Titre du projet de thèse - EDBSL: Annuaire des Enseignants

Titre du projet de thèse
Microbiote intestinal et maladies chroniques : ciblage pour le développement
d’une nouvelle génération de probiotiques
Directeur de thèse : Corinne GRANGETTE
Equipe Bactéries lactiques et Immunité des Muqueuses, CIIL, Institut Pasteur de Lille, CNRS UMR 8204, 1
rue du Pr Calmette- 59019 Lille Cedex 19
Téléphone : 03 20 87 11 88 Télécopie : 03 20 87 11 92 ; E-mail : [email protected]
Co- directeur de thèse: Emmanuelle Maguin
Chef du département MICA de l’INRA, Responsable de l’équipe IFE, UMR1319 MICALIS
Equipe Interaction des Firmicutes avec l’Environnement, UMR1319 MICALIS, INRA-AgroParisTech,
Domaine de Vilvert, Jouy-en-Josas, 78350.
[email protected]
Résumé du projet de thèse
Les bactéries commensales que nous hébergeons au sein de notre tube digestif jouent un rôle clé dans de
nombreux processus physiologiques dont la régulation des réponses immunitaires et métaboliques, laissant
considérer le microbiote comme un véritable organe à part entière qu’il est essentiel de préserver.
L’altération de cet écosystème bactérien est en effet associée à de nombreuses maladies chroniques dont
l’incidence ne cesse d’augmenter, telles que des pathologies inflammatoires intestinales, l’obésité, le diabète
et les allergies. Dans ce contexte, le ciblage du microbiote est devenu un axe de recherche important en
santé humaine. L’utilisation de bactéries bénéfiques pour la santé, appelées probiotiques connait de ce fait
un essor considérable, cependant les bactéries actuellement utilisées (essentiellement lactobacilles et
bifidobactéries) présentent certaines limites. Le projet vise à isoler de nouvelles souches commensales à
partir de microbiote humain, capables d’être cultivables dans des conditions satisfaisantes et de caractériser
à l’aide de différents modèles in vitro et in vivo leurs potentielles propriétés bénéfiques afin 1) de mieux
comprendre leur rôle dans l’homéostasie immunitaire et métabolique et 2) sélectionner de futurs candidats
probiotiques d’intérêt thérapeutique dans le contexte de l’obésité. Le projet visera également à étudier la
fonctionnalité de clones métagénomiques, obtenus par clonage de séquence de gènes issus du microbiote.
Ce projet collaboratif sera réalisé au sein de deux équipes apportant des compétences complémentaires
dans le domaine du microbiote, des probiotiques, des réponses immunes et métaboliques et devrait
déboucher à terme sur un partenariat avec un industriel.
Descriptif du projet de thèse
 Le sujet de recherche et son contexte scientifique
L’intestin héberge un écosystème complexe et dynamique composé d’environ 100 000 milliards de bactéries
commensales, représentant un millier d’espèces différentes, appartenant à trois phyla majeurs, Firmicutes,
Bacteroidetes et Actinobacteria 1. Le génome de ce microbiote code 150 fois plus de gènes que notre propre
génome humain et participe ainsi à de nombreuses fonctions de notre organisme. Bien que la nature et
l’abondance des espèces bactériennes puissent être très différentes d’un individu à l’autre, la composition du
microbiote reste relativement stable chez l’adulte sain. Cependant, des déséquilibres entre les différentes
populations bactériennes composant le microbiote intestinal (dysbioses) et une réduction de la diversité
bactérienne ont été mis en cause dans le développement de nombreuses pathologies telles que les
maladies inflammatoires chroniques (MICI), l’obésité, le diabète et les allergies. Dans ce contexte, le ciblage
du microbiote est devenu un axe de recherche important en santé humaine. Des études menées chez des
animaux ont confirmé que l’obésité est associée à des modifications de la composition du microbiote
intestinal; avec une augmentation relative des Firmicutes au détriment des Bacteroidetes et une diminution
de la diversité bactérienne 2. Le lien causal a été confirmé par transfert de microbiote entrainant l’acquisition
1
du phénotype obèse. Ces observations ont été également démontrées chez l’homme 3, confirmant le rôle du
microbiote intestinal dans la régulation du métabolisme énergétique et le développement de l’obésité.
Plusieurs études ont observé que certaines populations bactériennes, tel que Akkermansia muciniphila,
Methanobrevibacter smithii et Christensenellaceae sont moins abondantes chez les sujets obèses 4,
néanmoins il reste difficile de relier certaines bactéries à des effets bénéfiques ou néfastes. Les recherches
portent désormais sur les mécanismes moléculaires d'interaction entre ces bactéries commensales et l'hôte
et sur le ciblage du microbiote comme nouvelle alternative thérapeutique. Le microbiote semble affecter le
métabolisme énergétique en agissante par différents mécanismes, tel que la libération de métabolites
pouvant initier l’inflammation (tel que le LPS), ou la production d’acides gras chaines courtes (AGCC) jouant
un rôle crucial dans l’extraction de l’énergie, mais également dans le contrôle de la satiété. Le microbiote
joue aussi un rôle primordial dans le métabolisme du cholestérol et des acides biliaires.
