Identification des phénotypes intestinaux corrélés aux patterns neurocomportemantaux de miniporcs obèses avant et après chirurgie bariatique de type Roux-en-Y

Identification of intestinal phenotypes correlated with neuro-behavioural patterns in obese minipigs undergoing Roux-en-Y gastric bypass

• Auteur / Autrice : Damien Bergeat
• Direction : David Val-Laillet, Ronan Thibault
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Nutrition et pathologies métaboliques
• Date : Soutenance le 23/03/2022
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Foie, métabolismes et cancer (Rennes ; 2010-2016)
• Jury : Président / Présidente : Karim Boudjema
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Caroline Gronnier, Thomas Hubert
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Elodie Chaillou, François Pattou

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cerveau

Flore intestinale

Court-circuit gastrique

Obésité

Mots clés libres

Obésité

Bypass gastrique de type Roux-En-Y

Chirurgie bariatrique

Microbiote

Cerveau

Obesity

Gastric bypass

Bariatric surgery

Microbiota

Brain

Résumé

La dérivation gastrique de type Roux-en-Y (RYGBP) est une des interventions de référence dans la prise en charge médico-chirurgicale de l’obésité. Ses mécanismes ne sont pas encore tous élucidés et son impact spécifique sur le contrôle du comportement alimentaire reste à approfondir. L’objectif de cette thèse était la mise au point d’un modèle de RYGBP chez le miniporc Yucatan obèse puis la réalisation d’une étude transversale intégrative des effets spécifiques du RYGBP sur l’axe microbiote-intestin-cerveau. Nous avons émis l’hypothèse que le RYGBP induirait des modifications de cet axe et que les réponses cérébrales à la stimulation sucrée en imageries fonctionnelles dans les zones impliquées dans le comportement alimentaire lui seraient liées. Nous avons montré que la perte de poids induite par le RYGBP ou une chirurgie SHAM modulait différemment les réponses frontostriatales lors d’une stimulation sucrée orale témoignant d’un traitement hédonique et d’un contrôle inhibiteur différents. L'expression des gènes cérébraux impliqués dans les systèmes sérotoninergiques et cannabinoïdes a été affectée par le RYGBP. Le microbiote cæcal ainsi que le métabolome plasmatique ont été profondément modifiés par le RYGBP. L'intégration des données avec une analyse WGCNA a permis d'identifier de fortes interactions entre certaines familles de bactéries et métabolites liés pour certaines spécifiquement au RYGBP et pour d’autres aux réponses cérébrales en IRM fonctionnelle. Notre modèle représente une belle opportunité d'améliorer, par des analyses intégratives et systémiques, nos connaissances sur les changements neurocognitifs et métaboliques complexes induits par le RYGBP. Des analyses et études supplémentaires sont nécessaires pour explorer la dynamique de ces adaptations dans le temps, au décours de l’intervention et à long terme.

RYGBP is one of the gold standard for surgical management of obesity. All mechanisms engaged are not yet fully understood and its specific impact on the control of eating behaviour remains to be further investigated. The objective of this thesis was to develop a model of RYGBP in the obese Yucatan minipig and to conduct an integrative cross-sectional study of the specific effects of RYGBP on the gut-brain axis. We hypothesized that RYGBP would induce changes in this axis and that brain responses to Sucrose stimulation in functional imaging in areas involved in eating behaviour would be linked to it. We have shown that weight loss induced by RYGBP or SHAM surgery modulates frontostriatal responses differently to oral Sucrose stimulation, indicating different hedonic processing and increased inhibitory control. The expression of brain genes (serotonergic and cannabinoid systems) was affected by RYGBP. The cecal microbiota as well as the plasma metabolites were impacted by RYGBP. Integration with the WGCNA analysis identified strong interactions between OTU and metabolites and some of which were specifically linked to RYGBP or to functional MRI results. Our model represents an opportunity to improve through integrative and systemic analyses, the knowledge of the complex neurocognitive and metabolic changes induced by RYGBP. Further analysis and studies are needed to explore the dynamics of these adaptations at short and long term after surgery.