Добірка наукової літератури з теми "Interactions hôte-Microbiote intestinal"

Il est désormais admis que le microbiote intestinal joue un rôle prépondérant dans la santé de son hôte humain. Le co-métabolisme hôte-microbiote produit un très grand nombre de biomolécules intégrées au sein d’axes métaboliques complexes. De ce fait, le microbiote intestinal est considéré comme un organe endocrine à part entière. Bien que de nombreuses études se soient attachées à la caractérisation fonctionnelle spécifique de certaines molécules, les études envisageant plus globalement les relations métaboliques entre l’hôte et son microbiote intestinal restent rares. Parmi les nombreux facteurs influençant la composition et l’activité métabolique du microbiote intestinal, l’alimentation joue un rôle prépondérant. Toutefois, les relations entre l’alimentation usuelle et le microbiote intestinal n’ont pas été complètement élucidées. La compréhension des facteurs modulant le microbiote intestinal est un enjeu majeur des recherches actuelles, car des liens entre le microbiote intestinal et de nombreuses pathologies (troubles gastro-intestinaux, cardio-métaboliques, neuropsychiatriques, etc.) ont été suggérés. Dans ce contexte, nous avons utilisé une approche épidémiologique pour caractériser les associations entre la composition du microbiote intestinal d’une part et le métabolisme systémique et l’alimentation usuelle de l’hôte d’autre part, au sein de la population Milieu Intérieur (N=1 000). Enfin, dans la cohorte prospective NutriNet-Santé (N≈160 000), nous avons analysé les associations entre la consommation de fibres d’une part et le risque de maladies chroniques et le microbiote intestinal d’autre part.Nos résultats décrivent des associations spécifiques entre les caractéristiques du microbiote intestinal et certaines composantes du métabolisme de l’hôte, et suggèrent un rôle important de l’axe intestin-rein. De plus, des associations inverses entre la diversité du microbiote intestinal et la consommation d’aliments caractéristiques du régime occidental ont été détectées. Enfin, nos travaux confirment que la consommation de fibres est associée à une réduction du risque de maladies chroniques, dans un contexte où un nombre croissant d’études suggère une implication du microbiote intestinal dans de tels effets
It is now admitted that the gut microbiota plays a key role in the health status of its human host. It is indeed fully recognized as an endocrine organ producing biologically active molecules which are integrated within human metabolism. However, comprehensive studies characterizing host-gut microbial metabolic relationships remain scarce. Numerous factors have been shown to exert a modulatory impact on the gut microbiota. Notably, diet is supposed to be a major driver, but the relationships between usual diet and the gut microbiota are not fully elucidated yet. Furthermore, many studies have suggested the implication of the gut microbiota in a wide range of disease states, such as gastrointestinal, cardio-metabolic, neuropsychiatric, etc. disorders. Thus, understanding the factors influencing the gut microbiota constitutes an active area of research. In this context, we adopted an epidemiological approach to investigate one of the largest population-based samples so far (Milieu Intérieur population, N=1,000). We notably assessed the associations between gut microbiota composition on one hand and the systemic metabolism and the usual diet of the host on the other. Finally, in the NutriNet-Santé cohort (N≈160,000), we investigated the associations between the intake of dietary fibers and the risk of a variety of chronic diseases, and described how dietary fibers are associated with the gut microbiota.Overall, our results suggest that gut bacterial features are specifically associated with certain components of the systemic metabolism of the host, and we hypothesize a substantial role of the gut-kidney axis. Besides, negative associations between food items for which a limited consumption is generally recommended (i.e. processed foods) and gut microbial features were detected. Additionally, we confirm robust inverse associations between the consumption of dietary fibers and several major chronic diseases. Mounting evidence suggests that such effects could be mediated by the gut microbiota