Les probiotiques sont, selon l’OMS, des « micro-organismes vivants qui, ingérés en quantité suffisante,
confèrent des effets bénéfiques pour la santé de l’hôte ». Leur utilisation connait depuis quelques années un
essor important en santé humaine et animale. Les bactéries lactiques, microaérophiles, notamment des
lactobacilles et bifidobactéries sont les plus utilisées comme probiotiques depuis déjà quelques années,
cependant elles présentent certaines limites. L'intérêt pour les bactéries commensales et leurs propriétés a
conduit au concept de probiotiques de nouvelle génération, a priori plus adaptés au tractus digestif et
capables de mieux exprimer les fonctions d'intérêt dans cet environnement. A. muciniphila, a été
utilisée avec succès chez la souris dans différents modèles d’obésité. Faecalibacterium prausnitzii, bactéries
commensales déficientes chez les patients souffrant de maladie de Crohn, possède d’excellentes capacités
anti-inflammtoires. Cependant l’utilisation de telles bactéries du fait de leur extrême sensibilité à l'oxygène,
reste difficile pour une production à l’échelle industrielle.
Nous proposons dans ce projet d’isoler et caractériser des bactéries commensales microaérophiles à
partir de microbiote humain (fécès), de tester leur robustesse en procédés et leurs fonctionnalités pour
développer des probiotiques de nouvelle génération plus proches des contraintes industrielles actuelles. Ce
travail permettra non seulement de développer de nouvelles approches thérapeutiques mais également
mieux comprendre le rôle fonctionnel de ces microorganismes chez l’hôte et en particulier l’impact sur les
fonctions métaboliques et immunitaires. Ceci sera complété par une approche métagénomique qui
permettra d’identifier les fonctions de gènes appartenant à des groupes orthologues conservés pour la
majorité des individus et les plus représentés au niveau du tube digestif, avec un ciblage pour les gènes
codant des protéines de surface et/ou excrétées. Les souches et clones sélectionnés seront caractérisés à
l’aide de modèles in vitro pour identifier leurs propriétés bénéfiques potentiels, notamment dans le contexte
de l’obésité et du syndrome métabolique. Nous évaluerons notamment leurs propriétés immunomodulatrices, leurs capacités à restaurer (ou perturber) la barrière intestinale, à induire des peptides antimicrobiens (PAM) importants pour le façonnage du microbiote et les conséquences sur le développement
d’une inflammation de bas grade associée au syndrome métabolique 5. Nous nous attacherons également à
évaluer la capacité des souches/clones à activer les voies impliquées dans le contrôle de la prise alimentaire
(satiété) 6 et de la différenciation adipocytaire. Ceci sera complété par une approche in vivo chez la souris
soumise à régime hypercalorique. Nous évaluerons l’impact de l’administration des souches et/ou clones les
plus intéressants (Top 7 suite à l’étude in vitro) sur les perturbations immunitaires et métaboliques et la
modification de la composition du microbiote.

Etat du sujet au sein des équipes d’accueil
Le projet proposé est un projet collaboratif qui sera réalisé en étroite collaboration entre notre équipe (Equipe
bactéries Lactiques et Immunité des Muqueuse BLIM, CIIL, Institut pasteur de Lille, CNRS UMR8204) et
l’équipe « Interaction des Firmicutes avec l’Environnement (IFE, UMR1319 MICALIS, INRA-AgroParisTech,
Jouy-en-Josas). L’étudiant(e) en thèse sera en co-tutelle entre les deux équipes.
L’équipe BLIM a une longue expertise dans les applications santé des bactéries lactiques avec un intérêt
particulier pour l’étude de leurs propriétés anti-inflammatoires, conduisant à la sélection de souches très
prometteuses dans le contexte des maladies inflammatoires chroniques intestinales. Plus récemment, le
groupe de Corinne Grangette s’est intéressé à sélectionner des souches capables de protéger des souris de
l’obésité induite par un régime hyperlipidique, mettant en évidence leurs capacités à réduire la prise de
poids, l’insulino-résistance, la stéatose hépatique et les perturbations métaboliques associées, notamment
en bloquant le recrutement de macrophages et l’inflammation au niveau du tissu adipeux, en restaurant la
dysbiose du microbiote et en activant des récepteurs aux AGCC 7. Dans ce contexte, le groupe a développé
2
divers modèles in vitro permettant un pré-criblage des souches pour mettre notamment en évidence leurs
propriétés immuno-modulatrices, leurs capacités à restaurer la barrière intestinale et à activer l’induction de
peptides entéro-endocrines impliqués dans la satiété. Ces modèles pourront donc être utilisés pour tester et
sélectionner des souches commensales d’intérêt avant de les évaluer in vivo et identifier les mécanismes
d’action.
