▼ 

Le TD2 est caractérisé par un état inflammatoire de bas grade qui compromet la sécrétion et l‘action de l‘insuline. L‘installation de cette inflammation semble être la conséquence de l‘intoxication aux polluants environnementaux tels que les POP (Polluants Organiques Persistants) et/ou le changement de la flore intestinale, induit par un régime riche en graisse (HFD). L‘intestin est l‘un des premiers tissus exposés aux bactéries pathogènes et à certains POP. Cet organe est aussi le premier impliqué dans la régulation de l‘homéostasie glucidique. Il est donc raisonnable de supposer qu‘une inflammation chronique de l‘intestin puisse avoir des conséquences sur le développement du TD2. Nos objectifs généraux étaient donc : d‘évaluer le rôle de l‘inflammation entérocytaire dans le développement du diabète TD2 et de clarifier l‘effet du Resvératrol (RSV) sur cette maladie. Nos résultats suggèrent que l'inflammation intestinale est impliquée dans l‘établissement d‘un TD2. Cette inflammation pourrait intervenir en libérant des cytokines inflammatoires, en diminuant le taux de GLP-1 et en favorisant le passage des facteurs diabétogènes, de l‘intestin vers les tissus cibles de l‘insuline. L‘induction ou la diminution de l‘inflammation intestinale par des facteurs inflammatogènes (BaP) ou anti-inflammatoires (RSV) sont respectivement associées à l‘aggravation ou à l‘amélioration de l‘état diabétique.Nous avons également montré que le RSV pourrait améliorer l‘état diabétique en normalisant la flore intestinale modifiée par un régime HFD et en augmentant la concentration de GLP-1.. De plus, une co-administration du RSV avec le sitagliptine, un inhibiteur de l‘enzyme DPP4, dégradant le GLP-1, montre une potentialisation de l‘effet du RSV par le sitagliptine: Ces résultats ouvrent la porte pour l‘utilisation de RSV dans la prévention et le traitement du TD2.

The TD2 is characterized by a low-grade inflammatory state that impairs the secretion and action of insulin. Environmental pollutants such as POP (Persistent Organic Pollutants) and the change in gut flora induced by a high fat diet (HFD), are suspected to play an important role in the installation of this inflammation.The intestine is one of the first tissues exposed to pathogenic bacteria and some POP. This organ is also the first take part in the regulation of glucose homeostasis. So, it is reasonable to assume that chronic inflammation of the bowel may affect the development of TD2. Our objectives were: to assess the role of inflammation in the enterocyte development of diabetes TD2 and clarify the effect of Resveratrol (RSV) on the disease.Our results suggest that intestinal inflammation is involved in the establishment of a TD2. This inflammation could affect TD2 through releasing inflammatory cytokines, reducing the concentration of GLP-1 and promoting the passage of diabetogenic factors from the intestine to target tissues of insulin. The induction or reduction of intestinal inflammation by factor inflammatory (BaP) or anti-inflammatory (RSV) are respectively…

Advisors/Committee Members: Barral, Yves (thesis director), Burcelin, Rémy (thesis director).

▼ 

Le porcelet a un système immunitaire immature à la naissance, ceci est compensé par la protectionsystémique (colostrum) et humoral (lait) de la mère. Cette immunité passive n’est pas le seul transfertmaternel, la microflore et probablement d’autres substances humorales sont aussi transmis, favorisant ledéveloppement de la réponse immune en Immunoglobuline A (IgA).Lors d’un élevage conventionnel, la réponse IgA se développe autour de 3 semaines. La question est desavoir quelle est l’influence de la durée de lactation sur le développement de l’intestin du jeune porcelet. Pourcela, nous avons définis 3 groupes de porcelets sevrés à 1, 2 et 3 semaines et un groupe contrôle non sevré.Nous avons étudié en cinétique à 7, 14, 21 et 28 jours la concentration en IgA du sang et la microfloreintestinale. De plus, l’analyse du répertoire VDJ (chaîne lourde) des IgA a été réalisée à 28 jours.Les résultats montrent qu’une lactation très réduite (à 1 semaine) provoque, à 21 jours, une déficienceen IgA sériques (spécifiques et totaux) et une diversification de la flore. Il en résulte une plus grande diversitédu répertoire IgA dans le ganglion mésentérique.

