Rôle des serpines, inhibiteurs de protéases à serine, du microbiote digestif humain dans les maladies inflammatoires de l'intestin

Involvement of the serpins, serine-protease inhibitors, from the human gut microbiota in inflammatory bowel diseases

• Auteur / Autrice : Héla Mkaouar
• Direction : Moez Rhimi, Raja Mokdad-Gargouri, Emmanuelle Maguin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 25/06/2019
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE) en cotutelle avec Université de Sfax (Tunisie), École nationale d'ingénieurs de Sfax (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Microbiologie de l'Alimentation au Service de la Santé humaine (Jouy-en-Josas) - Laboratoire de Microorganismes et de Biomolécules (Sfax, Tunisie)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Samir Bejar
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Moez Rhimi, Raja Mokdad-Gargouri, Samir Bejar, Yassine Ben Ali, Corinne Grangette, Jean-Claude Desfontis
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yassine Ben Ali, Corinne Grangette

Mots clés

Mots clés contrôlés

Métagénomique

Serpines

Maladies inflammatoires chroniques de l'intestin

Flore intestinale

Mots clés libres

Métagénomique fonctionnelle

Efficacité d'inhibition

Inflammation intestinale

Inhibiteur de protéases à serine (Serpin)

Validation de l'effet in vivo

Serpine

Microbiote intestinal

Functional metagenomics

Inhibition efficiency

Inflammatory bowel diseases (IBD)

Serine protease inhibitor (Serpin)

In vivo validation

Serpin

Gut microbiota

Résumé

Les inhibiteurs des protéases à sérine (Serpins) constituent une classe d'enzymes très peu étudiée chez les bactéries. Dans ce travail de thèse nous nous sommes intéressés à l'étude des serpins provenant du microbiote intestinal et l'investigation de leur potentiel anti-inflammatoire pour le traitement des maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI) chez l'homme. Pour cela nous avons identifié les serpins provenant du microbiote intestinal humain et analysé leur diversité ainsi que leur distribution entre les individus malades et sains. Ces données nous ont permis d'isoler les serpins significativement associées aux MICI. La purification de quarte d'entre elles nous a amené à démontrer qu'elles inhibent les protéases humaines impliquées dans les MICI. L'analyse biochimique et cinétique approfondie de ces protéines a montré qu'elles possèdent des propriétés originales notamment leur efficacité d'inhibition élevée. L'étude de l'effet protecteur de trois serpins chez un modèle animal de colite a démontré pour la première fois l'efficacité des serpins in vivo démontrant ainsi leur potentiel thérapeutique.

Serine protease inhibitors (Serpins) are a class of proteins that reamin poorly studied in bacteria. In this thesis we are interested in the study of serpins originating from the intestinal microbiota and the investigation of their anti-inflammatory potential for the treatment of inflammatory bowel diseases (IBD) in humans. For this we have identified serpins from the human gut microbiota and analyzed their diversity as well as their distribution between healthy and IBD patients. These data allowed isolating serpins significantly associated with IBD. The purification of four of them led us to demonstrate that they inhibit human proteases involved in IBD. Biochemical and kinetic analysis of these proteins showed that they exhibit original properties, in particular their high inhibition efficiency. The study of the protective effect of three serpins in an animal model of colitis demonstrated for the first time the efficacy of serpins in vivo demonstrating thus their therapeutic potential.