L’équipe IFE (MICALIS, INRA) considère les écosystèmes microbiens complexes de l’Aliment et de l’Intestin
Humain en tant qu’éléments déterminants du maintien de la qualité des aliments et de la santé. Ces travaux
visent à la compréhension du rôle du microbiote commensal dans des pathologies chroniques, graves,
fréquentes et/ou incurables, d’étiologie le plus souvent indéterminée. Afin d'avancer vers une prise en
compte holistique incluant sa composante non cultivable encore majoritaire à ce jour, l’Unité MICALIS a
contribué à l'élaboration d’une approche nouvelle et puissante, la métagénomique qui a permis des progrès
rapides dans la caractérisation de la diversité génomique et génétique du microbiote intestinal. En utilisant
des approches de métagénomique et génomique fonctionnelles, l’équipe IFE a pour but d’identifier des
gènes et molécules/métabolites bactériens et déterminer leurs rôles notamment sur l’homéostasie
intestinale, immunitaire et métabolique 8. L’équipe s’intéresse également à isoler des bactéries commensales
du microbiote appartenant à différents phyla et genres et caractériser leurs propriétés immuno-modulatrices
à l’aide de différents systèmes de criblage haut débit disponible à MICALIS.
Les deux équipes apportent ainsi des compétences complémentaires dans le domaine du microbiote, des
probiotiques, des réponses immunes et métaboliques, permettant ainsi à l’étudiant d’acquérir des
compétences diverses et réaliser un projet trans-disciplinaire.
 Programme et l’échéancier de travail
Etape 1 : Isolement et caractérisation de la robustesse de souches isolées du microbiote humain et
sélection de clones métagénomiques (IFE)
Cette étape a été initiée dans le cadre du stage de Master 2 de Mlle Bogdana MICHAJLOVOVA au cours
duquel elle a participé à la sélection de souches d’intérêt du microbiote capables d’être suffisamment aérotolérantes pour pouvoir être sélectionnées comme candidats probiotiques de seconde génération. De plus,
une première analyse de clones métagénomiques modulant la réponse immune de l’hôte réalisée au sein de
l’équipe IFE, nous a permis de sélectionner une centaine de clones ayant potentiellement des effets
immuno-modulateurs. Ces clones feront l’objet d’une étude approfondie dans le cadre du Master 2 de Mlle
Bogdana MICHAJLOVOVA afin de confirmer leurs effets.
Etape 2 : Evaluation des propriétés fonctionnelles des souches et caractérisation de clones
métagénomiques à l’aide de différents modèles in vitro (BLIM, IFE)
1)
Propriétés immuno-modulatrices
Cette étape est actuellement initiée dans le cadre du stage M2 de Bogdana MICHAJLOVOVA. Les
propriétés immuno-modulatrices des souches et clones sélectionnés seront tout d’abord évaluées par
stimulation in vitro de cellules mononuclées de sang humain (PBMC) et dosage des cytokines induites (proinflammatoires/proTh1 versus anti-inflammatoires/régulatrices). Elle sera poursuivie par l’étude de leur
impact sur des cellules dendritiques différentiées à partir de cellules de moelle osseuse de souris (BMDC) et
la polarisation de lymphocytes T (CD4+) après co-culture (BLIM). La capacité des souches/ clones à moduler
l’activation de NFB sera également évaluée à l’aide de modèles rapporteur (MICALIS). Les souches/clones
présentant les meilleurs profils anti-inflammatoires seront sélectionnés.
2)
Restauration de la fonction barrière intestinale et activation de peptides anti-microbiens (PAM)
La modification de la barrière intestinale s’observe dans un grand nombre de pathologies, dont les MICI, les
infections gastro-intestinales et également au cours de l’obésité, favorisant la translocation de bactéries
potentiellement pathogènes et ainsi exacerbant le statut inflammatoire de l’hôte. Certains probiotiques sont
connus pour prévenir et/ou restaurer l’intégrité de cette barrière Un modèle in vitro de barrière intestinale a
été mis au point au sein de l’équipe BLIM à l’aide de cellules épithéliale CaCo2, sensibilisée avec différents
agents (tel que H2O2). Les capacités des souches à restaurer la barrière seront suivies par mesure de la
résistance trans-épithéliale et le passage de petites molécules fluorescentes (inuline FITC), ainsi que par la
mesure de l’expression de gènes codant des protéines de jonctions serrées (BLIM). Le façonnage du
microbiote pouvant être contrôlé par l’activation de réponses anti-microbiennes telle que la production de
défensines, nous évaluerons également la capacité des souches/clones à induire des PAM après
stimulation in vitro d’une lignée de cellules épithéliales murines de crypte (m-ICcl2) et suivi de l’expression de
3
divers PAM (-défensine2, cryptidine 4, Reg3 Reg3 mais également de l'IL-22 impliquée dans
l’homéostasie intestinale (BLIM).
