Sujet 2

Offre de poste d’étudiant en thèse en co-encadrement à l’UMR 1071 INSERM /
Université d’Auvergne et l’UMR INSERM 1107 / Université d’Auvergne (ClermontFerrand)
Lieu : l’UMR 1071 INSERM, "Microbe, intestin, inflammation et susceptibilité de l'hôte"
et l’UMR INSERM 1107 Neuro-Dol, laboratoire de Pharmacologie Fondamental et
Clinique de la Douleur (Clermont-Ferrand)
Contacts : Dr Mathile Bonnet ([email protected]) et Dr Frédéric CARVALHO
([email protected])
Contrat : 3 ans à temps plein
Employeur : Université d’Auvergne, Clermont-Ferrand
Date d’entrée en poste : Octobre – Novembre 2015
Financement : Public – Allocation de la région Auvergne obtenue sur un appel à
projet « Thématiques émergentes »
Titre du sujet de thèse : Etude des perturbations de l’intégrité intestinale en cas
d’infection par des organismes pathogènes : Conséquences sur le comportement et
le bien-être
Le sujet de la thèse portera sur l’étude des perturbations de l’intégrité intestinale en cas
d’infection par des organismes pathogènes et de ses conséquences sur le comportement et
le bien-être. Nous souhaitons aborder cette problématique en analysant l’impact d’une
perturbation du microbiote intestinal induite par des agents pathogènes sur différents
paramètres coliques et comportementaux. Plusieurs modèles seront utilisés pour mimer les
perturbations de l’intégrité de la muqueuse colique pendant et après une infection. Le
premier modèle a été développé en collaboration entre l’équipe PFCD de l’UMR NEURODOL et l’Unité M2iSH : il est basé sur l’apparition de perturbations de l’intégrité de la
muqueuse colique pendant et après une infection avec des bactéries du genre Escherichia
coli de type LF82, qui sont des bactéries adhérentes invasives (AIEC). Ces bactéries
seraient potentiellement impliquées dans la maladie de Crohn et pourraient être
responsables des atteintes aigues caractéristiques de la pathologie mais également des
perturbations de la sensibilité colique pendant les phases de rémission de la maladie. Le
deuxième modèle que nous souhaitons développer est basé sur une infection à Citrobacter
rodentium qui, contrairement aux AIEC, sont des bactéries pathogènes chez la souris. Ce
modèle offre l’avantage d’éviter l’utilisation d’animaux transgéniques (souris CEACAM6-/-)
du précédent modèle et semble plus pertinent dans une problématique de prédictibilité
clinique. L’ouverture de la nouvelle animalerie A2 de la Faculté de Médecine et Pharmacie
nous permettra d’utiliser ces bactéries. Nous envisageons aussi de faire cette étude sur des
modèles de susceptibilité au CCR tels que les souris APCmin/+ infectées par des souches de
E.coli isolées de patients atteints de cancer colique. Nous avons montré que les muqueuses
des patients atteints de CCR sont anormalement colonisées par des souches de E.coli
pathogènes exprimant certains facteurs de virulence comme des genotoxines (Bonnet al.
Clin Cancer Research 2014). Les propriétés pro-carcinogènes de ces souches ont pu être
démontrées dans différents modèles murins (Cougnoux et al. 2014 ; Bonnet et al. 2014).
Pour ne pas se limiter aux infections bactériennes, un troisième modèle d’infection
parasitaire à Blastocystis sera développé en collaboration entre l’équipe PFCD de l’UMR
NEURO-DOL et de l’équipe IHP du LMGE. En effet, plusieurs études épidémiologiques ont
rapporté de fortes prévalences de Blastocystis chez les patients atteints de SII (Poirier et al.
2012 ; Nourrisson et al. 2014). Blastocystis est un parasite unicellulaire anaérobie du tube
digestif de l’Homme fréquemment retrouvé dans les selles. L’équipe Interactions Hôtes-
Parasites (IHP) du LMGE a montré que sa prévalence en France pouvait atteindre 14,5% de
la population (Poirier et al. 2011). Des travaux menés sur des protistes environnementaux
ont démontré la capacité de ces micro-organismes eucaryotes à modifier sélectivement la
flore bactérienne au sein de laquelle ceux-ci évoluent (Glucksman et al. 2010). L’équipe IHP
a ainsi pu montrer que des sujets porteurs de Blastocystis, même asymptomatiques,
présentaient une diminution de bactéries intestinales considérées comme ayant un rôle
protecteur (i.e. Bifidobactéries et Faecalibacterium prausnitzii) (Nourrisson et al. 2014).
Blastocystis (sous-type 4) est retrouvé chez les rongeurs à l’état sauvage, en particulier
chez le rat (Tan, 2008). Les rats ont été utilisés comme modèles animaux dans différentes
études pour étudier le cycle de développement et la pathogénie de Blastocystis. Néanmoins
il n’existe aucun protocole standard d’infection expérimentale de rats ou de souris par
Blastocystis. Cette standardisation sera réalisée dans le cadre de notre projet.
