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Thèse Année : 2019

Modulation of Inflammation in Intestinal Epithelial and Immune Cells by N-Acyl Homoserine Lactones and their Synthetic Analogues

Modulation de l’inflammation de cellules épithéliales intestinales et immunitaires par les N-Acyl homoserine lactones et leurs analogues synthétiques

Résumé

IBD are chronic intestinal disorders leading to bowel damages and increased intestinal cancer risk. Their pathogenesis involves many factors : dysregulation of immunity to commensal bacteria and changes in the microbiota composition called dysbiosis. These pathologies are soaring extremely fast. The importance of host-bacteria dialog has drawn attention to the bacterial communication named Quorum Sensing. Driven by N-acyl-homoserine lactones (AHL) in Gram-negative bacteria, QS had never been studied in the human gut microbiota. Our team identified up to 14 AHL through LC-MS/MS, among which a doubly unsaturated AHL of formula 3oxoC12:2-HSL. This AHL correlated to patients’ IBD status : healthy controls and patients in remission exhibited high levels, while patients with active disease showed no or little amounts of the biomarker. It has otherwise been shown that a natural AHL of close structure (3oxoC12-HSL) can interfere with inflammation in mammalian epithelial and immune cells. Its mechanism of action remains yet unknown. Using the natural 3oxoC12-HSL as a template, we studied the effects, stability and metabolism of the two AHL on intestinal epithelial cells, macrophages and bacteria strains. To explore further their mechanism of action we developed several tagged-molecules for cell imaging and pull-down assays. Finally, we performed a Structure-Activity-Relationship study to evaluate the impact of chemical modifications on the biological activity of natural AHL and the patterns retaining anti-inflammatory activity. This study highlighted several improved analogues.
Les MICI sont caractérisées par l’inflammation chronique de l’épithélium intestinal et mettent en jeu des facteurs multiples : environnement, prédisposition génétique, perturbations immunitaires et déséquilibre du microbiote appelé dysbiose. Leur prévalence a fortement augmenté au cours des dernières décennies. L’importance de la relation hôte-microbiote implique le mode de communication bactérienne appelé Quorum Sensing. Basé sur les N-Acyl Homoserine Lactones (AHL) chez les bactéries Gram négatif, celui-ci n’avait jamais été étudié dans le microbiote intestinal humain. Notre équipe a identifié par LC/MS 14 AHL dans des échantillons fécaux, dont une AHL insaturée (3oxoC12:2-HSL). Celle-ci montre des corrélations avec le statut médical du donneur car présente chez les donneurs sains et les patients en rémission, mais significativement diminuée ou absente chez les malades en poussée. En parallèle, il est connu qu’une AHL de structure proche (3oxoC12-HSL) peut moduler la réponse inflammatoire et immunitaire de l’hôte. Néanmoins son mécanisme d’action reste encore incertain. En utilisant la 3oxoC12-HSL comme modèle, nous avons étudié les effets biologiques, la stabilité et le métabolisme des deux AHLs dans des cellules épithéliales de l’intestin, des cellules immunitaires et des souches bactériennes. Afin d’explorer plus en avant leur mécanisme d’action, nous avons développé des molécules marquées pour l’imagerie et la recherche de récepteurs. Enfin, nous avons développé des analogues bio-inspirés pour étudier la relation structure-effets des AHL. Cette étude a mis en évidence plusieurs analogues plus actifs que les molécules naturelles.
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  • HAL Id : tel-03400306 , version 1

Citer

Agathe Peyrottes. Modulation of Inflammation in Intestinal Epithelial and Immune Cells by N-Acyl Homoserine Lactones and their Synthetic Analogues. Hépatology and Gastroenterology. Sorbonne Université, 2019. English. ⟨NNT : 2019SORUS315⟩. ⟨tel-03400306⟩
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