Entéropathie du nouveau-né prématuré : approche clinique, metagénomique et métabolomique

Preterm neonatal enteropathy : focus on gut microbiota, microbiome and faecal metabolome

• Auteur / Autrice : Camille Brehin
• Direction : Matteo Serino, Eric Oswald
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie, santé, biotechnologies
• Date : Soutenance le 11/12/2019
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie Santé Biotechnologies (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche en santé digestive (Toulouse ; 2016-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Flore intestinale

Prématurés -- Maladies

Maladie coeliaque

Mots clés libres

Entérocolite

Prématurité

Microbiote intestinal

Metagénome

Métabolome fécal

Enterocolitis

Preterm

Gut microbiota

Metagenome

Fecal metabolome

Résumé

L'Entérocolite Ulcéro-Nécrosante (ECUN) est la pathologie intestinale la plus grave chez les nouveau-nés prématurés. Aucun essai clinique ou étude de cohorte ne s’est intéressé uniquement au stade I de l’ECUN. Nous avons analysé des échantillons de selles prélevées chez des nourrissons de moins de 34 semaines d'âge gestationnel, dont 11 nourrissons qui ont développé une entéropathie (ECUN-I)) et 21 témoins appariés. Les communautés bactériennes des selles ont été profilées par séquençage du gène 16S de l'ARNr bactérien. Le métabolome fécal a été analysé par NMR. Au cours de la première décade de vie (J1 à 10), les échantillons de nourrissons entéropathes tendaient vers une diversité alpha plus faible que chez les témoins avec une différence significative dans la répartition des communautés bactériennes, mais pas au niveau des métabolites fécaux. Dans la deuxième décade (J11-J20), l’analyse du microbiome ne montre pas de différence entre entéropathes et témoins mais l’analyse métabolomique montre une diminution significative du taux de sérine dans le groupe des entéropathes. Entre J21 et J30, Bacillus, Staphylocococcus, Bacteroidetes et Streptococcus sont les groupes bactériens les plus abondants chez les entéropathes, alors que les genres Klebsiella et Raoultella sont plus abondants chez les témoins. Au-delà de 30 jours de vie, les témoins ont un microbiote plus riche en entérobactéries (Klebsiella et Enterobacter) que les entéropathes. Les divergences au niveau métabolomique sont plus importantes au cours du deuxième mois de vie. Les modifications structurelles et fonctionnelles du microbiote intestinal semblent plus reconnaissables à la troisième décade de la vie, comparativement aux enfants témoins. La fonctionnalité du microbiote intestinal est plus affectée par les facteurs maternels et infantiles alors que la structure du microbiote intestinal semble plus stable. Ces données pourraient fournir de nouvelles cibles microbiennes pour lutter contre la progression de l’ECUN dès le stade 1.

Necrotizing enterocolitis (NEC) is the most serious intestinal pathology in preterm infants. No clinical trial or cohort studies included only stage I of NEC (NEC-1). We analysed stool samples collected from infants under 34 weeks of gestational age, including 11 infants who developed enteropathy (NEC-1 group) and 21 matched controls. Fecal Bacterial communities were profiled by sequencing the 16S rRNA bacterial gene. Faecal metabolomic profiles were analysed by NMR. During the first ten days of life (d1-10), samples from NEC-1 infants showed a lower alpha diversity than controls with a significant difference in the distribution of bacterial communities but not in faecal metabolome. Between d11-d20, microbiome did not differ between NEC-1 infants and controls, but metabolomic analysis showed a significant decrease in serine levels in NEC-1 infants. Between d21 and d30, Bacillus, Staphylocococcus, Bacteroidetes and Streptococcus bacterial groups were more abundant in NEC-1 infants than in controls, whereas Klebsiella and Raoultella species were more abundant in controls. Beyond 30 days of life, controls showed a microbiota richer in Klebsiella and Enterobacter than NEC-1 infants. Leucine levels in faeces were lower in NEC-1 infants. The modifications of gut microbiota and microbiome during NEC-1 development appear more distinguishable by the third decade of life, when compared to healthy children. These data may suggest new microbial targets to fight/blunt the progression of NEC as early as by stage 1.