Ces modèles serviront de base pour étudier les modifications de l’intégrité de la
muqueuse colique avec notamment la mesure in vitro et in vivo de l’inflammation, du niveau
de stress oxydant, de la perméabilité intestinale, et de l’activation de voies de signalisation
pro-inflammatoire. Ces études seront effectuées par imagerie photonique (mesure de
l’inflammation), par technique histologique (coloration, immunomarquage) et par évaluation
de différents paramètres biologiques par analyse protéomique (western-blot, ELISA) ou
transcriptomique (qRT-PCR, TLDA, puces à ADN). La perméabilité intestinale pourra être
évaluée ex-vivo en utilisant des chambres de Ussing ou in vivo (mesure du passage de
molécules inertes telles que le dextran-FITC, immunomarquages de protéines de jonction
sur coupes). Une étude systématique du bien-être de l’animal sera effectuée (mesure de la
sensibilité, de la qualité de vie et des répercussions cognitivo-émotionnelles) pendant et
après l’infection par les agents pathogènes.
Présentation des laboratoires d’accueil
L’UMR 1071 Inserm/université d’Auvergne mène depuis une quinzaine d’années des
travaux consistant à analyser la relation bactéries-hôte en étudiant les Escherichia coli
pathogènes impliqués dans les maladies inflammatoires chroniques du tube digestif, en
particulier la maladie de Crohn (MC) et les E. coli entérohémorragiques responsables de
diarrhées aiguës et de syndrome hémolytique et urémique. Un dialogue permanent s’établit
dans le tube digestif entre le micobiote et l’hôte et tout déséquilibre de cette symbiose est à
l’origine de nombreuses pathologies. Nous avons plus particulièrement été pionniers dans la
mise en évidence que la muqueuse iléale des patients atteints de MC était anormalement
colonisée par Escherichia coli. Notre hypothèse est que le développement de la MC pourrait
être lié à une susceptibilité génétique des patients à être colonisés par les souches
pathogènes de Escherichia coli (adherent-invasive E. coli ou AIEC) qui sont capables
d’adhérer et de promouvoir leur internalisation dans les cellules épithéliales intestinales, de
survivre et de se multiplier dans les cellules macrophagiques. Nous avons également
développé un modèle animal qui surexprime la protéine CEACAM6 au niveau intestinal et
qui sert de récepteur aux bactéries AIEC pour coloniser la muqueuse intestinale. Plus
récemment, l’Unité a initié des travaux visant à disséquer les mécanismes moléculaires
impliqués dans la perturbation de la fonction de barrière intestinale en prenant en compte la
piste infectieuse à Escherichia coli adhérent et invasifs et le mode de vie occidental, en
particulier la nutrition.
De plus, en raison du lien fort qui existe entre inflammation chronique et cancer, nous
avons également ouvert en 2008 un nouveau sujet d’étude concernant la piste infectieuse à
E. coli dans le développement de cancer colorectal (CCR). Nous avons en particulier montré
une prévalence anormale de souches de E. coli producteurs de genotoxine (îlot pks) chez
les patients atteints de cancer colorectal, et montré leurs propriétés pro-carcinogènes dans
différents modèles murins de CCR.
Les travaux développés au sein de l’UMR M2iSH s’articulent principalement selon trois
axes de recherche : (i) exploration de la virulence de Escherichia coli responsables de
pathologies inflammatoires intestinales, (ii) étude de la prédisposition de l’hôte à l’infection
par E. coli dans la maladie de Crohn et le cancer colorectal, et (iii) développement de
nouvelles thérapies spécifiques.
L’équipe PFCD est spécialisée dans l’analyse comportementale et plus particulièrement
de la sensibilité somatique et viscérale. Elle possède l’ensemble des matériels nécessaires à
ces explorations en termes de tests de douleur mais également d’analyse du comportement,
de la cognition et des perturbations émotionnelles. Parallèlement à cet axe fort de
compétence, ce laboratoire possède les matériels nécessaires aux analyses en imagerie
microscopique, aux techniques de biologie cellulaire et moléculaire. Enfin, elle est
directement en lien avec la plateforme animalerie du 6ème étage de la faculté de médecine
et pharmacie qui comportera dès cette année une animalerie annexe, A2, nécessaire à
l’utilisation des modèles infectieux développés dans ce projet. Parmi les personnels du
laboratoire engagés dans ce projet de recherche, F. CARVALHO est le spécialiste de la
mesure de la sensibilité colique et connaît parfaitement les techniques d’analyse de
l’intégrité de la muqueuse colique ; F. MARCHAND sera le référent pour l’analyse des
perturbations de la « qualité de vie » et Y. AISSOUNI apportera ses compétences dans
l’organisation du travail et les techniques de prélèvements.