The neonate piglet has an immature immune system, consequently it receives from its mother asystemic and local mucosal protect via the colostrum and milk respectively. The mother is not contribute onlyby passive immunity but also by transmission of microflora and presumably other humoral substancesfavouring the onset of Immunoglobulin A (IgA) immune response.As IgA response increased in conventional breeding, i.e at 3 weeks of age, we ask the question of theinfluence of suckling onto the IgA development in neonatal gut. For that purpose we defined 3 groups ofpiglets weaned at 1, 2 and 3 weeks and 1 group no weaned. We looked IgA products in blood and intestinalmicroflora at days 7, 14, 21, 28 and the IgA heavy VDJ repertoire development at the same age, day 28.The results show that very short suckling (1 week only) led to lower seric IgA (specific and total)concentration and higher flora diversity, at day 21 and consequently larger IgA diversity in the mesentericlymph node (MLN).

Advisors/Committee Members: Salmon, Henri (thesis director).

▼ Certaines souches de bifidobactéries entrent dans la composition de laits infantiles. Leurs propriétés (modulation du microbiome, régulation de la translocation bactérienne, maturation de cellules dendritiques) sont liées à la capacité de sécrétion de composés de haut poids moléculaire lors de la fermentation bactérienne. Les objectifs de ce travail sont, dans un premier temps, de caractériser les molécules issues de la fermentation de la souche de référence B.breve C50, et de déterminer si d’autres bifidobactéries peuvent sécréter des molécules de propriétés similaires. Les analyses associant chromatographie gazeuse (GC), spectrométrie de masse (MS), électrophorèse, séquençage protéique montrent que les composés fermentaires de B.breve C50 sont des agrégats (>600kDa) associant des unités lipoprotéiques de la paroi cellulaire contenant un domaine CHAP et des sucres, en majorité du glucose. Ces agrégats sont reconnus par le TLR6, indiquant une structure lipoprotéique di-acylée. Ils sont également ligand de la galectine 1, ce qui suggère que les hexosamines et le galactose détectés par GC sont exposés à l’extérieur des agrégats. L’analyse in silico des homologies avec le gène codant pour la séquence protéique révèle la proximité du gène de B.longum avec B.breve. Par contre, il est peu probable que B.bifidum sécrète des agrégats semblables, la séquence du gène homologue étant dépourvu de lipobox. Les agrégats (>600 kDa), isolés après fermentation de la souche B.longum CBi0703 dans le milieu lacté de référence, montrent une composition similaire (unités lipoprotéique associées à des sucres, en majorité du glucose et du mannose), une reconnaissance par la Galectine 1 mais non par le TLR6. La différence de composition en lipide et l’hydrophobicité de la séquence protéique semble prévenir la reconnaissance de la structure lipoprotéique par le récepteur TLR6. Les agrégats de B.longum ayant montré des propriétés anti-inflammatoires, l’hypothèse d’une phagocytose a été explorée dans un deuxième temps. Les agrégats marqués par des marqueurs fluorescents ne sont pas détectés dans les cellules après contact direct (ex-vivo) ou gavage des animaux (in vivo). Une capture des agrégats par les cellules présentatrices d’antigènes est donc peu probable. La reconnaissance par la galectine 1 des deux types d’agrégats bifides nous fait privilégier la piste d’un mécanisme de régulation de la translocation du microbiome par l’intermédiaire des structures hexosamines et galactose exposées à la surface des agrégats. Dans un troisième temps, l’implication des agrégats bifides dans la prévention du diabète de type 1 a été explorée. En effet, le lait de femme prévient la survenue du diabète chez les souris NOD. La recherche par PCR du gène codant pour la lipoprotéine d’intérêt a permis la détection de B.longum dans 21 échantillons de lait maternel sur 33 (soit 12 mamans parmi 16). A l’inverse, B.breve est rarement isolé (2 mamans parmi 16). Comme l’analyse transcriptomique indique que les lipoprotéines sont synthétisées de façon continue, elles… Advisors/Committee Members: Romond, Marie-Bénédicte (thesis director).

