Effets d'un oligosaccharide végétal sur le microbiote infantile

L’objectif de ce travail est de déterminer les effets d’un galacto-oligosaccharide végétal sur le microbiote infantile comparativement au galacto-oligosaccharide utilisé actuellement, issu de l’hydrolyse du lactose sur un sujet allergique aux protéines de lait de vache

Intestinal microbiota and colorectal cancer

Colorectal cancer may be influenced by changes in the intestinal microbiota that affect the mucosa and cause an immune response capable of producing inflammatory effects. Although there are still few studies in this regard, it is necessary to emphasize the need to expand the studies on this topic and to state the usefulness of the new technologies based on metagenomics.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Effet d’un programme d’activité physique intermittent de haute intensité sur la perte de masse grasse abdominale chez la femme DT2 ménopausée

Contexte : A la ménopause, la diminution des taux d’estrogènes favorise un dépôt de masse grasse (MG) abdominal (sous-cutané et viscéral). La MG viscérale est corrélée aux maladies cardio-vasculaires (MCV). Ce risque est accentué chez les sujets présentant un diabète de type 2 (DT2).Objectif : Comparer deux modalités d’entraînement, continu de moyenne intensité (SSE) vs. intermittent de haute intensité (HIIE), sur la perte de MG abdominale (dont viscérale) chez des femmes DT2 ménopausées.Matériels et méthode : Seize femmes DT2 ménopausées (69±1ans; IMC : 31±1 kg/m²) ont été réparties aléatoirement en deux groupes. Pendant quatre mois, deux fois par semaine, 8 d’entre elles ont réalisé un entraînement SSE (40 min de pédalage à 50% de la FCmax de réserve), et 8 ont réalisé un entraînement HIIE (8s de sprint suivies de 12s de récupération active, pendant 20 min). Pré (T0) et post entraînement (T4), la composition corporelle et la MG abdominale totale ont été mesurées par DXA (Dual Energy X-ray Absorptiometry). La MG viscérale a été estimée à partir de la méthode de Martin et Jensen1. A T0 et T4, les apports énergétiques et le niveau d’activité physique ont été déterminés (questionnaires et accéléromètrie validée2 intégrée sur smartphone).Résultats : Après 16 semaines d’intervention, sans modification des apports énergétiques et du niveau d’activité physique total, une perte de MG totale et un gain de masse maigre est observé (effet temps, p<0.05). La diminution de MG abdominale est supérieure dans le groupe HIIE (0.32% ± 2.07 vs 8.32 % ± 2.19, p<0.05) et la perte de MG viscérale n’est observée que dans le groupe HIIE (p<0.05).Conclusion : L’entraînement de type HIIE apparait comme un programme alternatif intéressant chez la femme DT2 ménopausée en diminuant significativement la MG abdominale totale et viscérale

Analyse comparée des écosystèmes digestifs du rumen de la vache et du caecum du lapin

Dans cette revue nous avons synthétisé les données obtenues dans notre équipe et celles de la bibliographie afin de contribuer à une meilleure connaissance de l’écologie des communautés bactériennes et archées des fermenteurs digestifs des mammifères herbivores. L’analyse a porté sur la comparaison des deux principales stratégies digestives rencontrées chez les mammifères herbivores actuels : un fermenteur en position proximale, le rumen, et un fermenteur en position distale, le caecum. Parmi les espèces d’intérêt agronomique,la vache et le lapin on été choisis comme animaux modèles. Après avoir rappelé les caractéristiques anatomiques et physicochimiques de ces fermenteurs digestifs, nous avons analysé les spécificités de leurs communautés procaryotiques liées à l’hôte, la variabilité individuelle, la structuration spatiale (inter- et intra- fermenteurs digestifs) et la dynamique temporelle (journalière et hebdomadaire) avec ou sans perturbation nutritionnelle induite

Des souches probiotiques de Lactobacillus spp. induisent une augmentation de la tolérance de Salmonella Typhimurium à un antibiotique de dernier recours : l'azithromycine

