Mycobiome et maladies inflammatoires chroniques de l'intestin : Impact de la dysbiose sur l'inflammation intestinale et le processus fibrotique

Mycobiome and inflammatory bowel diseases : Impact of dysbiosis on intestinal inflammation and the fibrotic process

• Auteur / Autrice : Marjorie Cornu
• Direction : Boualem Sendid
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 24/04/2024
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École graduée Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle (Villeneuve d'Ascq ; 1998-....)
• Jury : Président / Présidente : Mathurin Fumery
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Boualem Sendid, Alicia Moreno Sabater, Silvia Speca
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Ranque, Alicia Moreno Sabater

Mots clés

Mots clés contrôlés

Expérimentation animale

Saccharomyces cerevisiae

Candida albicans

Microbiome gastro-intestinal

Mycobiome

Dysbiose

Fibrose

Maladie de Crohn

Maladies inflammatoires intestinales

Expérimentation animale

Saccharomyces cerevisiae

Candida albicans

Flore intestinale

Dysbiose

Fibrose

Intestins

Maladie de Crohn

Maladies inflammatoires chroniques de l'intestin

Mots clés libres

Maladies inflammatoires chroniques de l'intestin

Maladie de Crohn

Fibrose intestinale

Mycobiote intestinal

Anticorps anti-Saccharomyces cerevisiae

Dysbiose intestinale

Inflammatory bowel diseases

Crohn's disease

Intestinal fibrosis

Intestinal mycobiota

Anti-Saccharomyces cerevisiae antibody

Intestinal dysbiosis

Résumé

Introduction. Alors que le mycobiote représente une part quantitative négligeable, en apparence, du microbiote intestinal, les preuves de son rôle dans les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin, et notamment la maladie de Crohn (MC), sont croissantes. Ce travail avait pour objectif d’évaluer l’impact de Candida albicans et Saccharomyces cerevisiae sur l’inflammation et la fibrose intestinale (FI), mais également sur la production des anticorps anti-S. cerevisiae (ASCA), reconnaissant des séquences oligomannosidiques de faible degré de polymérisation ayant un résidu α,1-3 mannose terminal.Méthodes. Des modèles murins (C57BL/6, axénique et CEABAC10 exprimant CEACAM6 humaine) et cellulaires (fibroblaste CCD-18Co et cellule épithéliale intestinale Caco-2) d’inflammation et de FI induites (par sulfate de dextrane sodique ou TGF-β) ont été utilisés pour évaluer les réponses cellulaires, tissulaires et systémiques aux levures et à la souche bactérienne LF82, souche adhérente invasive d’Escherichia coli (AIEC) utilisée comme témoin, par analyse histologique, RT-q-PCR et détermination des ASCA. Parallèlement, une analyse métagénomique (MTG) du mycobiote fécal et la détermination des ASCA et de la calprotectine fécale étaient réalisés dans le cadre d’une étude cas-témoins, « MAGIC », incluant des sujets atteints de la MC de diagnostic récent et en rémission clinique comparés à leurs apparentés sains du premier degré, ainsi qu’à des témoins sains appariés. Cette étude était réalisée en collaboration avec d’autres équipes de recherche, analysant notamment le microbiote fécal bactérien et caractérisant les souches AIEC.Résultats. Dans le modèle murin de FI chimio-induite, LF82 aggravait l’inflammation et la FI cliniquement, microscopiquement et à l’échelle de l’expression génique (EG). C. albicans augmentait l’EG surtout des marqueurs de l’inflammation alors que S. cerevisiae n’avait pas d’effet. In vitro, seules les cellules épithéliales répondaient au TGF-β et/ou à LF82 et l’EG des marqueurs pro-fibrotiques était augmentée, tandis que les levures n’avaient pas d’effet sur la FI. Par ailleurs, les levures n’induisaient pas la synthèse d’ASCA chez les différents modèles murins étudiés. Dans l’étude clinique MAGIC, 41,7% des patients atteints de la MC étaient porteurs d’ASCA, 2,9% des apparentés sains et 1,8% des témoins sains, aucune différence n’était observée selon l’âge. L’analyse MTG bactérienne, montrait un profil spécifique chez les apparentés sains (richesse et AIEC plus élevées) vs. témoins et patients atteints de MC, liée notamment à la présence de bactéries symbiontes, mais également la présence plus élevée d’AIEC vs. témoins ; les patients atteints de MC présentaient une diversité plus basse vs. témoins et apparentés sains, ainsi que la présence d’AIEC plus élevée vs. témoins. Cependant, le mycobiote fécal était similaire entre les différents groupes, que ce soit en abondance relative (notamment pour C. albicans et S. cerevisiae), ou en alpha-, beta-diversités. Aucune association n’a été retrouvée entre micromycètes et les différents paramètres évalués (calprotectine, ASCA, AIEC).Conclusion. Dans les limites des modèles utilisés, les levures ici étudiées n’avaient pas d’impact sur la FI, contrairement à LF82, et ne semblaient pas être responsables de la synthèse d’ASCA. L’hypothèse de l’auto-anticorps reste à approfondir. L’analyse MTG fongique des selles des sujets de l’étude MAGIC fait suggérer que les modifications observées dans d’autres études seraient une conséquence de la MC. En effet, l’absence de profil fongique spécifique pourraient s’expliquer par le fait que les sujets inclus atteints de MC présentaient un diagnostic récent et donc un profil fongique peu modifié à ce stade de la maladie. Toutefois, la qualité de ces données justifie que ces résultats soient confirmés sur une large cohorte de patients atteints de MC suivis de manière séquentielle en début et au décours de la maladie.