▼ 

La flore microbienne est un ensemble de micro-organismes comme les bactéries, archées, eucaryotes inférieurs et virus, jouant un rôle important dans l’équilibre d’un écosystème. Cette flore reste encore mal définie car en 2012, seules ~30% des micro-organismes de la flore intestinale humaine étaient caractérisés, et moins de 50% des micro-organismes de la flore fromagère traditionnelle étaient caractérisés au niveau fonctionnel. Depuis 2006, les séquenceurs à ADN de seconde génération permettent d’analyser directement le contenu génique d’un prélèvement de flore sans contrainte d’isolement ou de culture. Toutefois, les séquences d’ADN générées ne sont pas structurées en génome et sont hautement fragmentées, freinant considérablement l’analyse et l’exploitation de ces données. Dans ce travail, nous avons développé de nouvelles méthodes dites de métagénomiques quantitatives, car elles permettent de regrouper les courtes séquences d’ADN ayant la même abondance au sein de plusieurs échantillons métagénomiques, pouvant provenir d’une même espèce microbienne.Au niveau du microbiote intestinal humain, nous avons structuré un catalogue de 3,9 millions de gènes de la flore intestinale humaine en 741 unités ou « clusters » correspondant à des génomes de bactéries, d’archées et d’eucaryotes, que nous appelons espèces métagénomiques (MGS) et 6640 unités correspondant principalement à des génomes de virus, plasmides et divers ilots génomiques comme des CRISPR, que nous appelons unités métagénomiques (MGU). Cette méthode de structuration a ensuite été utilisée pour faciliter des analyses d’associations de la composition de la flore intestinale avec des maladies humaines comme la maladie de Crohn, l’obésité ou le diabète de type 2. Enfin, au niveau des flores alimentaires, nos méthodes ont été utilisées pour constituer un catalogue de 134 génomes d’espèces bactériennes fromagères et caractériser la flore de surface de fromages traditionnels. Ceci nous a permis de détecter la présence de nouvelles bactéries alimentaires, pouvant enrichir la liste des bactéries à possible intérêt technologique dans les produits laitiers fermentés.

The microbial flora is a micro-organism complex containing for example bacteria, archaea, lower eukaryotes and viruses, which play an important role in ecosystem equilibrium. This flora remains poorly defined as in 2012, only ~30% of the intestinal flora micro-organisms have been characterized, and less than 50% of traditional cheese floras were characterized at the functional level. Since 2006, the second generation of DNA sequencers have allowed the direct analysis of the genetic content from a microbial flora sample without isolation or culture limitation. However, the DNA reads generated are not structured with respect to genomes and also are highly fragmented, slowing down dramatically the exploitation and analysis of these data.In this work, a new methodology based on quantitative metagenomic are described., This allows the clustering of short DNA sequences with the same abundance in multiple…

Advisors/Committee Members: Renault, Pierre (thesis director).

▼ L'infection par le virus de l'hépatite B (VHB) est un problème de santé publique majeur avec plus de 257 millions de porteurs chroniques dans le monde ayant un risque important de développer une cirrhose et/ou un hépatocarcinome. L'histoire naturelle de l'infection est très différente selon l'âge auquel l'infection est contractée. Alors que chez l'adulte l'infection est spontanément résolutive dans la majorité des cas, la contamination materno-infantile ou en bas âge aboutit le plus souvent à une infection chronique. Le cccDNA est la forme de persistance du génome viral dans les hépatocytes infectés et la base de transcription de tous les ARN viraux. La protéine virale HBx joue un rôle crucial dans le recrutement des facteurs épigénétiques sur le cccDNA et favorise son activité transcriptionnelle. Les traitements actuels à base d'interféron et d'analogues nucléos(t)idiques ne permettent pas l'éradication du cccDNA et leur interruption est presque toujours suivie d'une réactivation de la réplication du virus. De nouvelles molécules thérapeutiques ciblant le cccDNA sont donc nécessaires pour espérer obtenir une cure fonctionnelle chez les patients chroniquement infectés. Il existe des liens étroits entre l'infection par le VHB et le métabolisme des acides biliaires (AB). Ainsi, notre équipe a précédemment montré que le récepteur nucléaire des acides biliaires, le farnesoid X receptor alpha (FXRalpha) se fixe sur deux éléments de réponse présents dans la région Enhancer II - promoteur de Core du génome viral et module son activité transcriptionnelle. De plus, le VHB et les AB entrent en compétition pour le même récepteur d'entrée hépatocytaire NTCP, modifiant la concentration cellulaire des AB avec des conséquences sur la fonction et l'expression de FXRalpha. Enfin, HBx interagit avec FXRalphaet modifie son activité. Au cours de cette thèse nous avons dans un premier temps identifié une régulation réciproque existante entre la réplication du VHB et FXRalpha. Puis nous avons montré in vitro, dans des cellules HepaRG différenciées et des hépatocytes primaires humains, que FXRalphaest un facteur proviral pour le VHB et que les agonistes de FXRalpha inhibent l'expression de l'ensemble des marqueurs viraux de manière dépendante ou indépendante de la protéine virale HBx. Enfin, dans un modèle in vivo de souris C3H/HeN transduites par un vecteur recombinant AAV2/8-VHB, nous avons obtenu l'effet inhibiteur des agonistes de FXRalphamais uniquement chez les souris adultes et pas chez les souris jeunes. Compte tenu de l'évolution de la flore intestinale avec l'âge et de son importance dans le métabolisme des AB, ces résultats suggèrent que le fort taux d'évolution chronique chez les jeunes enfants pourrait être lié à l'immaturité du métabolisme des AB. La mise en évidence d'un lien entre microbiote, métabolisme des AB et infection par le VHB contribuerait grandement à une meilleure compréhension de l'histoire naturelle de cette infection. De plus, l'identification de FXRalphacomme un facteur de l'hôte favorisant l'infection et… Advisors/Committee Members: André, Patrice (thesis director).

