Étude de l’impact de la génétique de l’hôte et de la composition du microbiote intestinal sur le portage de Salmonella Enteritidis chez la souris et la poule

Study of the impact of host genetics and gut microbiota composition on Salmonella Enteritidis carriage in mice and chickens

• Auteur / Autrice : Anaïs Cazals
• Direction : Fanny Calenge, Jean Jaubert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique
• Date : Soutenance le 09/12/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et dynamique des systèmes vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génétique animale et biologie intégrative (Jouy-en-Josas,Yvelines ; 2009-....) - Institut Pasteur (Paris). Génétique de la souris (2017-....)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Life Sciences and Health (2020-….)
• Jury : Président / Présidente : Hélène Gilbert
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Binnaz Yalcin, Olga Soutourina, Daniel Vaiman
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Hélène Gilbert, Binnaz Yalcin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Génétique quantitative

Flore intestinale

Salmonella enteritidis

Immunité

Souris domestique

Gallus

Mots clés libres

Gallus gallus

Mus musculus

Microbiote intestinal

Génétique quantitative

Immunité

Salmonella

Gallus gallus

Mus musculus

Intestinal microbiota

Quantitative genetics

Immunity

Salmonella

Résumé

Salmonella enterica Enteritidis (SE) est l’une des principales causes d’intoxication alimentaire humaine, par le biais de la consommation de produits aviaires (viande ou œufs) contaminés. Cette bactérie est portée de manière asymptomatique par la poule, mais peut infecter et rendre malade les consommateurs de ces produits. La sélection génétique et la modulation du microbiote intestinal sont deux moyens prometteurs de diminuer son portage chez la poule et sa propagation en élevage. Les objectifs de cette thèse sont d’identifier les principaux facteurs génétiques et microbiens contrôlant le portage individuel des salmonelles dans deux modèles expérimentaux. Le modèle “poulet” a été utilisé pour l’étude de l’impact du fonds génétique sur la résistance et le microbiote caecal de jeunes individus après une infection par SE. Des analyses de la composition du microbiote et de l’expression des gènes dans les tonsilles caecales ont été menées et ont permis d’identifier des bactéries intestinales (ex. Christensenellaceae), des gènes différentiellement exprimés (ex. Fut2) et des voies de signalisation potentielles (ex. voie des acides gras à chaîne courte) associés avec la réponse à l’infection. Un impact significatif de la lignée sur la composition du microbiote a également été identifié. Le modèle “souris” a été utilisé pour l’identification de régions génomiques de l’hôte contrôlant le portage chronique de SE. Deux populations génétiques de référence, les lignées du Collaborative Cross (CC) et les souris du Diversity Outbred (DO), ont permis d’identifier de nouveaux QTls (Ses11 à Ses17) et des gènes candidats tels que Lingo2 ou Btnl4 associés à la réponse à l’infection par SE. Chez les CC, nous avons également montré une large diversité des charges bactériennes dans le foie et la rate permettant d’identifier des lignées présentant des phénotypes extrêmes à SE, sensibles (ex. CC009/Unc) ou résistantes (ex. CC024/GeniUnc), et pouvant servir de nouveaux modèles expérimentaux. Ce projet a donc permis d'identifier de nouveaux mécanismes associés à la réponse à une infection par SE, grâce à l’exploitation de deux modèles expérimentaux complémentaires.

Salmonella enterica Enteritidis (SE) is one of the major human food poisoning causes through the consumption of contaminated poultry products (meat and eggs). This bacterium is carried asymptomatically by chickens, but is able to infect humans and cause diseases. Genetic selection and intestinal microbiota modulation are two promising ways to reduce its carriage in chickens and its spread in poultry farms. The objectives of this thesis are to identify the main genetic and microbial factors controlling individual Salmonella carriage in two experimental models. The ''chicken'' model was used to study the impact of the genetic background on the resistance and the microbiota composition of young individuals post SE infection. Analyses of caecal microbiota composition and gene expression in caecal tonsils were conducted and led to the identification of intestinal bacteria (e.g. Christensenellaceae), differentially expressed genes (e.g. Fut2) and signalling pathways (e.g. short-chain fatty acid pathway) associated with the response to the infection. A significant impact of the line on microbiota composition was also identified. The ''mouse'' model was used to identify host genomic regions controlling chronic SE carriage. Two genetic reference populations, the Collaborative Cross (CC) strains and the Diversity Outbred (DO) mice, allowed the identification of new QTls (Ses11 to Ses17) and candidate genes such as Lingo2 or Btnl4 associated with the response to SE infection. In CC strains, we showed a high diversity of bacterial loads in liver and spleen, allowing the identification of strains with extreme phenotypes to SE, either susceptible (e.g. CC009/Unc) or resistant (e.g. CC024/GeniUnc), that could be used as new experimental models. This project has therefore allowed the identification of new mechanisms associated with the response to SE infection thanks to the use of two complementary experimental models.