3)
Induction de peptides entéro-endocrines et métabolisme lipidique
Le microbiote peut influencer le métabolisme lipidique et le contrôle de la prise alimentaire en produisant
divers métabolites et en métabolisant le cholestérol et les acides biliaires. Par la dégradation de fibres
alimentaires, les bactéries commensales peuvent générer des AGCC, tel que l’acétate, le propionate et le
butyrate. L’acétate est absorbé et métabolisé dans les tissus périphériques où il sert de précurseur à la
synthèse de cholestérol et d’acides gras. Le propionate est absorbé et métabolisé dans le foie et est un
précurseur de la gluconéogénèse. Il inhibe également la liponéogénèse et la synthèse de cholestérol. De ce
fait, le propionate est proposé comme un métabolite potentiellement intéressant pour prévenir l’obésité et le
diabète 9. Le butyrate est proposé comme un métabolite qui participe au maintien de l’intégrité de la barrière
intestinale et exerce des propriétés anti-inflammatoires. Globalement les AGCC stimulent la motricité
intestinale et donc le transit et activent la production d’hormones de satiété 9. Nous évaluerons donc les
capacités des souches/clones à produire des AGCC in vitro, à métaboliser le cholestérol et les acides
biliaires (activité hydrolase BSH) (IFE). Par l’utilisation d’une lignée de cellules entéro-endocrines murines
(STC1), nous suivrons la capacité des souches à induire la sécrétion de peptides entéroendocrines
impliqués dans la satiété (PYY, CCK, GIP) par suivi de l’expression génique (RT-qPCR) et dosage Multiplex.
Ceci pourra être confirmé ex vivo (sur segments intestinaux de souris) pour certaines souches (BLIM).
Etape 3 : Evaluation des propriétés fonctionnelles des souches et/ou clones métagénomiques in vivo
et études mécanistiques (BLIM, IFE)
Les souches et/ou clones présentant les meilleures capacités (Top 7) anti-inflammatoires, à maintenir la
barrière intestinale et à favoriser la sécrétion de peptides endocriniens impliqués dans le contrôle de la prise
alimentaire, et à métaboliser les acides biliaires et le cholestérol, seront évaluées in vivo, dans un modèle
murin de régime hypercalorique (HFD à 60% de gras) comparativement à un régime à basse calorie (LFD à
10% de gras) chez des souris C57BL/6J mâles âgés de 5 semaines (N° accréditation 00033.02). Nous
suivrons l’impact de l’administration des souches sur la prise de poids corporel, le développement de
l’insulino-résistance, de la stéatose hépatique, de l’inflammation associée et les modifications métaboliques
(dosage cholestérol, acides gras, expression des gènes impliqués dans le métabolisme lipidique…). Les
mécanismes impliqués seront appréhendés en suivant 1) la modification du microbiote intestinal, 2) la
modulation du profil des AGCC (contenus caecaux), 3) la modulation des acides biliaires plasmatiques et
fécaux, 4) l’induction de peptides entéro-endocrines (dosage plasmatique à la veine porte). Nous
analyserons au sein des cellules de la fraction stromale les modifications de réponses immunes, notamment
le pourcentage de macrophages (CD11b/ F4/80), de cellules T régulatrices (CD4+/ FoxP3+) et l’induction de
populations de type ILCs (Innate lyphoid cells), dont le rôle semble intéressant dans le contexte du syndrome
métabolique, en s’attachant également à la régulation de la voie IL-23/IL-22, potentiellement capables de
réguler les désordres métaboliques 10.
Cette étude pourra être complété par l’utilisation de modèles de souris gnotobiotiques. Nous coloniserons
des souris axéniques par la(les) souches et/ou clones les plus intéressants pour suivre dans ce modèle
l’impact sur le développement de réponses immunes et métaboliques….
 Les retombées scientifiques et économiques attendues
L’évolution de l’espérance de vie et de notre mode de vie et d’alimentation actuels s’accompagne d’un
changement progressif de la prévalence des principales causes de morbidité et de mortalité, 70 % des décès
étant imputables à des maladies chroniques. Le surpoids et l’obésité sont le 5eme facteur de risque de décès
au niveau mondial et représentent un problème majeur de santé publique, touchant plus de 300 millions de
personnes dans le monde. Le Nord-Pas-de Calais est l’une des régions de France où la prévalence de
l'obésité est la plus forte. Dans ce contexte, la communauté scientifique s’intéresse de plus en plus au rôle
du microbiote et à la façon de restaurer les déséquilibres observés. Ces études soulignent la nécessité de
cultiver de nouveaux microbes pour mieux comprendre le rôle spécifique des communautés bactériennes sur
le maintien de l’homéostasie immunitaire et métabolique de l’hôte et donc sur notre santé.
L'alternative thérapeutique par les probiotiques connaît un engouement cette dernière décennie, étant donné
le caractère « naturel » et l'innocuité d’un tel traitement. Le marché mondial des probiotiques a été estimé à
presque 25 milliards de dollars en 2012 avec plus de 500 produits commercialisés cette dernière décennie et
une croissance annuelle de 7% pouvant atteindre 48 milliards de dollars en 2020. En 2015, l'Europe devrait
4
représenter le plus grand marché des probiotiques, le marché français représentant 21 % du marché
européen. Il est évident que le développement de compléments alimentaires ou de préparations
pharmaceutiques capables d’avoir un impact sur la prise de poids ou d’améliorer les troubles
métaboliques associés, constituerait une stratégie sans risque et peu couteuse.
