Les bactéries du lait maternel humain, individuellement ou assemblées en communautés synthétiques, ont un impact sur les fonctions immunitaire et barrière intestinales, in vitro.

International audienceL'allaitement confère de nombreux bienfaits pour la santé, en favorisant le développement du système immunitaire et de la fonction barrière de l’intestin chez les nourrissons. Notre hypothèse est que le microbiote du lait maternel humain contribue à ces bénéfices santé. Notre objectif était d'explorer le rôle des bactéries du lait maternel, seules ou assemblées dans des communautés bactériennes synthétiques (SynCom), sur l'homéostasie intestinale. Une collection de bactéries, reflétant la composition du microbiote du lait, a été constituée à partir de 28 donneuses en bonne santé, allaitant exclusivement. Tout d'abord, le profil immunomodulateur de 84 souches représentatives de la diversité taxonomique du lait maternel a été étudié sur des cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC). Ensuite, un modèle quadricellulaire (Caco2, HT29-MTX-E12, cellules M, THP1) de l'épithélium intestinal a été utilisé pour caractériser plus finement un sous-ensemble de 29 souches. Les isolats ont été caractérisés pour leur capacité à moduler la production d'IL-10 et de TNF-α et l'expression de gènes associés notamment aux fonctions barrière et immunitaire. Sur la base de ces résultats, deux SynComs ont été créées et caractérisées sur le modèle quadricellulaire.Les analyses intégratives « MultiDimensional Scaling » et sPLS-DA (sparse Partial Least Squares-Discriminant Analysis) des variables mesurées sur le modèle PBMC puis sur le modèle quadricellulaire stimulé avec les souches du lait maternel ont révélé des groupes de souches ayant un impact différent sur la production de cytokines, l'expression de gènes impliqués dans l'immunité, la fonction barrière et le signaling bactérien. Ces groupes fonctionnels sont très faiblement corrélés à la taxonomie et leur composition souligne l’intérêt de genres et d’espèces prévalents du lait maternel (Staphylococcus, Cutibacterium…) au même titre que des genres plus explorés dans ce contexte (Bifidobacterium, Lactobacillus). Enfin, les souches assemblées dans deux SynComs représentatives du microbiote du lait (11 souches) ont présenté des propriétés immunomodulatrices contrastées. Cette étude montre la grande diversité de potentiel immunomodulateur et d'impact sur la fonction de barrière des bactéries du lait maternel, individuellement ou assemblées en SynCom, soulignant le potentiel de ce microbiote pour moduler le développement de l'homéostasie intestinale

Human milk bacteria individually or as a synthetic community exhibited contrasted immunomodulatory profiles and impact on the gut epithelial barrier

International audienceBreastfeeding is recommended for the first 6 months of life. Many bioactive compounds of the human milk (HM) support the development of the intestinal immune system and barrier functions in infants. Our hypothesis was that HM microbiota contributes to these health benefits. Our objective was to characterise in vitro the role of HM bacteria, either individually or combined in synthetic communities (SynCom), on gut homeostasis.A collection of bacterial isolates, reflecting HM microbiota composition, was made from 28 healthy mothers exclusively breastfeeding. Firstly, the immunomodulatory profile of 84 HM bacterial isolates belonging to 38 species was characterized using blood mononuclear cells (PBMC). Secondly, the impact of a subset of 29 strains was deeply investigated on epithelial immune and barrier functions using a quadricellular (Caco2, HT29-MTX-E12, M cell, THP1 cells) model of the intestinal epithelium. Strains were characterized for their ability to modulate cellular IL-10 and TNF-α production and the expression of genes related to the barrier, immune and apoptosis/proliferation functions. Based on these results, 2 SynComs were designed and characterized on the quadricellular model. HM bacteria displayed a large range of immunomodulatory properties. Using MultiDimensionate Scaling (MDS) on IL-10 and TNF-α production by PBMC, isolates were classified into 5 groups with specific signatures, highlighting the anti- and/or pro-inflammatory profiles of HM bacteria. Further, the MDS analysis of cytokine production and gene expressions of the quadricellular model stimulated by each of the 29 bacteria, classified strains into 3 groups named Quadri1, 2 and 3, according to their immunomodulatory activity and their impact on the epithelial barrier function. The composition of each group did not reveal major taxonomic biases between the 3 groups, but a diversity of the HM bacteria impact on gut epithelium within each genus or species. Quadri3 and, to a lesser extent, Quadri1 strains stimulated the immune function whereas Quadri2 hardly affected it. Besides, Quadri1 and 3 strains reinforced the epithelial barrier whereas an opposite effect was observed with Quadri2 strains. Finally, strains belonging to prevalent HM genera and with contrasted immunomodulatory profiles were assembled in two HM-like SynCom of 11 strains. The 2 Syncoms displayed different immunomodulatory properties, yet less contrasted than individual strains, whereas they both exhibited beneficial impact on barrier function.This study showed the great diversity of immunomodulatory potential and impact on the barrier function of HM bacteria, individually or assembled in SynCom, highlighting the potential of the HM microbiota to modulate the intestinal development