Cette thèse est issue du projet Européen Homo.symbiosus qui étudie les transitions d'équilibre des interactions entre l'hôte et son microbiote intestinal. Pour étudier les transitions nous suivons deux directions : la modélisation mécaniste des interactions hôte-microbiote et l'analyse de données temporelles de comptage microbien.Nous avons enrichi et simulé un modèle déterministe de la crypte intestinale grâce au schéma numérique EDK, en étudiant notamment l'impact des différents paramètres en utilisant la méthode des effets élémentaires de Morris. Ce modèle s'est avéré capable de simuler d'une part des états symbiotiques et dysbiotiques des interactions et d'autre part des scénarios de transition.En parallèle, un modèle EDO compartimental du colon inspiré de travaux existants a été développé et couplé au modèle de crypte. La thèse a contribué à l'enrichissement de la modélisation du métabolisme bactérien et à la modélisation de l'immunité innée à l'échelle de la muqueuse intestinale. Une exploration numérique nous a permis d'évaluer l'influence de l'alimentation sur l'état stationnaire du modèle et d'étudier l'effet d'un scénario pathologique en mimant une brèche de la barrière épithéliale.De plus, nous avons développé une approche d'analyse des données microbiennes visant à évaluer la déviation des écosystèmes microbiens subissant une forte perturbation de leur environnement par rapport à un état de référence. Cette méthode, basée sur une classification DMM, permet d'étudier les transitions d'équilibre de l'écosystème dans le cas de données avec peu d'individus et peu de points de temps. Par ailleurs, une méthode de classification de courbes utilisant le modèle SBM a été appliquée pour étudier l'effet de différentes perturbations de l'écosystème microbien, des résultats de cette étude ont pu être utilisés pour enrichir le modèle d'interactions hôte-microbiote
This thesis stems from the European project Homo.symbiosus, which investigates the equilibrium transitions of interactions between the host and its intestinal microbiota. To study these transitions, we pursue two directions: the mechanistic modeling of host-microbiota interactions and the analysis of temporal microbial count data.We enriched and simulated a deterministic model of the intestinal crypt using the EDK numerical scheme, particularly studying the impact of different parameters using the Morris Elementary Effects method. This model proved capable of simulating, on one hand, symbiotic and dysbiotic interaction states and, on the other hand, transition scenarios between states of dysbiosis and symbiosis.In parallel, a compartmental ODE model of the colon, inspired by existing studies, was developed and coupled with the crypt model. The thesis contributed to the enhancement of bacterial metabolism modeling and the modeling of innate immunity at the scale of the intestinal mucosa. A numerical exploration allowed us to assess the influence of diet on the steady state of the model and to study the effect of a pathological scenario by mimicking a breach in the epithelial barrier.Furthermore, we developed an approach to analyze microbial data aimed at assessing the deviation of microbial ecosystems undergoing significant environmental disturbances compared to a reference state. This method, based on DMM classification, enables the study of ecosystem equilibrium transitions in cases with few individuals and few time points. Moreover, a curve classification method using the SBM model was applied to investigate the effects of various disturbances on the microbial ecosystem; the results from this study were used to enrich the host-microbiota interaction model

L'objectif du groupe Im3i est d'étudier les mécanismes moléculaires impliqués dans la relation symbiotique entre l'hôte et le microbiote intestinal afin de proposer des solutions pour le traitement de certaines pathologies humaines dans le contexte de la nutrition et de la sécurité alimentaire. Nous avons choisi une bactérie à Gram positif, Ruminococcus gnavus E1 , comme modèle d'étude. Cette bactérie, anaérobie stricte, a été isolée à partir du microbiote d'un adulte sain et son génome a été séquencé . L'étude in vivo a été menée sur des groupes de souris mono-colonisées par R. gnavus E1. Nos résultats montrent clairement une surexpression des gènes codant les fucosyltransférases et sialyltransférases intestinales au niveau du côlon. Les observations réalisées en microscopie confocale à l'aide de lectines ont confirmé ces résultats. L'étude in vitro nous a permis d'analyser l'impact des facteurs solubles présents dans le surnageant de R. gnavus E1 sur la glycosylation des cellules épithéliales intestinales. La caractérisation préliminaire de cette fraction soluble indique qu'elle est thermorésistante, de nature non lipidique et qu'elle possède une faible masse moléculaire (< 3 kDa). Nous pouvons conclure que les variations d'expression des ARNm des différentes glycosyltransférases des cellules en gobelet et des entérocytes entrainant un programme de réinitialisation des glycoprotéines du mucus impacté par R. gnavus E1. Cela ouvre des perspectives considérables dans le dialogue moléculaire qui s'établit entre l'hôte et les bactéries endogènes
