Le microbiote oral, acteur majeur de notre santé générale

The oral microbiota, a major player in our general health

• Auteur / Autrice : Matthieu Minty
• Direction : Vincent Blasco-Baque
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiopathologie
• Date : Soutenance le 27/09/2021
• Etablissement(s) : Toulouse 3
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie Santé Biotechnologies (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (Toulouse ; 2011-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Vincent Blasco-Baque, Catherine Nabet, Rémy Burcelin, Frédéric Cuisinier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre-Yves Collart Dutilleul, Sophie Jung

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bouche -- Soins et hygiène

Diabète non-insulinodépendant

Microflore

Mots clés libres

Microbiote oral

Maladies métaboliques

Diabète de type 2

Inflammation

Oral microbiota

Metabolics diseases

Diabète de type 2

Inflammation

Résumé

La cavité buccale héberge un microbiote composé de plus de 800 espèces bactériennes différentes, représentant le deuxième microbiote de l'organisme après le microbiote intestinal. L'équilibre microbien de l'organisme est un élément clé d'une bonne santé globale et toute dysbiose entraine des conséquences locales et systémiques sur notre état de santé. Notre équipe a montré que l'augmentation des bactéries Gram négatif dans l'intestin et l'endotoxémie métabolique due aux lipopolysaccharides (LPS) sont intimement liées à l'apparition ou l'aggravation du diabète de type 2, impliquant aussi la sécrétion d'Interleukine 17 (IL17) par les lymphocytes T auxiliaires Th17. L'objectif de cette thèse est d'étudier les interrelations entre la santé bucco-dentaire et le microbiote oral et d'évaluer leurs implications sur la santé générale. Nos travaux ont été menés d'abord par des études cliniques dans lesquelles le statut buccodentaire des sujets a été étudié en relation avec l'analyse détaillée de leur microbiote oral. Dans un second temps, une étude fondamentale originale a été menée sur des souris à partir d'un candidat bactérien majeur de la bouche, Porphyromonas gingivalis (Pg). Dans une première étude clinique sur des athlètes de haut niveau, nous avons évalué le risque pour des joueurs de rugby professionnels de développer des maladies bucco-dentaires pouvant impacter leurs performances. L'étude cas/contrôle sur 24 joueurs et 22 témoins a montré une augmentation de l'indice carieux chez les sportifs associée à une baisse de la diversité de leur microbiote oral (indice de Shannon: 3,32 ± 0,62 chez les joueurs vs 3,79 ± 0,68 pour les témoins, p = 0,03) impliquant en particulier une augmentation des streptocoques, genre principal responsable des caries (58,43 ± 16,84 vs 42,60 ± 17,45 ; p = 0,005). La seconde étude clinique avait pour but d'évaluer l'interrelation entre santé bucco-dentaire et microbiote oral sur la glycémie en fonction du sexe et dans un contexte à jeun/nourri. Dans une étude pilote sur 10 hommes et 10 femmes avant et après un repas, les paramètres biologiques et la composition microbiologique de la salive ont été analysés. A l'état nourri, les taux d'Acides Gras Libres (AGL), de cholestérol et de protéines salivaires totales ainsi que la lipase salivaire étaient diminués. Parallèlement, une augmentation très significative de l'abondance relative des Streptococcaceae (24,56 ± 9,32 vs 13,53 ± 7,47, p <0,0001 / p = 0,00055) et une diminution des Prevotellaceae (34,45 ± 9,30 vs 17,43 ± 9,03, p = 0,00055) ont été observées. Par contre, à jeun les hommes ont montré des taux plus élevés de cholestérol, AGL et des triglycérides que les femmes. De plus, Porphyromonas et Capnocytophaga étaient surreprésentés chez les hommes nourris par rapport aux femmes. Nous concluons que les paramètres biologiques et le microbiote de la salive pourraient être des signatures des conditions d'alimentation et du sexe permettant une analyse rapide et non invasive dans le diagnostic de maladies métaboliques comme le diabète. Nous avons alors exploré le rôle plus spécifique de Porphyromonas gingivalis (Pg) et de son LPS dans la maladie parodontale. La translocation dans l'organisme de cette bactérie Gram négatif pathogène participe à l'endotoxémie métabolique, augmentant l'intolérance au glucose et contribuant à l'aggravation du diabète. Nous avons ainsi colonisé la cavité endodontique de souris sauvages (WT) et IL17 KO avec Pg et un mutant de Pg sans LPS, puis mis en place un régime gras permettant d'induire le diabète de type 2.[...]

