Impact du microbiote intestinal sur le développement du neuropaludisme

Impact of the intestinal microbiota on the development of neuromalaria

• Auteur / Autrice : Jérémy Alloo
• Direction : Sylviane Pied
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Soutenance le 18/01/2024
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'infection et d’immunité de Lille
• Jury : Président / Présidente : Boualem Sendid
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Corinne Grangette, Gérard Eberl, Anne-Judith Waligora-Dupriet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Agnès Aubouy, Jean-Paul Coutelier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Expérimentation animale

Immunomodulation

Inflammation

Médiateurs de l'inflammation

Dysbiose

Microbiome gastro-intestinal

immunologie

physiopathologie

Paludisme cérébral

Expérimentation animale

Immunomodulation

Neuro-inflammation

Dysbiose

Flore intestinale

Aspect immunologique

Physiopathologie

Neuropaludisme

Mots clés libres

Neuroinflammation

Microbiote intestinal

Physiopathologie

Paludisme

Immunomodulation

Immunologie

Neuroinflammation

Immunology

Intestinal microbiota

Malaria

Pathophysiology

Immunomodulation

Résumé

Le neuropaludisme (NP) est une maladie neuroinflammatoire parasitaire due à une infection à Plasmodium (P.) falciparum. Le processus neurophysiopathologique est principalement lié à la séquestration d'érythrocytes infectés par un parasite dans des micro vaisseaux cérébraux et à l'activation d'astrocytes et de cellules microgliales, ce qui crée un environnement neurotoxique par la production de médiateurs pro-inflammatoires et le recrutement au cerveau de lymphocytes pathologiques TCD8. Des découvertes récentes sur l'axe intestin-cerveau démontrent l'importance du microbiote intestinal dans la modulation de l'inflammation cérébrale dans différents contextes neuropathologiques auto-immuns tels que l'Alzheimer ou la sclérose en plaques qui partagent des similitudes avec les mécanismes inflammatoires impliqués dans le NP. Nous montrons ici que la dysbiose du microbiote intestinal inhibe le développement du NP. En effet, les souris sensibles au NP avec un microbiote intestinal altéré dû au traitement par un cocktail d'antibiotiques sont protégées contre le NP induit par une infection par P. berghei ANKA. L'analyse NGS du microbiote intestinal a montré un changement dans la composition du microbiome chez les souris infectées et traitées infectées. Ce changement est lié à l'intégrité de la barrière hémato-encéphalique et de la barrière intestinale. En effet, les akkermensia et les parabacteroides, connues pour leurs propriétés anti-inflammatoires, étaient parmi les plus touchées chez les souris résistantes au NP. De plus, l'analyse RTq-PCR des cytokines proinflammatoires et de l'expression des gènes des chimiokines a montré une réduction de la réponse inflammatoire. En outre, l'analyse cytométrique en flux des astrocytes et des microglies a confirmé la diminution de leur phénotype inflammatoire au cours de la dysbiose chez les souris infectées de la même façon que chez les souris résistantes au NP. Ensemble, ces résultats suggèrent que la composition du microbiote intestinal peut contrôler l'inflammation du cerveau en modulant l'activité des cellules gliales pendant le neuropaludisme.

Cerebral malaria (CM) is a parasitic neuroinflammatory disease due to infection with Plasmodium (P.) falciparum. The neurophysiopathological process is mainly linked to the sequestration of parasite infected erythrocytes in brain microvessels and to the activation of astrocytes and microglial cells, which creates a neurotoxic environment via the production of pro-inflammatory mediators and the recruitment to brain of pathological TCD8 lymphocytes. Recent findings on the gut-brain axis demonstrate the importance of the gut microbiota in modulating brain inflammation in different autoimmune neuropathological contexts such as Alzheimer or multiple sclerosis which share similarities with inflammatory mechanisms involved in CM. Here, we show that the dysbiosis of gut microbiota inhibits the development of CM. Indeed, CM susceptible mice with an altered gut microbiota due to treatment with a cocktail of antibiotics are protected from CM induced by infection with P. berghei ANKA. NGS analysis of the gut microbiota shown a change in the microbiome composition both in infected and treated-infected mice. This change correlated with the integrity of the brain blood and intestinal barriers. Indeed, akkermensia and parabacteroides, known for their anti-inflammatory properties, were among the most affected in CM infected resistant mice. Moreover, RTq-PCR analysis of proinflammatory cytokines and chemokines gene expression showed a reduction of the inflammatory response. In addition, flow cytometry analysis of astrocytes and microglia confirmed the decrease in their inflammatory phenotype during dysbiosis in infected mice similarly to mice resistant to CM. Altogether these results suggest that the gut microbiota composition can control brain inflammation by modulating the activity of glial cells during Malaria.