▼ Le déoxynivalénol (DON) est une mycotoxine issue du métabolisme secondaire de moisissures, et se retrouve fréquemment comme contaminant naturel de nombreuses denrées d’origine végétale. Les objectifs de nos travaux ont été d’évaluer les propriétés toxiques du DON chez le porc en croissance, sain ou porteur d’agent pathogène, car cette espèce est connue pour sa sensibilité envers la toxine. Nous avons dans un premier temps étudié in vitro les effets du DON sur la réponse immunitaire non spécifique des animaux. Dans un deuxième temps, l’impact de l’ingestion d’un aliment naturellement contaminé sur les performances et la flore intestinale des porcs a été étudié. Enfin, le modèle de portage asymptomatique de salmonelles a été choisi pour caractériser l’effet de l’intoxication sur l’excrétion de ce pathogène. En fonction de la dose de DON utilisée (0,5 - 5µM), la pré-exposition des macrophages à la toxine a entraîné une inhibition de leur activation par l’IFN-? à travers une diminution de l’expression de leurs récepteurs transmembranaires CD14, CD54, CD119 et HLA-DP/DQ/DR, impliqués dans les fonctions de coopération et de signalisation des macrophages. En revanche, le DON n’a pas eu d’effet particulier sur des macrophages préalablement activés par l’IFN-?. L’exposition au DON n’a pas altéré la capacité de phagocytose des neutrophiles. Cependant, le DON (10 - 50 µM) réduit les propriétés de migration de ces cellules, et diminue la production d’IL-8 par les neutrophiles stimulés par du lipopolysaccharide. Nos résultats suggèrent que la diminution de la production d’IL-8 serait due à une inhibition de l’expression de la sous-unité p65 des facteurs de transcription-kB (NF-kB). Dans les études in vivo, nous avons observé une diminution transitoire de la croissance de tous les porcs après une semaine d’ingestion d’un aliment contaminé par le DON (2,7 mg DON/kg d’aliment). Des modifications de profils de flore bactérienne intestinale ont également été mises en évidence par CE-SSCP (Capillary Electrophoresis Single-Stranded Conformation Polymorphism) après 28 jours d’intoxication chronique. Comme attendu, aucun signe clinique ou physiologique important n’a été observé suite à l’inoculation des porcs avec 106 UFC de Salmonella Typhimurium, hormis une augmentation immédiate de la concentration sérique des immunoglobulines A. Une légère accélération de la séroconversion des animaux infectés par Salmonella Typhymurium et exposés au DON a été observée, ainsi qu’une perturbation passagère de la population de coliformes thermotolérants des fécès, deux jours après l’infection. Aucun autre effet synergique de l’intoxication et de l’infection n’a été observé sur la persistance et l’excrétion de la bactérie par les porcs infectés. En conclusion, nos résultats montrent qu’in vitro, le DON diminue les fonctions des cellules phagocytaires (neutrophiles et macrophages) et qu’in vivo, aux doses de DON et de salmonelles administrés, cette mycotoxine altère la flore intestinale des porcs, mais ne semble pas être un facteur aggravant du portage… Advisors/Committee Members: Oswald, Isabelle (thesis director), Postollec, Gilbert (thesis director).

▼ 

Dans une ère où les moustiques modifiés commencent à être utilisés ou envisagés pour contrôler les épidémies de Dengue ou malaria, le manque de connaissance sur l’immunité des insectes vecteurs envers certains pathogènes se fait cruellement ressentir. Pourtant la possibilité de changements de vecteurs, dû à un changement de leur immunité, provoquée par l’Homme est réelle. Pour déterminer la contribution de l’immunité dans différents compartiments du vecteur contre divers pathogènes avons étudié la réponse antivirale dans la première barrière de transmission chez le moustique vecteur de la malaria après une infection par un repas sanguin. Nous montrons que les réponses antivirales sont différentes entre compartiments, et proposons un modèle où des interactions tripartites entre le virus, l’immunité du moustique et la flore entérique interagissent pour contrôler l’infection précoce du moustique après le repas sanguin. De façon surprenante, nous avons également montré que la voie de l’ARN interférence n’a pas d’effet antiviral dans ce compartiment. Nous suggérons que cette voie est utilisée par le parasite Plasmodium pour détourner la réponse antiparasitaire médiée par Toll, grâce à un facteur de virulence de nature ARN double brin. Nous avons également montré que des biais expérimentaux lors de l’infection des insectes ont conduit à l’élaboration d’un dogme disant que la voie de l’ARN interférence est la voie antivirale principale des insectes, mais nos resultats suggèrent que malgré l’importance de cette voie pour controler l’intensité de la réplication virale lors de l’infection disséminée, cette voie n’a aucune fonction antivirale lors de l’infection initiale du tube digestif. Néanmoins, le séquençage des produits de cette voie permet d’assembler de-novo des génomes de virus commensaux. Les résultats de ces travaux montrent très clairement qu’il faut évaluer le rôle et l’impact de toute modification d’insectes vecteurs pour plusieurs classes de pathogènes. Cela ouvre également de nombreux nouveaux champs de recherches et pose de nombreuses nouvelles questions.

