Prébiotiques, Probiotiques, Symbiotiques, Produits de fermentation
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8e Congrès Francophone d'Allergologie Prébiotiques, Probiotiques, Symbiotiques, Produits de fermentation : comment ça marche ? Dr HOARAU Cyrille Unité Transversale d’Allergologie & Immunologie Clinique CHRU de Tours UPRES EA 4245 « CDG » Université François Rabelais UFR de Médecine, Tours C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Conflits d’intérêt • Intérêts financiers : R&D Danone (collaboration université) • Liens durables ou permanents : néant • Interventions ponctuelles : Blédina • Intérêts indirects : néant 2 C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Bactéries probiotiques Présentes dans le tube digestif Bactéries lactiques Fermentation ++ Mécanismes d’action ? : o o o o Inhibition B pathogènes Synthèse de facteurs de croissances Modulation de l’épitélium Modulation de l’immunité Maladies allergiques Via action sur Système Immunitaire C.Hoarau (Tours) Allergie = dysfonction du Système Immunitaire 8e Congrès Francophone d'Allergologie " Antigène Anomalie EFFECTEURS Anomalie REGULATEURS Maladies allergiques C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Bactéries probiotiques Probiotiques et Cellules Dendritiques (DCs) " 4 raisons pour s’y intéresser... C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie 1er : DCs Tissu périphérique " Rôle de sentinelles • Endocytose +++ • Immature ++ • Stimulation T - DC immature Capture de Ag Cellules Clés Précurseur DC de l’immunité Organe lymphoïde II DC mature Moelle LT activés adaptative LT effecteurs " Rôle de présentation • Endocytose – • Mature • Stimulation T +++ Sang C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie DC et activation lymphocytaire Cytokines IL-12 IL-10 CMH TCR ACTIVATION LT CD80/CD86 Cellule dendritique CD28 Cellule T C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie DC et polarisation Imm Cellulaire IFN-g Th1 IL-12 IL-10, TGF-ß Treg IL-10, TGF-ß IL-6, TGF-ß IL-23 Th17 IL-17 (IL-4) Th2 IL-5 Imm humorale D’après Alegre et al., 2007 C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie DC et polarisation IFN-g Th1 Polarisation dépend : IL-12 " Molécules de costimulation exprimées par la DC IL-10, TGF-ß IL-10, IL-6, TGF-ß Treg " Production de cytokine par le DC Th17 TGF-ß IL-23 IL-17 " Ag (nature, quantité…) (IL-4) Eux-mêmes dépendant des signaux danger reçus la DC (Récepteurs Th2 de la DC) IL-5 D’après Alegre et al., 2007 C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie 2ème : Récepteurs des DCs Lagaraine et al., 2005 PRRs PAMPs (Pattern Recognition Receptors) (Pathogen Associated Molecular Patterns) " TLR " NOD " Lectines type C " Récepteurs scavenger… " motifs glucidiques " LPS, PGN, Ac lipo… " ADN CpG, ARN… C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie DC et Toll Like Récepteurs Cellule dendritique Structures conservées • Paroi • Cytoplasme • ADN/ARN Lipoprotéines LPS ds RNA sRNA/CpG DNA TLRs TLR1/2 TLR2/6 TLR4 TLR3 TLR7 TLR8 TLR9 C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie 3ème : DC et Syst. Imm. du Tube Digestif Tissu lymphoïde diffus : site effecteur Villosité Lymphocyte intraépithélial Tissu lymphoïde organisé : site inducteur Épithélium Cellule M Lumière intestinale DC Dôme Follicule Flux lymphatique Lamina propria Plaque de Peyer Vaisseau lymphatique afférent Ganglion Mésentérique C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie 4ème : Flore et Immunité " Rôle de la flore commensale dans le système immunitaire associé à l’intestin Souris axénique – Plaques de Peyer minuscules – Faible nombre de cellules dans la lamina propria – Reconstitution avec flore bactérienne MacDonald et Monteleone, 2005 Restauration du système immunitaire muqueux Parmi la flore commensale se trouvent des bactéries dites « probiotiques » C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Bactéries probiotiques = cibles pour les probiotiques ? Maladies allergiques Via action sur Système Immunitaire C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Mode d’action des probiotiques sur les DCs chez l’Homme ? 1. Action de la bactérie elle-même ? 2. Effet des métabolites des probiotiques ? 3. Importance du processus de fermentation ? C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Mode d’action des probiotiques sur les DCs chez l’Homme ? 1. Action de la bactérie elle-même ? 2. Effet des métabolites des probiotiques ? 3. Importance du processus de fermentation ? C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Effets des probiotiques sur les DCs Mise en culture avec différentes souches de probiotiques Bactéries Probiotiques Bactéries Probiotiques Bactéries Probiotiques Bactéries Probiotiques Foligne et al, PlosOne 2007 C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Différentes souches : différents effets Foligne et al PlosOne 2007 C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Smits HH et al. Selective probiotic bacteria induce IL-10-producing regulatory T cells in vitro by modulating dendritic cell function through dendritic cell-specific intercellular adhesion molecule 3-grabbing nonintegrin. J Allergy Clin Immunol 2005 Bactéries Probiotique Bactéries Probiotique Bactéries Probiotique Bactéries Probiotique s s s s Smits, J Allergy Clin Immununol, 2005 C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Mode d’action des probiotiques sur les DCs chez l’Homme ? 