Les bactéries sont impliquées dans un grand nombre d’interactions qui peuvent se produire de façon diverse au sein de communautés complexes telles que le microbiote intestinal humain. Salmonella enterica serovar Typhimurium est un pathogène d’origine alimentaire commun et est un bon modèle bactérien pour l’étude d’interactions inter-bactériennes pouvant se produire au sein de communautés microbiennes. Lorsqu’un traitement antibiotique est nécessaire, les infections à S. Typhimurium peuvent être traitées avec des antibiotiques de première ligne, soit les fluoroquinolones, ou encore avec l’antibiotique de dernier recours qu’est l’azithromycine. Dans l’étude faisant l’objet de ce mémoire, nous avons observé que lorsque S. Typhimurium est co-cultivée avec des souches probiotiques de Lactobacillus spp., un changement dans la susceptibilité du pathogène face à l’azithromycine survient. La concentration minimale inhibitrice de S. Typhimurium passe en effet de 2 μg/ml à 32 μg/ml. Une observation similaire a pu être faite en co-cultivant S. Typhimurium avec des surnageants obtenus de cultures denses des souches probiotiques de Lactobacillus spp. où la CMI du pathogène a augmenté à 32 ou 64 μg/ml selon la souche probiotique. Pour comprendre comment Lactobacillus spp. cause ce changement de susceptibilité à l’azithromycine chez S. Typhimurium, un criblage à haut débit a été mis en place, combinant la collection de mutants de délétions simples de S. Typhimurium, la SGD, avec le probiotique L. rhamnosus. Nos résultats ont identifié des gènes d’importance ayant un lien avec l’enveloppe bactérienne et le transport transmembranaire, ainsi qu’avec la respiration cellulaire. Aussi, l’importance d’un pH acide a été évaluée. Nous avons déterminé qu’un pH de 5.5 permettait d’observer le changement de concentration minimale inhibitrice de S. Typhimurium face à l’azithromycine. Suite à un second criblage à haut débit, des gènes différents de ceux identifiés lors du premier criblage ont été identifiés, suggérant un possible mécanisme de résistance face à l’azithromycine chez S. Typhimurium induit de façon unique par les souches probiotiques de Lactobacillus

Effet de l’aliment artificiel et du zooplancton sur la flore intestinale bactérienne chez la carpe (Cyprinus carpio)

La digestion et l’absorption des aliments chez le poisson sont facilitées tout au long de son tractus digestif par des sécrétions de substances et l’activité des micro-organismes contenus dans son tube digestif. Cyprinus carpio en particulier entretient des relations avec sa flore bactérienne intestinale dont la composition peut être influencée par le type d’aliment ingéré. A cet effet, un essai été mené de Mars à Juin 2020 à la station aquacole de l’Université de Dschang avec pour objectif général de contribuer à l’amélioration de la production piscicole à travers une meilleure connaissance de l’effet de l’aliment sur la flore bactérienne intestinale de Cyprinus carpio. Il a été effectué sur un effectif de 405 carpes communes nourris au zooplancton et à l’aliment artificiel. Des échantillons du contenu de l’intestin ont été prélevés sur 54 poissons et ont été soumis à des cultures bactériennes pour l’identification des genres de bactéries. Les résultats relatifs à l’identification des Firmicutes et Protéobactéries présents dans l’intestin des poissons en fonction du type d’aliment montrent que sept genres de bactéries à savoir Lactobacillus, Staphylococcus, Streptococcus (Firmicutes), Salmonella, Shigella, Klebsiella et Escherichia (protéobactéries) ont été présents. En ce qui concerne l’évaluation des effets du type d’aliment sur l’état de bactéries utiles et pathogènes de la flore intestinale les résultats montrent que quatre étaient pathogènes (Staphylococcus, Streptococcus, Salmonella, Shigella) et trois étaient utiles (Klebsiella, Escherichia et Lactobacillus) pour les poissons. Les résultats relatifs aux abondances des genres de bactérie montrent que les genres Lactobacillus, Klebsiella, Streptococcus et Salmonella sont plus abondants dans l’intestin des carpes qui ont été nourri au zooplancton et à l’association zooplancton et aliment artificiel. Des abondances relatives identiques de 27,78% ont été obtenues pour les genres Staphylococcus, Shigella, Escherichia et Streptococcus dans l’intestin des carpes ayant reçu l’aliment artificiel uniquement. Elles sont supérieures à celles des poissons qui ont reçu le zooplancton uniquement. Les tests de la corrélation effectués entre les caractéristiques de croissances et les caractéristiques de la microflore intestinale de la carpe commune ont révélés que le gain moyen quotidien (0,19 g/j), le gain de poids (2,60 g) et le taux de croissance spécifique (1,94%), sont plus élevées chez les poissons qui ont reçu l’aliment artificiel associé au zooplancton et les plus faible chez ceux qui ont reçu l’aliment artificiel uniquement respectivement pour des valeurs de 0,17 g/j ; 2,44 g et 1,87%. Les bactéries du genre Shigella chez les carpes nourris uniquement au zooplancton ont eu des effets statiquement significatifs sur leur gain de poids et leur gain moyen quotidien. Il ressort de cette étude que le type d’aliment influence la composition bactérienne dans l’intestin des carpes et par conséquent sa croissance. Au vue de ces résultats, il est idéal d’utiliser le zooplancton dans l’aliment pour poisson

