniteur de 2002 à 2005 : Sous contrat de monitorat par l’intermédiaire du CIES (Centre d’Initiation à l’Enseignement Supérieur) du Nord-Pas-de-Calais/Picardie, j’ai enseigné et encadré un effectif de 24 étudiants par séances de TP (Travaux Pratiques). Pendant mes 3 ans de monitorat, j’ai effectué 96h de TP par année pour les Unités de valeur suivantes :
• UV de bactériologie fondamentale et génétique bactérienne (responsable Pr. J.P. Bohin, 24h de TP en S5, licences de Biochimie ou Biologie Cellulaire). Etude de l’effet de divers antibiotiques. Mutagenèse par Ultraviolet chez Bacillus subtilis : recherche de mutants d’auxotrophie et de sporulation. Analyse génétique par conjugaison bactérienne, transduction généralisée et spécialisée. Etude des bactériophages chez Escherichia coli : lysogénie et cycle lytique. Chaque séance de TP de Bactériologie fondamentale se clôturait par un contrôle des connaissances acquises pendant la séance précédente. J’ai ainsi corrigé et noté une partie de ces contrôles.
• UV de génétique des eucaryotes unicellulaires (responsable Pr.S. G. Ball, S5, licences de Biochimie ou Biologie Cellulaire). Etude du système Killer chez Saccharomyces cerevisiae: notion d’hérédité maternelle (mitochondriale). J’ai participé à la correction des rapports rédigés par les étudiants sur cette étude.
• Travaux d’étude et de recherche en génétique bactérienne (responsable MCF J.- M Lacroix, 100h de TP en Master 1, filière de Génétique et Microbiologie). Analyse génétique et moléculaire du gène btuB codant le récepteur de la vitamine B12 chez Escherichia coli. Obtention de mutants, cartographie génétique, clonage moléculaire du gène, étude de sa régulation par fusions traductionnelles. Travaux d’étude et de recherche de protéomique et pathogenèse bactérienne (25h de TP en Master 1, filière de Génétique et Microbiologie). J’ai participé activement à la conception de cet enseignement de TP, qui a pour objectif l’Analyse protéomique comparative du protéome de la bactérie phytopathogène Erwinia chrysanthemi cultivée dans différentes conditions. Les étudiants des TER devaient constituer un projet de recherche sur la mise en évidence de lafonction d’un gène et le défendre oralement devant un jury dans lequel j’ai participé.
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Maxime Decodts; Cristina Cantallops‐Vilà; Jean‐Christophe Hornez; Jean‐Marie Lacroix; Franck Bouchart, Phage-Loaded Biomimetic Apatite Powder With Antibiofilm Activity to Treat Bone-Associated Infections, Journal of Biomedical Materials Research Part A, Janvier 2025, volume 113, issue 1.
Ahmed Bachar, Assia Mabrouk, Cyrille Mercier, Claudine Follet, Franck Bouchart, Arnaud Tricoteaux and Stuart Hampshire. New Generation of Glass Materials for Biomedical Applications: Properties, Structure, Bioactivity, and Viability, November 2024, Chapter, Innovative Materials for Industrial Applications
A.Bachar, A. Mabrouk, R. Amrousse, S. Azat, C. Follet, C. Mercier, F. Bouchart, Properties, Bioactivity and Viability of the New Generation of Oxyfluoronitride Bioglasses, Eurasianchemico-technological journal, Vol. 26 No. 1 (2024).
Clémence Cochard, Marine Caby, Edwige Madec, Peggy Gruau, Chrystelle Le Danvic, Michael Marceau, Jérôme Lemoine, Franck Bouchart, Sébastien Bontemps-Gallo, and Jean-Marie Lacroix, Emergence of the Dickeya genus involved duplication of the OmpF porin and adaptation of EnvZ-OmpR signaling network. Microbiology Spectrum, aout 2023, Vol. 11, No. 5.
Shaan Chamary, Liliana Grenho, Maria Helena Fernandes, Franck Bouchart, Fernando Jorge Monteiro, Jean Christophe Hornez. Influence of a macroporous β-TCP structure on human mesenchymal stem cell proliferation and differentiation in vitro. Open Ceramics, Volume 7, September 2021, 100141.