In an era where modified mosquitoes are starting to be used in nature for controlling malaria and Dengue, lack of knowledge about immunity of mosquito vectors to some pathogen classes are becoming more evident. The risks for human-provoked vector shifts of pathogens transmission have not been examined. To fill these gaps, we assessed the antiviral immunity of the malaria vector, Anopheles gambiae, in the strongest mosquito bottleneck for pathogens, the midgut infection barrier after an infective bloodmeal. This work shows that the antiviral responses are different and highly compartmentalized between the midgut and systemic immunity. We propose a model where tripartite interactions between virus, mosquito immunity and enteric flora control early arboviral infection in the midgut. Surprisingly, we showed that while the siRNA pathway had no evident anti-arbovirus activity in the midgut, it was used by Plasmodium to evade mosquito immunity. A virus-like…

Advisors/Committee Members: Vernick, Kenneth (thesis director).

▼ 

En faisant le parallèle avec les selles modernes, les coprolithes peuvent être appropriés à l'étude des habitudes alimentaires, de la flore intestinale et des maladies, des animaux et des hommes ayant vécu il y a des siècles. Dans le travail de thèse ici présenté, un coprolithe datant des 14-15ième siècles, provenant de Namur en Belgique, a été étudié. Dans un premier temps l'ensemble de la communauté microbienne associée au coprolithe été characteriser. Les résultats ont montré qu'une partie du microbiote est similaire à l'environnement et l’autre la flore intestinale, des parasites intestinaux et des pathogènes systémiques ont été aussi trouvés. Un second projet a visé à la purification de particules virales à partir du coprolithe et leur analyse par microscopie électronique et métagénomique virale. Des particules virales sphériques, ainsi que des bactériophages, ont ainsi été observés. Les virus associés au coprolithe correspondent à des virus d'eucaryotes, de procaryotes et d'archaea. La communauté virale était dominée par des bactériophages détectés dans le sol et les selles. Parmi les fonctions métaboliques détectées, une correspond d'ailleurs à des résistances aux antibiotiques. Dans un troisième projet, des cultures et des identifications moléculaires ont été réalisées sur des kystes d'amibes observés dans le coprolithe. Les amibes isolées appartiennent au genre Acanthamoeba et pourraient avoir été conservées sous forme de kystes pendant des siècles dans le coprolithe. Les co-cultures d'amibes ont mené à l'isolement d'une nouvelle bactérie bi-flagellée résistante aux amibes, proche des Rickettsiales.

By drawing parallels to modern stools, coprolites can be suitable specimen to study diet habits, gut microbiota and diseases of animals and humans that have lived centuries ago. During this thesis work, a 14-15th century coprolite specimen from Namur, Belgium was analyzed. At the initiation of this thesis work, it was aimed to characterize the entire microbial communities associated to the coprolite and to identify ancient pathogens. Results indicated that parts of the microbiota are similar to those coming from environment and the gut microbiota inhabitants. Further intestinal parasites and systemic pathogens – still relevant nowadays – were also found. In a second work, viral particles were purified from the Namur coprolite and analyzed by electron microscopic and viral metagenomic. Viral particles associated to spherical virions and bacteriophages were observable. Viruses infecting eukaryotes, bacteria and archaea were associated to the specimen. The viral community was dominated by bacteriophages commonly found in soil and in modern stools and antibiotic resistance was one of the metabolic functions detected. In a third project, culture and molecular identification were performed on amoebal cysts observed within the coprolite. The amoebas isolated belong to the genus Acanthamoeba and might have been conserved in form of cysts inside the Namur coprolite for centuries. Amoeba-co culturing leaded to the…

Advisors/Committee Members: Drancourt, Michel (thesis director).