Ruminal bacterial community change in response to diet-induced variation of ruminal trans-10 fatty acids

Trans fatty acids (FA) are produced during the biohydrogenation of linoleic acid in the rumen. Because of their health‐promoting properties, trans‐11 isomers, which are usually the most abundant biohydrogenation intermediates, are most desirable (1). However, in high yielding dairy cows, when high concentrate diets containing fat are fed to cows, a shift from trans‐11 to trans‐10 FA can occur, therefore, trans‐10 isomers can become the predominant biohydrogenation intermediates, inducing milk fat depression in dairy cows(2) and having possible detrimental effects on human health(3). The aim of this work was to study the bacterial community dynamics in response to diet‐induced trans‐10 FA shift

Développement d'un probiotique fonctionnalisé comme antibiotique hautement spécifique

La biologie synthétique est une discipline appliquant les principes d’ingénierie à la conception de circuits génétiques complexes ayant pour but d’exercer de nouvelles fonctions non retrouvées dans la nature. Ces approches ont rapidement suscité un grand intérêt dans le domaine médical où bon nombre de systèmes furent créés afin de répondre à des besoins non comblés par des approches classiques. Un des défis médicaux d’importance des prochaines années concerne le traitement des infections bactériennes résistantes aux antibiotiques. L’accumulation rapide de gènes de résistance, combinée au ralentissement des efforts de développement de nouveaux antibiotiques par les compagnies pharmaceutiques menacent de créer une grande crise sanitaire d’ici 2050. Afin de répondre à ce défi, l’utilisation de CRISPR-Cas9 pour éliminer spécifiquement des bactéries résistantes aux antibiotiques fut proposée. En utilisant des approches de biologie synthétique et de génomique, il est maintenant possible d’utiliser Cas9 pour discriminer des souches bactériennes selon leurs séquences d’ADN. En ciblant des séquences uniquement retrouvées dans des souches problématiques (par exemple des gènes de résistance aux antibiotiques, des gènes de virulences, des toxines), il est possible d’éliminer ces bactéries d’un mélange complexe sans affecter les autres membres de la communauté bactérienne. Le principal défi de ce type d’approche concerne la méthode de livraison de CRISPR-cas9. L’efficacité globale du système sera dépendante de la capacité de livraison du complexe CRISPR-cas9 aux cellules cibles. Durant mon doctorat, j’ai travaillé au développement d’un outil de livraison de CRISPR-cas9 hautement performant dans le microbiote entérique. Cet outil exploite la conjugaison bactérienne comme véhicule de livraison des gènes encodant le système CRISPR-Cas9 à des bactéries directement dans l’intestin. Le système CRISPR-cas9 est alors exprimé dans la cellule réceptrice, interroge son génome pour une séquence cible programmable et la clive, menant ainsi à la perte d'intégrité du génome et en la mort de la cellule cible. Afin de développer cet outil, j’ai d’abord effectué le criblage de 13 systèmes conjugatifs pour leur efficacité de transfert d’ADN directement dans l’intestin d’un modèle de souris. Ces criblages m’ont permis d’identifier TP114, un plasmide de la famille d’incompatibilité (Inc) I2 pouvant se transférer à virtuellement toutes les Escherichia coli réceptrices sondés dans nos tests. L’étude de TP114 m’a ensuite permis d’identifier un mécanisme essentiel à la conjugaison bactérienne dans l’intestin, soit la stabilisation de la paire de conjugaison. Chez TP114, ce mécanisme est exercé par un pilus de type IV qui est essentiel pour la conjugaison in situ, mais pas pour la conjugaison sur milieu de culture en agar. J’ai ensuite travaillé sur l’insertion du système CRISPR-cas9 directement dans TP114. Pour ce faire, il me fallait manipuler deux molécules d’ADN pour forcer leur fusion de façon dirigée et sans stimuler la recombinaison homologue