En dépit de certaines évidences, tous les résultats concernant les probiotiques ne sont pas probants; cet
insuccès pouvant être attribué à un manque d’attention dans la sélection de des souches utilisées et dans la
pertinence des paramètres évalués. Les défis actuels dans le domaine des probiotiques exigent donc
l'amélioration des connaissances sur leurs modes d’action afin de bénéficier de critères de sélection adaptés
aux contextes pathophysiologiques. L’utilisation de bactéries commensales a priori plus adaptés au
tractus digestif et capables de mieux exprimer les fonctions d'intérêt dans cet environnement,
peuvent être une alternative entre l’utilisation de probiotiques « classiques » et le transfert de flore fécale.
Les recherches sur le microbiote auront un impact majeur sur la nutrition, la médecine et la pharmacie de
demain. Ce projet pourra déboucher sur des applications santé. Bruno Pot qui dirige l’équipe BLIM est
président du PRI (Phamabiotic Research Institute) qui a pour but de faciliter le développement de
probiotiques médicaments (pharmabiotiques) en améliorant la visibilité l'industrie du microbiote et de la santé
humaine, et l’interface avec les agences de réglementation (www.pharmabiotic.org). L’équipe BLIM est de
plus en forte interaction avec de nombreux partenaires industriels intéressés par ce type de développement.
Les objectifs de la recherche en métagénomique fonctionnelle sont d’identifier les signaux, les
molécules par lesquelles les bactéries intestinales ou alimentaires établissent un dialogue avec les cellules
humaines. Ces molécules, qui régulent les défenses naturelles, le renouvellement des cellules de la paroi
intestinale ou encore la fixation des graisses sont autant de sources pour de nouveaux médicaments. Nous
espérons également par l’étude de clones métagénomiques apporter de nouvelles connaissances sur la
relation génome/ fonction des bactéries du microbiote.
 Les collaborations prévues (préciser le cadre, la nature des collaborations
L’étudiant(e) sera directement encadrée par le Dr Corinne Grangette (Directeur de Recherche IPL, PhD,
HDR) et en co-tutelle avec le Dr Emmanuelle Maguin (Responsable de l’équipe IFE, Chef du département
MICA de l’INRA) et l’encadrement de Moez Rhimi (CR INRA).
Au sein de l’INRA, le projet bénéficiera de collaboration pour le criblage haut débit des souches et clones
(plateforme Métagenopolys) et l’accès aux souris axéniques (plateforme Anaxem, Sylbie Rabot).
Il sera également effectué en collaboration avec Philippe Gérard (Equipe Alimentation, Microbiote Intestinal,
Pathologies Encéphaliques et Métaboliques, MICALIS) pour l’évaluation des activités anticholestérolémiantes et d’hydrolyse des acides biliaires.
L’étude de l’induction de peptides entéro-endocrines (modèle lignée STC1) se fera en collaboration avec
l’équipe de Rozenn Ravallec et Benoit Cudennec (Institut Charles Violette, Université de Lille 1)
Le dosage des acides biliaires in vivo (fécès) sera effectué en collaboration avec l’équipe d’Anne Tailleux
(Unité Inserm 1011, Lille).
 Ancrage national, international et transdisciplinarité éventuellement
Le microbiote intestinal, impliqué dans le développement de nombreuses pathologies chroniques, est
devenu en quelques années un domaine de recherche majeur au niveau national et international comme en
témoigne l’explosion du nombre de publications et de congrès traitant du sujet, particulièrement riche en
résultats scientifiques prometteurs, ouvrant de formidables perspectives pour la communauté scientifique
mais également pour des débouchés thérapeutiques. Etudier l'impact du microbiote intestinal humain sur la
santé et mieux comprendre le rôle qu’il joue dans le développement des maladies chroniques tel que
l’obésité sont devenus des axes de recherche prioritaires. Ce thème de recherche fait également l’objet de
débat parlementaire à l’assemblée nationale, dans le contexte de la construction d’une société nouvelle
visant à améliorer notre compétitivité grâce à la recherche environnementale, le bien-être, la santé et la
sécurité alimentaire. Renforcer les interfaces en recherche biomédicale entre les champs de recherche
fondamentale, translationnelle, technologique et clinique et consolider le continuum vers la valorisation
économique et sociétale représente le défi des organismes de recherche pour 2020. En particulier tout ce
qui concerne le bien-être et le vieillissement est devenu un champ d’application très important pour la
société. Les traitements antidiabétiques/anti-obésité ont montré un effet faible voir nul chez certains patients
et pose un défi majeur en santé publique. Dans ce contexte, le microbiote peut représenter la pièce
5
manquante de la réponse métabolique variable dans l’induction de maladies métaboliques. Mais pour que ce
champ de recherche parvienne à s'imposer dans les prochaines années comme une alternative aux
traitements médicamenteux, il reste encore à mieux comprendre le rôle joué par cette communauté
microbienne afin de développer des outils ciblés permettant de restaurer les dysbioses observées. Cet axe a
été soutenu au niveau international (Human Microbiome Project) et européen (Metahit : Metagenomics of the
human intestinal tract, FP7) et continue à être proposé dans les derniers programmes européens (Joint
Programming Initiative "A Healthy Diet for a Healthy Life). Notre projet rentre totalement dans ces domaines
de priorités, visant d’une part à mieux comprendre le rôle de certaines souches du microbiote et également
étudier le rôle de certains gènes par l’évaluation de clones métagénomiques issus notamment des études
réalisées à l’INRA dans le cadre de Metahit. Ce projet visant de plus au développement de probiotiques de
nouvelle génération, se positionne également dans le domaine de la Nutrition-Santé et dans ce cadre est en
ligne avec les projets soutenus par le pôle Nutrition, Santé et Longévité (pôle NSL) de la région Nord-Pasde-Calais et entre dans les projets soutenus dans le cadre du CPER 2015-2020 de l’Institut Pasteur de Lille
(Centre transversal de Recherche sur la Longévité). Ce programme de recherche est transdisciplinaire,
associant une forte composante microbiologique (microbiote, métagénomique, probiotique) à l’interface avec
l’hôte aussi bien sur le plan immunitaire que métabolique.