1. Action de la bactérie elle-même ? 2. oui Effet des métabolites des probiotiques ? 3. Importance du processus de fermentation ? C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Effets du surnageant d’une culture de probiotiques sur des PBMC Le surnageant de bactéries probiotiques module l’activation de PBMC Ménard, Gut, 2004 C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Mode d’action des probiotiques sur les DCs chez l’Homme? 1. Action de la bactérie elle-même ? 2. Effet des métabolites des probiotiques ? 3. Importance du processus de fermentation ? C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Bifidobacterium breve C50 Souche probiotique isolée dans les selles d’un nouveau-né nourri au sein milieu laitier simplifié BbC50 fermentation centrifugation ultrafiltration Produits de fermentation : BbC50sn Brevet Danone, Blédina n°WO 2004/093899 A1 et WO 2004/093898 A2 C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Quel effet du produit de fermentation BbC50sn sur les cellules dendritiques humaines (DC) ? C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Différenciation des cellules dendritiques J0 RPMI 10% SVF 5 jours Monocytes IL-4 25ng/ml GM-CSF 1000U/ml J5 2 jours J7 IL-4 + GM-CSF Cellules dendritiques immatures LPS 50 ng/ml Cellules dendritiques matures C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Effets de BbC50sn sur les DC Étude de la maturation des DC par cytométrie de flux Contrôle isotypique Marqueur Hoarau, J Allergy Clin Immunol, 2006 Les DC-BbC50sn sont matures et sécrètent + d’IL-10 et – d’IL-12p70 que les DC-LPS C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Étude de la maturation par : CD83 CD86 HLA-DR BbC50casein DCs BbC50sn- DCs Cow’s whey Control- DCs L’effet du BbC50sn sur la maturation est dépendant de la fermentation Hoarau, Ped Research, 2013 C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Le produit de fermentation DC-BbC50sn peut-il induire des lymphocytes T régulateurs ? C.Hoarau (Tours) Plan d’expérience : « culture longue » 8e Congrès Francophone d'Allergologie LT CD4+ + DC-BbC50sn 7 jours DC-BbC50sn 3 re-stimulations (3 x 7 jours) +IL-2 (2UI/mL) + IL-4 (25ng/mL) LTCD4+- BbC50sn C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie + + LT CD4+ répondeurs (R) LTCD4+-BbC50sn DC-LPS (DCm) 60 Cpm (x103) 50 40 Les LT-BbC50sn 30 inhibent la 20 prolifération de LT 10 répondeurs 0 + LTCD4+-BbC50sn +R +R + LTCD4+-BbC50sn Martin, 2013 soumis DCm C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Phénotype des LT-BbC50sn % cellules positives Analyse de l’expression de molécules de surface et intracellulaires par cytométrie de flux 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 CD25 GITR CTLA-4 Foxp3 Les LT-BbC50sn expriment des marqueurs de LT Régulateurs C.Hoarau (Tours) Plan d’expérience : « culture longue » 8e Congrès Francophone d'Allergologie LT CD8+ + DC-BbC50sn 2 jours DC-BbC50sn 1 re-stimulation 7 jours +IL-2 (2UI/mL) + IL-4 (25ng/mL) LTCD8+- BbC50sn C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie + + LTCD8+-BbC50sn LT CD4+ répondeurs (R) DC-LPS (DCm) Les LTCD8+-BbC50sn inhibent la prolifération de LT répondeurs Granier, 2013 soumis C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Allergie & probiotiques " Antigène Bactéries Probiotiques Anomalie EFFECTEURS Anomalie REGULATEURS Bactéries Probiotiques Bactéries Probiotiques TH1/TH2/TH17 Basophiles Sciffer J Immunol 2011 C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Conclusion " Les probiotiques ou produits de fermentation ont la capacité de : – moduler les cellules dendritiques DCs – d’induire des populations lymphocytaires • LTCD4+ régulateurs • LTCD8+ régulateurs " Mais existence d’un effet souche ++ et effet fermentation ++ ; Probiotiques = microbiotes C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Van Baarlen, Trends Immunol 2013 in press C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Implications " Nécessité de prendre en compte dans les études cliniques : – l’effet « souche » in vitro… • Souches très différentes dans les études… – Le processus de fermentation • Différents selon les patients ? Selon les souches ? Explication pour des études cliniques parfois contradictoires ? C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Perspectives " Étude chez le patient allergiques – In vitro • Induction de DC « tolérogènes » ? • Induction de LT Régulateurs ? • Inverser une réponse allergique ? – In vivo (études cliniques) en prenant en compte le processus de fermentation ? • En préventif • En curatif C.Hoarau (Tours) 8e Congrès Francophone d'Allergologie Remerciements Équipe EA4245 « CDIG » Université François Rabelais Tours • Laurence Martin Thèse (LTCD4+ Régulateurs) • Audrey Granier Thèse (LTCD8+ Régulateurs) C.Hoarau (Tours)