The aim of IM3I group is study molecular mechanisms involved in the symbiotic relationship between the host and the intestinal microbiota, accounting for both partners, in order to propose solutions to human health problems, especially in the context of nutrition and food safety. We have chosen a Gram positive bacteria, Ruminococcus gnavus E1, as a model. This bacterium, in strict anaerobia, is isolated from the dominant microbiota of healthy human for which the genome is currently being sequenced. In vivo, using animals that are mono-associates with R. gnavus E1, our RT-qPCR studies clearly show an up regulation of the expression of genes coding for intestinal fucosyltranferases and sialyltransferases, in the colon. This is also confirmed by confocal microscopy using lectins. Thus, R. gnavus E1 is able to reestablish the glycosylation profile. In vitro, we have studied the impact of soluble factors from the R. gnavus E1 supernatant. We found that the soluble supernatant fraction of R. gnavus E1 cultures differentially modulates the intestinal glycosylation process in HT29-MTX, Caco-2, independently or coculture 75% Caco-2 and 25% HT29-MTX cell lines. Preliminary characterization of this soluble fraction indicates that it is heat resistant, is not affected by elimination of lipids, and has a low molecular weight form (< 3 kDa). We conclude that the variation of expression of mRNAs coding for different glycosyltransferases in goblet cells and enterocytes proves the re-initiating program of glycoproteins and mucus protection layer by the dominant bacteria R. gnavus E1 and opens the prospect to a new host-indigenous bacteria molecular crosstalk in the intestine

Les moustiques sont les principaux vecteurs incriminés dans la transmission d’agents pathogènes à l’homme. L’identification précise des espèces de moustiques est importante pour distinguer les espèces vectrices des non vectrices. La détermination de l’origine du repas sanguin des moustiques vecteurs est indispensable dans la compréhension du comportement des espèces vectrices. Nous avons mise à jour la littérature actuelle sur la faune Culicidienne du Mali. Ainsi, nous avons listé 106 espèces de moustiques actuellement enregistrée au Mali dont 28 Anophelinae et 78 Culicinae. Nous avons ensuite évalué l’efficacité du MALDI-TOF MS à identifier des moustiques collectés au Mali et déterminer leur source de repas sanguin. Nous avons confirmé la robustesse du MALDI-TOF MS à identifier un grand nombre de sang d’animaux. Nous avons artificiellement gorgé des femelles de An. gambiae et An. coluzzii sur différents types de sang d’animaux. Nous avons obtenu 100% d'identification correcte du repas de sang pour les spécimens collectés 1h à 24h après le gorgement. Ensuite nous avons expérimentalement gorgés An. gambiae, An. coluzzii et Ae. albopictus sur des repas de sang successif et mixte par MALDI-TOF MS. Nos résultats révèlent que le MALDI-TOF MS est tout à fait capable d’identifier le repas mixte. Mais en ce qui concerne le repas successif seul le dernier repas de sang est identifié. Enfin nous avons utilisé la culturomique et le MALDI-TOF pour l’étude du microbiote digestif de moustiques collectés sur le terrain au Mali et à Marseille. Cette approche a révélé une grande diversité du microbiote digestif des moustiques An. gambiae, Ae. albopictus et Cx. quinquefasciatus
Mosquitoes are the main vectors involved in the transmission of pathogens to humans. Accurate identification of mosquito species is crucial to distinguish between vector and non-vector species. The mosquito blood meal determination is fundamental in understanding the behavior of vector species. Thus, we have listed 106 mosquito species currently recorded in Mali, including 28 Anophelinae and 78 Culicinae. Then, we evaluated the effectiveness of MALDI-TOF MS for identified mosquitoes collected in Mali and to determine their blood meal source. The results obtained show the ability of MALDI-TOF MS to identify mosquitoes collected in Mali and their source of blood meal. Subsequently, we were able to confirm the robustness of MALDI-TOF MS to identify other animal blood samples. We artificially engorged Anopheles gambiae and Anopheles coluzzii on eight animal bloods samples. We obtained 100% correct identification of the blood source for samples taken 1 to 24 hours after feeding. Then, we experimentally engorged An. gambiae, An. coluzzii and Ae. albopictus on successive and mixed blood meals using MALDI-TOF MS. The results revealed that MALDI-TOF MS is able to identify mixed blood meals. In addition we used MALDI-TOF and culturomics for the microbiota study of the mosquito collected in the field, notably in Marseille and Mali. The culturomics approach revealed a great diversity of the digestive microbiota of the An. gambiae, Ae. albopictus and Cx. quinquefasciatus mosquitoes