Publications portant directement sur le sujet, incluant 2 références des équipes impliquées (en gras)
1 .Qin J et al. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature 2010;464:59-65.
2. Le Chatelier E et al. Richness of human gut microbiome correlates with metabolic markers. Nature 2013;500:541-6.
3. Ridaura VK et al. Gut microbiota from twins discordant for obesity modulate metabolism in mice. Science
2013;341:1241214.
4. Stenman LK et al. Changes in gut microbiota control metabolic endotoxemia-induced inflammation in high-fat dietinduced obesity and diabetes in mice. Diabetes 2008;57:1470-81.
6. Duca FA et al. Decreased intestinal nutrient response in diet-induced obese rats: role of gut peptides and nutrient
receptors. Int J Obes (Lond) 2013;37:375-81.
7. Alard J, Lehrter V, Rhimi M, Mangin I, Peucelle V, Abraham AL, Mariadassou M, Maguin E, Waligora-Dupriet
AJ, Pot B, Wolowczuk I, Grangette C. Beneficial metabolic effects of selected probiotics on diet-induced
obesity and insulin resistance in mice are associated with improvement of dysbiotic gut microbiota. Environ.
Microbiol. 2015; doi: 10.1111/1462-2920.13181.
8. Dobrijevic D, Di Liberto G, Tanaka K, de Wouters T, Dervyn R, Boudebbouze S, Binesse J, Blottiere HM,
Jamet A, Maguin E, van de Guchte M. High-throughput system for the presentation of secreted and surfaceexposed proteins from Gram-positive bacteria in functional metagenomics studies. PLoS One 2013;8:e65956.
9. Arora T et al. Propionate. Anti-obesity and satiety enhancing factor? Appetite 2011;56:511-5.
10. Wang X et al. Interleukin-22 alleviates metabolic disorders and restores mucosal immunity in diabetes. Nature
2014;514:237-41.
Avis motivé du Directeur de thèse sur la pertinence du sujet (10 lignes maximum)
Corinne Grangette : Les thématiques de notre équipe sont principalement centrées sur l’étude des
propriétés anti-inflammatoires et plus récemment anti-obésité des probiotiques et leur mécanismes d’action.
Etant donné le rôle crucial joué par le microbiote intestinal sur notre santé, et son implication dans le
développement de la plupart des maladies chroniques, il nous est paru primordial d’étendre nos études aux
bactéries du microbiote et contrairement aux équipes qui se sont attachés à étudier les souches déficientes
chez les patients, dont l’utilisation à l’échelle industrielle reste compromise, de nous centrer sur la sélection
de nouvelles souches aéro-tolérantes à fort potentiel probiotique. Par cette collaboration avec l’équipe du Dr
Emmanuelle Maguin (Micalis, INRA), nous unirons nos efforts pour effectuer une meilleure caractérisation
fonctionnelle de bactéries commensales isolées de microbiote et de clones métagénomiques pouvant
conduire à de nouvelles valorisations en nutrition santé.
Emmanuelle Maguin : Nos priorités scientifiques sont de déterminer les bases moléculaires du dialogue
microbiote-hôte notamment dans le cas de maladies inflammatoires intestinales chroniques et de maladies
métaboliques, en fortes augmentation dans les pays émergeants et développés. Nos travaux relèvent de la
métagénomique fonctionnelle avec comme points d’entrées des micro-organismes commensaux, des clones
(méta)génomiques et des gènes bactériens, associés à des pathologies humaines et/ou induisant une
réponse de l’hôte mise en évidence in vitro ou in vivo en modèle animal en collaboration avec d’autres
groupes de recherche. Nos compétences en bioinformatique, caractérisation du microbiote digestif par
6
séquençage, microbiologie de bactéries micro- et an-aérobies, biologie moléculaire et biochimie sont très
complémentaires à celles apportées par le Dr C. Grangette et l’IPL. Ensemble, nous pourrons obtenir des
données précliniques sur le domaine émergeant des probiotiques de seconde génération.
