UMR INSERM 1071 Barnich - Ecole Doctorale des Sciences de la

ECOLE DOCTORALE DES SCIENCES DE LA VIE ET DE LA SANTE
Dossier de demande d'allocation de recherche pour la rentrée 2012
Laboratoire d'accueil :
M2iSH « Microbes, Intestin, Inflammation et Susceptibilité de l’Hôte » UMR 1071 Inserm/Université
d’Auvergne, USC INRA 2018
Centre Biomédical de Recherche et de Valorisation, 28 Place Henri Dunant, 63000 Clermont-Ferrand,
France.
Directeur du laboratoire :
Pr. Arlette DARFEUILLE-MICHAUD
Directeur de thèse :
Dr. Nicolas BARNICH (MCU-HDR)
Date d'obtention de l'HDR du Directeur de thèse :
HDR obtenue le 8 janvier 2009
Titre de la thèse :
Caractérisation de l’inflammation induite dans un modèle murin d’infection à Escherichia coli
adhérents et invasifs mimant la susceptibilité à développer une Maladie de Crohn
Exposé du sujet proposé :
La maladie de Crohn (MC) est une inflammation chronique du tube digestif avec une
prévalence de 70-100 cas pour 100 000 habitants dans les pays industrialisés. L’étiologie est
multifactorielle, et la MC serait le résultat d’une réponse immunitaire aberrante à des facteurs de
l’environnement, dont des bactéries pathogènes, chez un hôte génétiquement prédisposé. Des études
de génétique humaine ont révélé la présence de mutations du gène nod2 codant un récepteur
intracellulaire ou des gènes ATG16L1 et IRGM impliqués dans l’autophagie, renforçant l’hypothèse
d’une implication de bactéries invasives dans la MC. Des souches de E. coli adhérentes et invasives
(AIEC), isolées de lésions iléales de patients atteints de MC, adhèrent à la muqueuse iléale de
patients atteints de MC via le récepteur entérocytaire CEACAM6 anormalement exprimé chez les
patients. Les patients qui exprimeraient un récepteur intracellulaire NOD2 variant et le récepteur
CEACAM6 au niveau iléal seraient prédisposés à développer une MC. Par ailleurs, un régime
alimentaire de type occidental riche en sucres et matières grasses augmente le risque de MC. Pour
étudier cette hypothèse, un modèle de souris transgéniques exprimant le récepteur CEACAM6
humain et invalidées pour le gène nod2 recevra un régime alimentaire de type occidental.
L’inflammation sera caractérisée en mesurant les niveaux de cytokines pro-inflammatoires et anti-
inflammatoires sécrétées au niveau de la muqueuse intestinale, ainsi que l’activation de
l’inflammasome (plus particulièrement le récepteur NALP3). Nous analyserons par des approches
globales le microbiote de ces souris et nous étudierons le rôle de l’immunité adaptative (polarisation
Th1, Th2, Th17 et Treg des lymphocytes T de la lamina propria, rôle des lymphocytes B) dans le
développement et le maintien de l’inflammation suite à l’infection par des souches AIEC. Nous
envisagerons également dans ce modèle de tester pour bloquer l’inflammation le surnageant de
culture de Faecalibacterium prausnitzii, bactérie ayant des propriétés anti-inflammatoires sachant que
la concentration luminale est diminuée chez les patients MC. D’un point de vue clinique, la
caractérisation du processus inflammatoire devrait permettre de cibler des molécules et/ou traitements
anti-inflammatoires spécifiques pour contrôler les infections à AIEC chez les patients génétiquement
prédisposés.

Liste des 8 meilleures publications du Directeur de thèse de 2007 à 2011
1– BARNICH N., CARVALHO F.A., GLASSER A.L., DARCHA C., JANTSCHEFF P., ALLEZ M.,
PEETERS H., BOMMELAER G., DESREUMAUX P., COLOMBEL J.F., DARFEUILLE-MICHAUD A.
CEACAM6 as receptor of Adherent-Invasive Escherichia coli supports ileal mucosa colonization in
Crohn's disease patients. J Clin Invest. 2007, 117:1566-74 (IF : 16,915).
2– CARVALHO FA., BARNICH N., SAUVANET P., DARCHA C., GELOT A., DARFEUILLE-MICHAUD
A. Crohn’s disease-associated Escherichia coli LF82 aggravates colitis in injured mouse colon via
signalling by flagellin. Inflammatory Bowel Disease, 2008, 14:1051-60 (IF : 4,705).