▼ 

Le diabète de type 2 (DT2) progresse dans le monde entier de manière alarmante. Les complications sont graves et les traitements sont souvent inefficaces et donnent beaucoup d'effets indésirables. Le resvératrol (RSV) et la curcumine (Cur), des polyphénols naturels, sont connus pour leurs différentes activités pharmacologiques, y compris antidiabétiques. Les objectifs de cette étude ont été d'évaluer les effets de la combinaison de ces deux polyphénols sur l'amélioration de la tolérance au glucose. Nos résultats montrent que chez des souris soumises à un régime riche en graisse (HFD), le RSV améliore la tolérance au glucose alors que la Cur n'a pas d'effet significatif. De manière surprenante, lorsque les deux polyphénols sont administrés simultanément, la Cur inhibe l'effet du RSV sur l'amélioration de la tolérance au glucose. Pour expliquer cet antagonisme, nous avons évalué l'effet de ces polyphénols associés ou pas sur le métagénome. Nos résultats indiquent que la Cur et le RSV normalisent la flore intestinale altérée par le HFD. Lors d'une association de ces polyphénols, la Cur inhibe aussi l'effet du RSV sur la croissance de certaines espèces bactériennes. Ainsi, la Cur bloque l'effet inhibiteur du RSV sur Alistipes putredinis. Nos données indiquent que ces polyphénols sont en général anti-inflammatoires mais leur association peut être synergique in vitro ou bien, à l'opposé, antagoniste in vivo pour l'expression de certaines cytokines. Afin d'évaluer l'effet physiologique de la modification de la flore intestinale par les polyphénols, nous avons étudié le métabolome. Parallèlement au métagénome, chacun des polyphénols améliore le profil métabolomique altéré par le HFD. Cependant, la Cur s'oppose à l'effet du RSV. Les données de ce travail indiquent que la Cur n'est pas associable au RSV pour améliorer la tolérance au glucose.

Each year, the worldwide impact of type 2 diabetes (T2D) increases significantly. The complications are serious and treatments are often ineffective and provide a lot of side effects. Resveratrol (RSV) and curcumin (Cur) are natural polyphenols known for their different pharmacological activities, including anti-diabetic. The objectives of this study were to evaluate the effects of the combination of these polyphenols on glucose tolerance improvement. Our results show that in animals fed with a high fat diet (HFD), RSV improved glucose tolerance while Cur displayed no significant effect. Surprisingly, when both polyphenols were administered simultaneously, Cur inhibited the effect of RSV on glucose tolerance improvement. To explain this antagonism between both polyphenols on glucose tolerance, we have evaluated the effect of these compounds on the metagenome associated or not. Our results indicate that RSV and Cur normalized gut flora altered by HFD. When Cur and RSV were administrated simultaneously, Cur inhibited the effect of RSV on the growth of some bacterial species. Thus, Cur blocked the inhibitory effect of RSV on Alistipes putredinis. Our data indicate that these polyphenols…

Advisors/Committee Members: Burcelin, Rémy (thesis director), Serée, Eric (thesis director).

▼ 

La période des 1000 premiers jours de vie constitue une fenêtre de sensibilité au cours de laquelle l’environnement peut moduler le développement du foetus et du nourrisson, et conditionner la santé tout au long de la vie. Les conséquences à long terme de l’environnement périnatal sur le risque de maladies intestinales sont toutefois encore peu connues. L’objectif de ce travail était de montrer l’impact de l’environnement nutritionnel précoce sur la maturation intestinale et la santé intestinale à long terme.Un retard de croissance postnatal (RCPN) était induit chez la souris FVB/NRj par augmentation de la taille des portées. Le RCPN était responsable d’un retard de maturation de l’intestin chez la souris au sevrage, en particulier de la barrière intestinale, caractérisé par une augmentation de la perméabilité intestinale, concomitante d’une désorganisation des protéines des jonctions serrées. Le microbiote intestinal était moins riche en espèces bactériennes chez la souris au sevrage en cas de RCPN et sa composition était différente, avec en particulier une proportion anormalement élevée de Parabacteroides spp, Enterococcus spp, Erysipelatoclostridium spp, Eubacterium coprostanoligenes spp, Staphylococcus spp, et Escherichia-Shigella spp, et une plus faible proportion d’espèces productrices de butyrate. L’absence de barrière intestinale efficace et la dysbiose induites par le RCPN, étaient associées à une altération de la réponse inflammatoire de l’intestin à l’âge adulte, caractérisée par une augmentation des réponses immunitaires Th1, Th17 et Treg et une plus grande susceptibilité à la colite chimiquement induite.Ce travail démontre l’importance de l’environnement nutritionnel précoce dans la programmation de la santé intestinale au cours de la vie, et conforte l’hypothèse d’une origine développementale des maladies intestinales chroniques.