Projet en phase avec les axes de recherche proposés par le Centre Transdisciplinaire de Recherche sur la
Longévité (CTRL) lancé par l’Institut pasteur de Lille dans le cadre du CPER 2015-2020.
De plus ce projet offre des perspectives de collaboration avec d’autres équipes du Campus Pasteur,
notamment au sein d’E.G.I.D. et en particulier en ce qui concerne le métabolisme du cholestérol et des
acides biliaires et l’induction de mécanismes satiétogènes (collaboration avec Anne Tailleux etSophie
Lestavel en discussion) et des applications potentielles dans le cadre de la NASH (Réjane Paumelle). Ceci
devrait permettre de fédérer différents domaines de l’Institut (microbiologie, immunologie et métabolisme).
7
II/ LE LABORATOIRE D'ACCUEIL LABELLISE
Laboratoire ayant fait l’objet d’une évaluation par l’Agence d’Evaluation de la Recherche et de
l’Enseignement Supérieur- merci de fournir dernière évaluation de l’AERES
Nom du laboratoire d’accueil : Centre d’Infection et d’Immunité de Lille
Nom du Directeur du laboratoire : Dr Camille LOCHT
Adresse : 1, rue du Professeur Calmette – 59019 Lille Cedex
N° de téléphone : 03 20 87 77 82
N° de télécopie : 03 20 87 11 92
E-mail : [email protected]
Effectifs permanents du laboratoire : 154
Nombre de doctorants au sein du laboratoire (tous financements confondus) : 48
- Axe, équipe ou unité concerné(e) au sein du laboratoire le cas échéant : Equipe Bactéries lactiques et
Immunité des Muqueuses (Equipe 10)
Nom du responsable de cette équipe, unité ou axe : Pr Bruno POT
Effectifs permanents de l'équipe, unité ou axe : 8,5
Nombre de doctorants dans l'équipe, unité ou axe (tous financements confondus) : 2
Nombre d’allocations financées ou cofinancées par la Région en cours dans le laboratoire d’accueil
(intégrer l’ensemble des allocations concernées, dès lors que la thèse n’a pas encore été soutenue) : 6
Le tableau ci-dessous doit être obligatoirement rempli
Date d’obtention de
l’allocation
Rapport d’avancement de
la thèse transmis à la
DRESS le
01/10/2012
3 ans
01/10/2013
3 ans
Lionel POULIN
01/10/2013
3 ans
Philippe GOSSET
01/10/2014
3 ans
LESAGE Kevin
Mathieu GISSOT
01/10/2014
3 ans
LESBIR Nadjet
Yves ROUILLE
01/10/2015
3 ans
Nom de l’allocataire
EVERAERE Laetitia
LESNE Elodie
LASSEAUX Corentin
KONE Bachirou
Nom du directeur
de thèse
Anne TSICOPOULOS /
David DOMBROWICZ
Françoise JACOBDUBUISSON
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Comment s’inscrit le projet de thèse dans les priorités scientifiques du laboratoire ?
Le projet est la continuité des projets développés par l’équipe BLIM, équipe constituante du CIIL, concernant
l’étude des probiotiques et leurs applications santé dans le contexte des maladies chroniques. De ce fait, il
s’inscrit dans les priorités du CIIL en ce qui concerne notamment l’étude du microbiote en santé humaine,
axe qui a été reconnu comme une « force » lors de la dernière évaluation AERES de l’Unité. L’étude des
probiotiques dans le contexte de l’obésité, a été initiée en collaboration avec Isabelle Wolowczuk qui a rejoint
une autre équipe du CIIL. Ces projets permettent donc de renforcer des collaborations entre les différentes
équipes du CIIL et d’élargir les domaines de compétence à d’autres types de maladies chroniques, tel que
les maladies métaboliques. Ces thématiques vont également permettre des synergies avec d’autres équipes
du campus Pasteur dans le cadre du CTRL. Enfin ce domaine de recherche ouvre de larges champs
d’applications et de valorisation industrielle.
Ordre de priorité du sujet au sein du laboratoire ( de 1 à n): 2
Avis et signature du responsable de l’équipe, unité ou axe (le cas échéant et si différent du directeur
de thèse) sur le projet de thèse :
Ce projet se situe parfaitement dans les thématiques de recherche de notre équipe, visant à sélectionner les
meilleures souches probiotiques, expliquer leurs mécanismes d’action afin de soutenir leur application dans
des produits adaptés. Les applications probiotiques dans le domaine alimentaire sont limitées par les
réglementations actuelles, notamment l’exigence d’un statut QPS. La plupart des espèces commensales
n’ont pas ce statut, deux approches restent donc ouvertes : une application pharmaceutique ou une
approche ‘novel food’. Les deux approches nécessitent un dossier scientifique de qualité supporté par des
données fondamentales et appliquées qui seront générés au cours de ce projet. La collaboration avec
l’équipe d’Emmanuelle Maguin (Micalis, INRA), nous offrira l’accès indispensable à une notoriété
internationale en métagénomique. Etant la multidisciplinarité du projet, nous envisageons de renforcer ou
d’initier de nouvelles collaborations avec d’autres équipes du Campus Pasteur. J’émets donc un avis très
favorable pour ce projet !