afin d’éviter que des systèmes composés de plusieurs ARN guide (ARNg) recombinent sur eux-mêmes et perdent des sections de séquences. Pour ce faire, j’ai mis au point une technique d’assemblage d'ADN in vivo appelé DROID qui utilise la recombinaison site-spécifique dépendante de Bxb1 afin de médier la fusion des deux molécules d’ADN. Ensuite, des sites FRT adéquatement placés permettaient la délétion de marqueurs de résistance aux antibiotiques et autres éléments génétiques superflus. La méthode s’est montrée très efficace et robuste avec des taux de succès d’insertion de >99 %. Finalement, j’ai été en mesure de développer le système COP (COnjugative Probiotic), un probiotique exploitant la grande efficacité conjugative de TP114 in situ dans l’intestin pour mobiliser un système CRISPR-cas9. Après avoir conçu un ARNg ciblant le gène de résistance au chloramphénicol, j’ai ensuite effectué une preuve de concept où un mélange de bactéries cibles et non-cibles était introduit en quantité égale dans le système digestif de la souris. Ce premier système exploitant les capacités naturelles de TP114 a été en mesure d’éliminer 98 % des bactéries cibles en 3 jours. Afin d’améliorer l’efficacité et la dynamique de conjugaison de TP114, j’ai ensuite eu recourt à des techniques d’évolution accélérée afin d’obtenir un mutant de TP114 présentant des performances accrues. Ce système COP amélioré a ensuite atteint une efficacité d’élimination spécifique de 99,5 % en moins de 24 heures avec une seule dose. L’ensemble de ces résultats démontrent le potentiel de la technologie COP comme alternative aux antibiotiques pour le traitement d’infections entériques. Les expériences de preuve de concept ont d’ailleurs permis l’application pour un brevet maintenant en phases nationales et la création d’une entreprise du secteur des biotechnologies. Les données accumulées sur TP114 permettront, dans les travaux futurs, de raffiner le système en lui ajoutant des mesures de bioconfinement et en continuant d’améliorer ses propriétés

The Airway Microbiota in Cystic Fibrosis: A Complex Fungal and Bacterial Community—Implications for Therapeutic Management

International audienceBackground Given the polymicrobial nature of pulmonary infections in patients with cystic fibrosis (CF), it is essential to enhance our knowledge on the composition of the microbial community to improve patient management. In this study, we developed a pyrosequencing approach to extensively explore the diversity and dynamics of fungal and prokaryotic populations in CF lower airways. Methodology and Principal Findings Fungi and bacteria diversity in eight sputum samples collected from four adult CF patients was investigated using conventional microbiological culturing and high-throughput pyrosequencing approach targeting the ITS2 locus and the 16S rDNA gene. The unveiled microbial community structure was compared to the clinical profile of the CF patients. Pyrosequencing confirmed recently reported bacterial diversity and observed complex fungal communities, in which more than 60% of the species or genera were not detected by cultures. Strikingly, the diversity and species richness of fungal and bacterial communities was significantly lower in patients with decreased lung function and poor clinical status. Values of Chao1 richness estimator were statistically correlated with values of the Shwachman-Kulczycki score, body mass index, forced vital capacity, and forced expiratory volume in 1 s (p = 0.046, 0.047, 0.004, and 0.001, respectively for fungal Chao1 indices, and p = 0.010, 0.047, 0.002, and 0.0003, respectively for bacterial Chao1 values). Phylogenetic analysis showed high molecular diversities at the sub-species level for the main fungal and bacterial taxa identified in the present study. Anaerobes were isolated with Pseudomonas aeruginosa, which was more likely to be observed in association with Candida albicans than with Aspergillus fumigatus