3– YAMAMOTO-FURUSHO J.K., BARNICH N, HISAMATSU T, PODOLSKY D.K. MDP-NOD2
stimulation induces HNP-1 secretion which contributes to NOD2 anti-bacterial function. Inflammatory
Bowel Disease, 2010, 16:736-42. (IF : 4,71).
4– CARVALHO FA*., BARNICH N*., SIVIGNON A., DARCHA C., CHAN C., STANNERS C.,
DARFEUILLE-MICHAUD A. Crohn's disease adherent-invasive Escherichia coli colonize and induce
strong gut inflammation in transgenic mice expressing human CEACAM. J. Exp. Med. 2009,
206:2179-89. (*contribution égale) (IF : 15,61).
5– MIQUEL S., CLARET L., BONNET R., DORBOZ I., BARNICH N., DARFEUILLE-MICHAUD A.
Role of decreased levels of Fis histone-like protein in Crohn's disease-associated adherent invasive
Escherichia coli LF82 bacteria interacting with intestinal epithelial cells. J Bacteriol, 2010, 192:1832-
43. (IF : 3,63).
6– ROLHION N., BARNICH N., BRINGER MA., GLASSER AL., RANC J., HEBUTERNE X., HOFMAN
P., DARFEUILLE-MICHAUD A. Abnormally expressed ER stress response chaperone Gp96 in CD
favours adherent-invasive Escherichia coli invasion. Gut, 2010, 59:1355-62. (IF : 9,76).
7– MARTINEZ-MEDINA M., GARCIA-GIL J., BARNICH N., WIELER LH., EWERS C. Intestinal
pathogenic E. coli strains from cats, dogs and swine display an Adherent-Invasive Escherichia coli
(AIEC) phenotype. Appl Environ Microbiol. 2011 Aug 15;77(16):5813-7. Epub 2011 Jun 24. (IF : 3,68).
8– DENIZOT J., SIVIGNON A., BARREAU F., DARCHA C., CHAN HC., STANNERS C., HOFMAN P.,
DARFEUILLE-MICHAUD A., BARNICH N. Crohn’s disease-associated AIEC increase intestinal
permeability and translocate through intestinal mucosa in CEABAC10 mice. Inflamm Bowel Dis. 2012
Feb;18(2):294-304. (IF : 4,64).
Liste des thèses dirigées ou co-dirigées par le Directeur de thèse de 2007 à 2011
- Frédéric CARVALHO, Bourse MENRT, Moniteur IUT, Université d’Auvergne, co-direction avec
Arlette DARFEUILLE-MICHAUD, soutenue le 25 avril 2008.
- Jérémy DENIZOT, Bourse MENRT, Contrat doctoral avec enseignement à l’IUT, thèse en cours
(3
ème
année)
Liste des publications issues de la thèse des étudiants mentionnés ci-dessus (encadrés par
Directeur et co-directeur éventuel)
- ROLHION N., CARVALHO F., DARFEUILLE-MICHAUD A. OmpC and the sigmaE regulatory
pathway are involved in adhesion and invasion of the Crohn’s disease-associated Escherichia coli
strain LF82. Molecular Microbiology, 2007, 63:1684-1700 (IF : 5,462).
- BARNICH N., CARVALHO F.A., GLASSER A.L., DARCHA C., JANTSCHEFF P., ALLEZ M.,
PEETERS H., BOMMELAER G., DESREUMAUX P., COLOMBEL J.F., DARFEUILLE-MICHAUD A.
CEACAM6 as receptor of Adherent-Invasive Escherichia coli supports ileal mucosa colonization in
Crohn's disease patients. J Clin Invest. 2007, 117:1566-74 (IF : 16,915).
- CARVALHO FA., BARNICH N., SAUVANET P., DARCHA C., GELOT A., DARFEUILLE-MICHAUD
A. Crohn’s disease-associated Escherichia coli LF82 aggravates colitis in injured mouse colon via
signalling by flagellin. Inflammatory Bowel Disease, 2008, 14:1051-60 (IF : 4,705).

– BARNICH N., DENIZOT J., DARFEUILLE-MICHAUD A. E. coli-mediated gut inflammation in
genetically predisposed Crohn's disease patients. Pathol Biol 2010 (Paris). (IF : 0,96).
