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 NFB 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 8 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. 9 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 10 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. 11 * 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 : 12