Exploration approfondie des interactions entre des prébiotiques et une sélection de bactéries intestinales pertinentes pour la santé

In-depth exploration of the interactions between prebiotics and a selection of health-promoting gut bacteria

• Auteur / Autrice : Paul Biscarrat
• Direction : Claire Cherbuy, Philippe Langella
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 26/09/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Microbiologie de l'Alimentation au Service de la Santé humaine (Jouy-en-Josas)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : AgroParisTech (France ; 2007-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Biosphera (2020-….)
• Jury : Président / Présidente : Stéphanie Bury-Moné
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Chassard, Benoit Chassaing, Gabrielle Potocki-Veronese, Lucie Etienne-Mesmin
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Christophe Chassard, Benoit Chassaing

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bactéries anaérobies

Métabolomique

Transcriptome

Recherche

Analyse

Flore intestinale

Innovation

Nutrition

Prébiotiques

Mots clés libres

Prébiotiques

Microbiote intestinal

Transcriptome

Métabolome

Consortia microbien

Nutrition humaine

Prebiotics

Gut microbiota

Transcriptome

Metabolome

Microbial consortia

Human nutrition

Résumé

Le microbiote intestinal est constitué d'une écosystème complexe de micro-organismes, dont les bactéries qui résident dans le tractus gastro-intestinal. Cet écosystème joue un rôle crucial dans la santé et le bien-être humain. Le concept de prébiotiques repose sur l'idée de fournir des substrats alimentaires pour modifier la composition et les fonctions du microbiote intestinal afin d'en tirer des avantages pour la santé. Un défi majeur est de mieux caractériser les interactions au sein de l'écosystème intestinal, à la fois entre les micro-organismes et avec l'hôte. Dans cette étude, nous avons évalué des fibres extraites de matières végétales innovantes en tant que prébiotiques potentiels à l'aide d'expériences de culture in vitro utilisant des espèces bactériennes individuelles et des assemblages microbiens synthétiques. Nos résultats ont mis en évidence les capacités métaboliques des bactéries bénéfiques pour la santé à utiliser ces glycanes. Des analyses métaboliques approfondies ont révélé que la croissance bactérienne et les profils de fermentation sont significativement influencés par les sources de carbone et la taxonomie. Des analyses génomiques comparatives ont révélé le potentiel enzymatique de chaque espèce bactérienne à métaboliser les prébiotiques étudiés. Ces données montrent une adaptation des bactéries bénéfiques pour la santé à leur environnement nutritionnel, en monoculture comme en culture complexe. Nous espérons que ce travail contribuera à justifier le développement d'aliments fonctionnels basés sur les prébiotiques.

The intestinal microbiota is composed of a complex ecosystem of microorganisms, including bacteria residing in the gastrointestinal tract. This ecosystem plays a crucial role in human health and well-being. The concept of prebiotics is based on the idea of providing dietary substrates to modify the composition and functions of the intestinal microbiota for health benefits. A major challenge is to better characterize the interactions within the intestinal ecosystem, both between microorganisms and with the host. In this study, we evaluated fibers extracted from innovative plant materials as potential prebiotics using in vitro culture experiments with individual bacterial species and synthetic microbial assemblies. Our results highlighted the metabolic capabilities of beneficial bacteria to utilize these glycans. In-depth metabolic analyses revealed that bacterial growth and fermentation profiles are significantly influenced by carbon sources and taxonomy. Comparative genomic analyses revealed the enzymatic potential of each bacterial species to metabolize the studied prebiotics. These data show an adaptation of beneficial bacteria to their nutritional environment, both in monoculture and complex culture. We hope that this work will contribute to justifying the development of functional foods based on prebiotics.