Les symbioses mutualistes sont ubiquistes et jouent un rôle majeur dans le fonctionnement des écosystèmes. Chez les insectes, il est souvent décrit que la spécificité et la stabilité évolutive de ces symbioses mutualistes est due à une transmission verticale stricte des symbiotes des parents à la descendance. Pour tester le rôle de la transmission verticale dans le maintien évolutif des symbioses mutualiste, son exclusivité et son efficacité doivent être étudiées à une échelle évolutive (d’une lignée hôte à une autre) ainsi qu’à une échelle écologique (d’une génération à la suivante). Ce projet de thèse a pour but d’étudier la transmission verticale comme mécanisme de stabilisation évolutive dans les associations nutritionnelles entre les termites souterrains du genre Reticulitermes et leurs symbiotes mutualistes intestinaux. Pour cela, des outils de biologie moléculaire ont été développés afin d’étudier la diversité et la composition de la communauté microbienne intestinale totale des termites (approche de méta-code barre), mais également en se focalisant sur les protistes du genre Trichonympha qui jouent un rôle essentiel dans la dégradation de la lignocellulose (approches de barcoding ADN et de PCR quantitative). Le premier axe de cette thèse vise à étudier les patterns de transmission des symbiotes à l’échelle évolutive du genre Reticulitermes en testant l’hypothèse que la phylogénie de l’hôte est un facteur majeur expliquant la composition du microbiote intestinal des termites. L’étude menée sur les Trichonympha de termites a permis de montrer que la diversification de ces associations n’est pas uniquement expliquée par des événements de co-spéciation, mais que des événements de changement d’hôte et de perte de symbiotes ont eu lieu. L’étude menée sur l’ensemble du microbiote intestinal des termites permettra de déterminer ces patterns de diversification sur l’ensemble des taxa microbiens. Le second axe de cette thèse est d’évaluer le niveau de fidélité entre partenaires à une échelle intergénérationnelle en testant l’hypothèse que la transmission verticale des symbiotes est stricte d’une génération à une autre. L’efficacité de la transmission verticale a été mesurée en deux étapes : (i) en comparant les symbiotes présents dans les ouvriers de la colonie avec ceux portés par les reproducteurs primaires (i.e. les alates) lorsqu’ils quittent leur colonie natale pour en fonder une nouvelle, et (ii) en comparant les symbiotes présents dans les ouvriers des deux colonies parentales avec ceux portés par la nouvelle colonie fondée. Les résultats préliminaires de l’étude sur les deux Trichonympha présents chez R. grassei semblent indiquer qu’ils sont co-transmis dans les alates. L’étude sur l’ensemble du microbiote intestinal permettra de déterminer si tous les taxa microbiens sont co-transmis ou si une transmission aléatoire des symbiotes a lieu dans les alates. Une troisième étude sur l’ensemble du microbiote permettra de déterminer si tous les taxa microbiens sont transmis par les parents à la descendance. Ensemble, ces différentes études permettront de tester la transmission verticale comme mécanisme induisant une fidélité entre partenaires dans les systèmes termitesmicrobiote intestinal. A l’échelle des protistes du genre Trichonympha, ce mécanisme ne semble pas le seul impliqué dans la stabilité évolutive de ces associations
Many animals including humans live in symbiotic interaction with gut microorganisms contributing to essential functions (nutrition, immunity). The ‘vertical’ way of transmission of symbionts (i.e., from parents to offspring) must stabilise these symbioses, notably by strengthening partner fidelity. However, the efficiency of vertical transmission has rarely been studied, especially in the case where hosts harbour a complex microbial community (or ‘microbiota’) composed by many microbial taxa interacting between them and with the host.The objective of this work was to study the mode and efficiency of transmission of gut microorganisms (protists and bacteria) helping the wood-feeding termite Reticulitermes grassei to digest ingested wood (lignocellulose fibres). Our results revealed contrasted situations between microorganisms. While protists are efficiently vertically transmitted, the majority of bacterial taxa is not only vertically transmitted but seems to be acquired by the environment