Caractérisation génomique et fonctionnelle du candidat probiotique Lactobacillus johnsonii CNCM I-4884 pour lutter contre l’infection à Giardia intestinalis

Genomic and functional characterization of the probiotic candidate Lactobacillus johnsonii CNCM I-4884 to fight Giardia intestinalis infection

• Auteur / Autrice : Anne-Sophie Boucard
• Direction : Luis Gilberto Bermúdez-Humarán
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 10/11/2022
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : référent : AgroParisTech (France ; 2007-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Biosphera (2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Microbiologie de l'Alimentation au Service de la Santé humaine (Jouy-en-Josas)
• Jury : Président / Présidente : Loïc Favennec
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Karim Adjou, Catherine Daniel, Aurélie Rieu-Guigon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Karim Adjou, Catherine Daniel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Homéostasie

Flore intestinale

Lactobacilles

Relations hôte-parasite

Giardia lamblia

Mots clés libres

Probiotiques

Lactobacillus johnsonii

Giardia intestinalis

Hydrolase de sel biliaire

Probiotics

Lactobacillus johnsonii

Giardia intestinalis

Bile salt hydrolase

Résumé

Giardia intestinalis est l’agent étiologique responsable de la giardiase, la parasitose de l’homme la plus répandue et la plus fréquente dans le monde. En raison du nombre croissant d’infections et de l’émergence de souches résistantes aux antimicrobiens, la giardase est devenue un problème majeur qui nécessite le développement de traitements alternatifs en médecine humaine et vétérinaire. Des études récentes de notre équipe ont décrit une nouvelle stratégie de lutte contre la giardiase basée sur le rôle protecteur de la souche probiotique Lactobacillus johnsonii CNCM I-4884. Dans cette thèse, nous avons évalué l’innocuité et le potentiel probiotique de cette souche par des approches in silico et in vitro. De plus, nous avons démontré que l’effet protecteur implique l’action des hydrolases de sels biliaires (BSHs).Les BSHs transforment les sels biliaires conjugués, composants majeurs de la bile et essentiels à la croissance de G. intestinalis, en sels biliaires déconjugués, toxiques pour le parasite. Dans un essai clinique, nous avons confirmé l’effet protecteur de L.johnsonii CNCM I-4884 chez des chiots naturellement infectés par G. intestinalis et nous avons observé son impact sur la composition du microbiote intestinal. Enfin, nous avons généré et caractérisé des souches dérivées de L. johnsonii CNCM I-4884 présentant des activités BSHs et anti-parasitaires augmentées. L’ensemble de nos résultats ont permis de confirmer que l’utilisation de souches productrices de BSHs comme probiotiques ou postbiotiques représente une stratégie prometteuse pour la prévention et le traitement de la giardiase.

Giardia intestinalis is the etiologic agent responsible for giardiasis, the most widespread and frequent human parasitosis worldwide. Due to the increasing number of infections and the emergence of drug-resistant strains, giardiasis has become an issue that requires the development of alternative treatments for both medical and veterinary applications. Recent studies by our team have described a new strategy to control giardiasis based on the protective role of the probiotic strain Lactobacillus johnsonii CNCM I-4884. In this thesis work, we assessed the safety and probiotic potential of this strain by in silico and in vitro approaches. In addition, we demonstrated that the protective effect involves the action of bile salts hydrolase (BSH) enzymes. BSHs transform conjugated bile salts, bile components essential for G. intestinalis growth, into deconjugated bile salts, toxic to the parasite. We confirmed in a clinical trial the protective effect of L. johnsonii CNCM I-4884 in puppies naturally infected by G. intestinalis and observed its impact on the composition of the intestinal microbiota. Finally, we generated andcharacterized derivative strains from L. johnsonii CNCM I-4884 displaying increased BSHs and antigiardialactivities. Altogether, our results confirmed that the use of BSHs-producing strains as probiotics or postbiotics represent a promising strategy for the prevention and treatment of giardiasis.