The oral cavity hosts a microbiota made up of more than 800 different bacterial species, representing the body's second microbiota after the intestinal microbiota. The body's microbial balance is a key element of good overall health, and any dysbiosis has local and systemic consequences on our state of health. Our team has shown that the increase of Gram- bacteria in the intestine and metabolic endotoxemia due to lipopolysaccharides (LPS) are intimately linked to the onset or worsening of type 2 diabetes, which also involves the secretion of Interleukin 17 (IL17) by Th17 helper T lymphocytes. The objective of this thesis is to study the interrelationships between oral health and the oral microbiota and to assess their implications on general health. Our work began with by clinical studies in which the oral status of subjects was studied in relation to the detailed analysis of their oral microbiota. Secondly, an original fundamental study was carried out on mice using a major oral bacterial candidate, Porphyromonas gingivalis. In a first clinical study on high-level athletes, we assessed the risk for professional rugby players of developing oral diseases that could impact their performance. The case / control study on 24 players and 22 controls showed an increase in the DMF index (decayed, missing and filled teeth) in the players (5.54 ± 6.18 vs 2.14 ± 3.01), associated with a decrease in the diversity of the oral microbiota (Shannon index: 3.32 ± 0.62 in gamblers vs. 3.79 ± 0.68 for controls, p = 0.03) involving in particular an increase in streptococci, the bacteria principally responsible for caries (58.43 ± 16.84 vs 42.60 ± 17.45; p = 0.005). This oral dysbiosis linked to a specific lifestyle (in particular a diet rich in carbohydrates) therefore has an impact on the health of these players. The second clinical study aimed to assess the interrelationship between oral health and oral microbiota on blood sugar levels as a function of sex and in a fasting / fed context. In a pilot study on 10 men and 10 women before and after a meal, the biological parameters and the microbiological composition of the saliva were analyzed. In the fed cohort, free fatty acid (FFA), cholesterol and total salivary protein levels, as well as salivary lipase were decreased. At the same time, a very significant increase in the relative abundance of Streptococcaceae (24.56 ± 9.32 vs 13.53 ± 7.47, p <0.0001 / p = 0.00055) and a decrease in Prevotellaceae (34, 45 ± 9.30 vs 17.43 ± 9.03, p = 0.00055) were observed. In contrast, fasting men showed higher cholesterol levels, FFA and triglycerides than women. Additionally, Porphyromonas and Capnocytophaga were overrepresented in fed males compared to females. We conclude that biological parameters and saliva microbiota could be signatures of feeding and gender conditions allowing rapid and non-invasive analysis in the diagnosis of metabolic diseases. We then explored the more specific role of Porphyromonas gingivalis (Pg) and its LPS in periodontal disease, an inflammatory pathology representing complication in diabetes. The translocation in the body of this most common Gram-negative pathogenic bacteria of the oral microbiota participates in metabolic endotoxemia increasing glucose intolerance and contributing to the aggravation of diabetes. We thus colonized the endodontic cavity of wild-type mice (WT) and IL17 KO with Pg and a mutant of Pg without LPS, then set up a fatty diet making it possible to induce type 2 diabetes. We show that the absence of IL17 or LPS presents the changes in glucose tolerance. In addition, the recruitment of CD45 + immune cells and CD19 + B lymphocytes normally associated with inflammation is also reduced in IL17KO and / or Pg-colonized mice without LPS. In this thesis, we illustrate the role of the oral microbiota in local and metabolic pathologies. The results open the perspective of changing and promoting the diversity of the oral microbiota as a new therapeutic strategy.