The first thousand days of life are a critical time for the development of both the fetus and the infant, and can modify the risk profile for diseases in later life. However, the longterm consequences of the perinatal environment on the susceptibility to intestinal disorders have not yet been assessed. The aim of the present study was to investigate the impact of the early nutritional environment on intestinal maturation and gut health in later life.Postnatal growth restriction (PNGR) was induced in FVB/NRj mice during the suckling period by adjusting the litter size. PNGR delayed intestinal maturation in pups at weaning. PNGR was associated with a maturation delay of the intestinal barrier, characterized by an increased intestinal permeability and impaired tight junctions. At the same time, PNGR affected gut bacterial colonization. Pups with PNGR harbored a decreased bacterial diversity, higher Parabacteroides spp, Enterococcus spp, Erysipelatoclostridium spp, Eubacterium coprostanoligenes spp, Staphylococcus spp, and Escherichia-Shigella spp, and lower butyrate producers. The lack of an efficient intestinal barrier and the dysbiosis induced by PNGR were associated with an…

Advisors/Committee Members: Gottrand, Frédéric (thesis director).

▼ 

La maladie de Crohn (MC) est une maladie inflammatoire chronique du tube digestif caractérisée par un état d'hyperactivation du système immunitaire intestinal et évoluant par poussées aigües entrecoupées de périodes de rémission. Les données cliniques et expérimentales montrent que l'étiologie de la MC serait une réponse immunitaire aberrante en réponse à des facteurs environnementaux tels que la consommation de nourriture riche en graisses et en sucres, et infectieux chez un hôte génétiquement prédisposé. Les patients atteints de MC présentent une perméabilité intestinale anormalement élevée, pouvant expliquer la stimulation du système immunitaire intestinal par des bactéries et antigènes de la flore intestinale. La muqueuse iléale des patients atteints de MC est anormalement colonisée par des souches de Escherichia coli ayant la propriété d'adhérer et d'envahir les cellules épithéliales intestinales, de survivre et de se multiplier dans les macrophages en entraînant la sécrétion de TNF-α (Tumor Necrosis factor-alpha). Un pathovar de E. coli associé à la MC et dénommé AIEC pour "Adherent-Invasive E. coli" a été défini. Les souches AIEC utilisent, pour adhérer, la molécule CEACAM6, anormalement exprimée au niveau de l'épithélium iléal des patients atteints de MC. Le travail présenté dans ce document a permis de mettre en évidence la capacité des bactéries AIEC à altérer la fonction de barrière de l'épithélium intestinal dans un modèle de souris transgénique exprimant le récepteur CEACAM6 humain. Cette altération est associée à une forte induction de l'expression de la protéine de jonction Claudine-2, comme observé chez les patients atteints de MC. Une 2ème étude a mis en évidence qu'un régime alimentaire de type occidental entraîne une modification de la composition de la flore intestinale chez les souris CEABAC10 aboutissant à l'apparition d'un micro-environnement inflammatoire favorisant l'implantation des bactéries AIEC et le développement d'inflammation. Enfin, la dernière étude met en évidence les mécanismes de régulation de l'expression du gène CEACAM6 par le facteur de transcription HIF-1 (Hypoxia Inductible Factor-1), de façon dépendante de la méthylation de l'ADN. L'ensemble de ces travaux a permis de mettre en évidence les conséquences d'une infection par les bactéries AIEC et d'un régime de type occidental sur la fonction de barrière intestinale.

No abstract available

Advisors/Committee Members: Barnich, Nicolas (thesis director).

▼ 

La régulation de l'homéostasie intestinale est de la plus haute importance en raison de la constante exposition de l'intestin aux antigènes alimentaires et à la flore commensale. La perturbation de la flore intestinale est souvent associée à diverses maladies telles que l'allergie, l'obésité et certaines maladies inflammatoires. La plupart des individus sont tolérant aux antigènes alimentaires et ne développe pas de réponse immunitaire sauf en cas de prédisposition génétique ou d'exposition à un environnement défavorable. La réponse allergique se caractérise par la production d'IgE stimulé par les lymphocytes Th2. Les symptômes allergiques sont très variés et affectent plusieurs parties de l'organisme. La plupart des travaux de recherche se sont focalisé jusqu'à présent sur le rôle des cellules de l'immunité adaptative dans le développement de l'allergie en sous-estimant le rôle majeur des cellules épithéliales et des cellules de l'immunité innée. L'objectif de ce projet est de comprendre comment les cellules épithéliales intestinales modulent la réponse immunitaire à distance vers la muqueuse pulmonaire ou la peau après stimulation allergique. L'ingestion de l'antigène associé à l'adjuvant de la toxine cholérique permet d'étudier la réponse allergique chez l'animal. Nous avons démontré sur ce modèle animal que l'absence de la kinase inhibitrice IKKb dans la voie de signalisation du facteur de transcription NF-kB altère la composition de la flore intestinal d'une part et transforme la réponse immunitaire inflammatoire au niveau pulmonaire et de la peau grâce à la présence d'IgA et de lymphocyte Th17 d'autre part. En adéquation avec les observations cliniques rapportées chez les patients allergiques (allergies alimentaires, asthme, dermatite atopique), nos résultats identifient IKKb dans la cellule épithéliale intestinale comme cible potentielle pour traiter les allergies alimentaires. De futurs efforts devront être faits pour développer de nouvelles stratégies thérapeutiques qui considèrent la muqueuse intestinale, la production d'IgA et l'importance des bactéries commensales dans le traitement des allergies.