Rached Ismail, Natalia D. Dorighello Carareto, Jean-Christophe Hornez, and Franck Bouchart. A Localized Phage-Based Antimicrobial System: Effect of Alginate on Phage Desorption from β-TCP Ceramic Bone Substitutes. Antibiotics. 2020, Sep; 9(9): 560.
Franck Bouchart, Olivier Vidal, Jean-Marie Lacroix, Shaan Chamary, Annie Brutel, and Jean-christophe Hornez. 3D printed bioceramic for phage therapy against bone nosocomial infections. 2020. Materials Science & engineering. C, Materials for Biological Applications, 12 Mar 2020, 111:110840.
Jean-Christophe Hornez; Franck Bouchart; Philippe Champagne; Christian Courtois; Claudine Follet-Houttemane; Cyrille Albert-Mercier; Anne Leriche; Maryse Bacquet; Fanny Bonnet; Valérie Briois et al. Chimie des matériaux et énergie. L'Actualité Chimique. 2017-07, Journal article
E. Meurice, F. Bouchart, J.C. Hornez, A. Leriche, D. Hautcoeur, V. Lardot, F. Cambier, M.H. Fernandes, F. Monteiro. Osteoblastic cells colonization inside beta-TCP macroporous structures obtained by ice-templating. Volume 36, Issue 12, September 2016, Pages 2895– 2901.
J.C. Hornez, F. Bouchart, E. Meurice, M. Descamps and A. Leriche. Synthesis and fabrication of porous calcium phosphate ceramics for antibacterial bone substitutes. MATEC Web of Conferences 7:04019 · November 2013
Ahmed Bachar, Georges Nassar, Cyrille Mercier, Franck Bouchart, Claudine Follet, Rachid Amrousse, Michel Kazan. High frequency ultrasound measurements on a translucent thin bioglass, based on Si, Ca, Na: Study of the distribution of elastic modulus. Optical Materials, november 2013 Volume 36, Issue 1, p. 75-79.
Edwige Meurice, Emmanuelle Rguitti, Annie Brutel, Jean-christophe Hornez, and Franck Bouchart. New antibacterial microporous CaP materials loaded with phages for prophylactic treatment in bone surgery. (2012) October 2012, Volume 23, Issue 10, pp 2445-2452, journal of materials science: materials in medicine.
Edwige Meurice, Anne Leriche, Jean-Christophe Hornez, Franck bouchart, Emmanuelle Rguiti, Laurent Boilet, Michel Descamps, and Francis Cambier. Functionalisation of porous hydroxyapatite for bone substitutes. Journal of the European ceramic society, Volume 32, Issue 11, August 2012, Pages 2673–2678.
Franck Bouchart, Gilles Boussemart, Anne-France Prouvost, Virginie Cogez, Edwige Madec, Olivier Vidal, Brigitte Delrue, Jean-Pierre Bohin,, and Jean-Marie Lacroix. The Virulence of a Dickeya dadantii 3937 Mutant Devoid of Osmoregulated Periplasmic Glucans Is Restored by Inactivation of the RcsCD-RcsB Phosphorelay. Journal of Bacteriology, July 2010, p. 3484- 3490, Vol. 192, No. 13
Franck Bouchart, Aurélie Delangle, Jérôme Lemoine, Jean-pierre Bohin, Jean-Marie Lacroix. Analysis of the proteome alterations in osmoregulated periplasmic glucan mutant of the phytopathogenic bacterium Erwinia chrysanthemi. Microbiology, 153 (2007) p760-767.
Anne Bohin, Franck Bouchart, Colette Richet, Osarath Kol, Yves Leroy, Philippe Timmerman, Guillemette Huet, Jean-Pierre Bohin and Jean-Pierre Zanetta. GC/MS identification of constituents of bacterial lipids and glycoconjugates obtained after methanolysis as heptafluorobutyrate derivatives. Analytical Biochemistry, 340 (2005) p231- 244.
Situation actuelle :
- Enseignant-chercheur (MCF)
- Membre de l'équipe Biomatériaux partie Biocéramiques
Thème de recherche :
Etude de l’impact des mutations OPG (gène de biosynthèse des glucanes périplasmiques osmorégulés) sur la virulence d’une bactérie phytopathogène Erwinia chrysanthemi.