Bruno Pot, responsable équipe BLIM
Avis motivé sur le projet de thèse du Directeur du Laboratoire d’accueil :
Il s’avère que la connaissance du microbiote intestinal est de prime importance afin de développer des
stratégies probiotique dans le domaine de la santé. L’équipe demandeuse est une des toutes premières, à
forte visibilité internationale. Elle a un savoir-faire avéré qui est également largement reconnu par le monde
industriel comme l’attestent les nombreux contrats de recherche avec l’industrie. Le projet proposé s’inscrit
dans les axes prioritaires de l’équipe. Je donne donc un avis favorable à ce dossier.
Le directeur du laboratoire d’accueil certifie l'exactitude des renseignements fournis ci-avant et
atteste avoir pris connaissance des éléments de cadrage de l’appel à candidatures.
Il a bien noté :

Que le candidat proposé devra s’inscrire dans une école doctorale et satisfaire toutes les obligations
de la dite école en matière de sélection de la candidature

Que le candidat prend l'engagement de soutenir une thèse et d'effectuer les travaux, à plein temps,
qui lui seront confiés par son Directeur de thèse.
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
Que toute autre activité salariée ne sera autorisée que dans les limites posées par le décret
du 23 avril 2009 qui définit le cadre d’exercice du contrat doctoral et que celle-ci ne sera pas prise en
charge financièrement par la Région.

Que la Région ne prend en aucune manière l'engagement d’assurer au candidat doctorant
une embauche à la fin de sa thèse.
Fait à Lille, le 12/01/2016
Le Directeur du laboratoire d’accueil
Camille LOCHT
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III/ ETABLISSEMENT d’INSCRIPTION ou ORGANISME
Nom de l’établissement d’inscription ou de l’organisme : Université de Lille 2, Droit et Santé
Représentant légal : Pr. Xavier Vandendriessche
Adresse : 42, rue Paul Duez - 59000 Lille - France
N° de téléphone : +33 (0)3 20 96 43 43
N° de télécopie : +33 (0)3 20 88 24 32
E-mail : [email protected]
Avis motivé de l’Etablissement d’inscription ou de l’organisme :
- sur le positionnement du projet par rapport à ses priorités scientifiques
-
-sur le positionnement du projet par rapports aux principes directeurs prioritaires
régionaux
-
sur la qualité de l’encadrement après consultation de l’école doctorale de
rattachement, (joindre l’avis de l’école doctorale)
-
sur la réalité du cofinancement, (joindre un document de principe marquant l’intérêt
du cofinanceur pour le sujet)
Cofinancement potentiel:
Université, à préciser :
Organisme de recherche, à préciser :
Agence Nationale, à préciser :
Entreprise, à préciser :
Autres, à préciser
L’établissement d’inscription ou l’organisme est habilité à délivrer le diplôme de docteur
(Sinon remplir la partie établissement d’inscription ci-dessous)
 L’établissement d’inscription ou l’organisme est gestionnaire du contrat
(Sinon remplir la partie gestionnaire ci-dessous)
Le représentant de l’établissement d’inscription ou l’organisme certifie l'exactitude des
renseignements fournis ci-avant et atteste avoir pris connaissance des éléments de cadrage de
l’appel à candidatures.
Il a bien noté :
* Que le candidat prend l'engagement de soutenir une thèse et d'effectuer les travaux, à plein temps, qui
lui seront confiés par son Directeur de thèse.
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* Que toute autre activité salariée ne sera autorisée que dans les limites posées par le décret du 23 avril
2009 qui définit le cadre d’exercice du contrat doctoral et que celle-ci ne sera pas prise en charge
financièrement par la Région.
* Que la Région ne prend en aucune manière l'engagement d’assurer au candidat doctorant une embauche
à la fin de sa thèse
Fait à
, le
Représentant légal de l’établissement
d’inscription ou l’organisme
Partie inscription
Pour les organismes, préciser l’établissement d’inscription du candidat en thèse :
Nom de l’établissement d’inscription du candidat en thèse :
Représentant légal :
Adresse :
N° de téléphone :
N° de télécopie :
E-mail :
(Joindre une attestation de l’établissement d’inscription acceptant le principe de l’inscription en
thèse du candidat qui aura été sélectionné(e))
Partie gestion
Pour les établissements non gestionnaires du contrat, établissement gestionnaire retenu :
Nom de l’établissement gestionnaire :
Représentant légal :
Adresse :
N° de téléphone :
N° de télécopie :
E-mail :
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