Immune homeostasis is of paramount importance in the gastrointestinal tract, which is constantly exposed to ingested antigens and commensal microbiota. The gut microbiota can be perturbed by endogenous or exogenous factors and it is now established that microbial dysbiosis is associated with allergy, obesity, and inflammatory diseases. Ingestion of food antigens generally fails to promote brisk immune responses but rather results in a state of immune tolerance. However, aberrant immune responses can develop in individuals with a genetic predisposition. Food allergies are generally regarded as pathologic responses to food antigens mediated by excessive Th2 responses and antigen-specific IgE antibody responses. Clinical manifestations of food allergies are very broad and symptoms can affect different organs. While past research on allergy focused on the role of cells and molecules involved in adaptive immunity,…

Advisors/Committee Members: Boyaka, Prosper N. (thesis director).

▼ Des études ont récemment mis en évidence le rôle des lipopolysaccharides (LPS) des bactéries à Gram négatif de la flore intestinale dans le processus de l’inflammation conduisant à l’obésité et au diabète de type 2.Le présent travail est réalisé dans le cadre d’une collaboration entre les équipes du Dr. Caroff (U. Paris-Sud, Orsay) et du Pr. Zhao (U. Jiao Tong, Shanghai). Les expériences présentées ont été réalisées lors de séjours dans les deux laboratoires.Il a été démontré en Chine que des bactéries Sulfato-réductrices (SRB) à Gram négatif étaient présentes en plus forte proportion dans la flore intestinale chez les souris suivant un régime gras. Les mêmes résultats ont été observés chez l'homme. L’hypothèse selon laquelle des SRB seraient à l’origine de grandes quantités d’endotoxines chez les obèses et les patients diabétiques a été émise. Plusieurs souches de SRB isolées de la flore intestinale humaine d’un sujet sain et d’un sujet diabétique ont été cultivées en Chine. Des études de relation structure/activité des LPS isolés de ces bactéries ont été réalisées dans le laboratoire Français pour déterminer leur rôle dans le développement des maladies métaboliques. Les souches isolées des deux sujets ont pu être classées dans le genre Desulfovibrio. Les LPS correspondants ont été extraits et purifiés par des méthodes mises au point dans l’équipe d’Orsay. La structure chimique a été élucidée par les méthodes suivantes : Electrophorèse, Chromatographie sur couche mince, Chromatographie en phase gazeuse et Spectrométrie de masse MALDI. C’est ainsi que des spectres de masse ont été obtenus et que la structure des lipides A, principes actifs des LPS, isolés de SRB a été décrite pour la première fois. Les activités biologiques testées (TNFα, IL-6) varient en fonction du nombre d’acides gras présents. Les LPS de SRB du patient sain ont une structure variable (Smooth versus Rough) en fonction de la quantité de fer présent dans le milieu, et ceux isolés du patient diabétique présentent des structures atypiques qui ne sont pas toutes inflamogènes. Une molécule membranaire inconnue, que nous avons nommée « Glycosyl’X » était co-extraite avec les LPS. Elle joue apparemment un rôle important dans la croissance des SRB et a été étudiée après des étapes de purification complexes. Les structures et le pouvoir inflammatoire de ces molécules dont la structure varie avec les souches, et qui chélatent le fer, ont été étudiées. Elles sont de nature principalement osidique et fixées à la membrane. La proportion de ces molécules par rapport aux LPS varie avec la quantité de fer disponible dans le milieu. Un milieu riche en fer favorise la croissance des Desulfovibrio portant les Glycosyl’X qui n’ont pas de pouvoir inflammatoire eux-mêmes, mais entrent en compétition avec les LPS, modulant ainsi indirectement l’activité de ces derniers. L’augmentation du nombre de Desulfovibrio conduisant à l’augmentation des molécules Glycosyl’X pourrait aussi moduler positivement (par présentation) ou négativement (par élimination des bactéries)… Advisors/Committee Members: Caroff, Martine (thesis director), Zhao, Liping (thesis director).