– DENIZOT J., SIVIGNON A., BARREAU F., DARCHA C., CHAN HC., STANNERS C., HOFMAN P.,
DARFEUILLE-MICHAUD A., BARNICH N. Crohn’s disease-associated AIEC increase intestinal
permeability and translocate through intestinal mucosa in CEABAC10 mice. Inflamm Bowel Dis. 2012
Feb;18(2):294-304. (IF : 4,64).
Devenir des anciens étudiants mentionnés ci-dessus
Frédéric CARVALHO, Stage post-doctoral, Emory University, Atlanta, USA de Novembre 2008 à Aout
2011, ATER à l’Université d’Auvergne, UFR Pharmacie, depuis Septembre 2011.
Contrats obtenus par le directeur de thèse pendant la période 2007-2011
Février 2007 : Elaboration d’un modèle murin d’étude de la piste infectieuse à Escherichia coli
adhérent et invasif (AIEC) dans la maladie de Crohn. Bonus Qualité Recherche. Montant : 9 273
euros.
2009-2011 : ERA-NET PathoGenomics, 2
nd
European Call 2008 : Identification of hot spots of
divergence and rapidly changing genes within Shiga toxin-producing Escherichia coli. Project
Coordonator : Dr Alexander Mellmann; Partners : Dr Nicolas Barnich, Dr Dorothea Orth, Dr Eduard
Torrents. Montant : 170 000 euros.
2010 : Etude de la capacité des souches adhérentes et invasives de Escherichia coli à coloniser,
induire une inflammation et déstabiliser la barrière intestinale chez des souris transgéniques exprimant
le récepteur CEACAM6 et invalidées pour le gène nod2. Association François Aupetit. Montant :
30 000 euros.
2010-2011 : Appel à propositions « NOUVEAU CHERCHEUR », Conseil Régional d’Auvergne.
Virulence de souches de Escherichia coli invasives dans un modèle murin mimant la susceptibilité des
patients atteints de maladie de Crohn. Montant : 99 600 euros, incluant un salaire de post-doctorant
sur 2 ans.
2011 : Etude des mécanismes épigénétiques contrôlant l’expression de CEACAM6 à l’état basal et suite
à une infection par des bactéries AIEC dans la muqueuse iléale de patients atteints de maladie de
Crohn. Association François Aupetit. Montant : 20 000 euros.

Microbes, Intestin, Inflammation et Susceptibilité de l’Hôte, M2iSH, UMR 1071
INSERM/Université d’Auvergne (Pr A Darfeuille-Michaud)
Directeur de thèse : Nicolas BARNICH (MCU-HDR)
[e-mail]
Caractérisation de l’inflammation induite dans un modèle murin d’infection à Escherichia coli
adhérents et invasifs mimant la susceptibilité à développer une Maladie de Crohn
Des souches de E. coli adhérentes et invasives (AIEC), isolées de lésions iléales de patients
atteints de maladie de Crohn (MC), adhèrent à la muqueuse iléale de patients atteints de MC via le
récepteur entérocytaire CEACAM6. Un modèle de souris transgéniques exprimant le récepteur
CEACAM6 humain et invalidées pour le gène nod2 recevant une nourriture de type occidental riche
en sucres et matières grasses sera utilisé. L’inflammation sera caractérisée en mesurant les niveaux
de cytokines pro-inflammatoires et anti-inflammatoires sécrétées au niveau de la muqueuse
intestinale, ainsi que l’activation de l’inflammasome (plus particulièrement le récepteur NALP3). Le
microbiote de ces souris sera analysé par une approche globale et le rôle de l’immunité adaptative
(polarisation Th1, Th2, Th17 et Treg des lymphocytes T de la lamina propria, rôle des lymphocytes B)
dans le développement et le maintien de l’inflammation suite à l’infection par des souches AIEC sera
étudié. Dans ce modèle, le surnageant de culture de Faecalibacterium prausnitzii, bactérie ayant des
propriétés anti-inflammatoires et diminuée chez les patients MC, sera testé pour ces propriétés anti-
inflammatoires. La caractérisation du processus inflammatoire devrait permettre de cibler des
molécules et/ou traitements anti-inflammatoires spécifiques.
- DENIZOT J. SIVIGNON A. BARREAU F. DARCHA C. CHAN HC. STANNERS C. HOFMAN P.
DARFEUILLE-MICHAUD A. BARNICH N. Crohn’s disease-associated AIEC increase intestinal
permeability and translocate through intestinal mucosa in CEABAC10 mice. Inflamm Bowel Dis.
2012;18:294-304