Introduction. While the mycobiota represents a seemingly negligible quantitative proportion of the intestinal microbiota, evidence of its role in chronic inflammatory bowel diseases, and in particular in Crohn's disease (CD), is growing. This work aimed to evaluate the impact of Candida albicans and Saccharomyces cerevisiae on inflammation and intestinal fibrosis (IF), but also on the production of anti-S. cerevisiae antibodies (ASCA), recognizing oligomannosidic sequences of low degree of polymerization having a terminal α, 1-3 mannose residue.Methods. Murine (C57BL/6, axenic and CEABAC10 expressing human CEACAM6) and cellular (CCD-18Co fibroblast and Caco-2 intestinal epithelial cell) models of induced inflammation and IF (by DSS or TGF-β) were used to evaluate cellular, tissue and systemic responses to yeasts and bacterial strain LF82, invasive adherent strain of E. coli (AIEC) used as control, by histological analysis, RT-q-PCR and determination of ASCA. Alongside, a metagenomic (MTG) analysis of the fecal mycobiota and the determination of ASCA and fecal calprotectin were carried out as part of a case-control study, “MAGIC”. This study included subjects with recently diagnosed CD and in clinical remission in comparison to their healthy first-degree relatives, as well as to matched healthy controls. This study was carried out in collaboration with other research teams, analyzing in particular the bacterial fecal microbiota and carrying out the characterization of AIEC strains.Results. In the mouse model of chemo-induced IF, LF82 worsened inflammation and IF, clinically, microscopically and at the level of gene expression (GE). C. albicans increased the GE especially of markers of inflammation. S. cerevisiae had no effect. In vitro, only epithelial cells responded to TGF-β and/or LF82 and the GE of pro-fibrotic markers was increased, while yeast had no effect on IF. Furthermore, yeasts did not induce the synthesis of ASCA in the different mouse models studied. In the MAGIC clinical study, 41.7% of CD patients carried ASCA, 2.9% of healthy relatives and 1.8% of healthy controls and no difference was observed according to age. Bacterial MTG analysis showed a specific profile in healthy relatives (higher richness and AIEC) vs. controls and MC patients, particularly linked to the presence of symbionts bacteria, but also the higher presence of AIEC vs. controls; patients with CD had lower diversity vs. healthy controls and relatives, as well as the presence of higher AIEC vs. controls. However, the fecal mycobiota was similar between the different groups, whether in relative abundance (notably for C. albicans and S. cerevisiae), or in alpha- beta-diversity. No association between micromycetes and the different parameters evaluated (calprotectin, ASCA, AIEC) was found.Conclusion. These results suggest, within the limits of the models used, that the studied yeasts do not have an impact on IF, unlike LF82, and do not seem responsible for the synthesis of ASCA. The autoantibody hypothesis remains to be further explored. Fecal fungal MTG analysis of the individuals included in the MAGIC study suggests that the changes observed in other studies are a consequence of CD. Indeed, the absence of a specific fungal profile could be explained by the fact that the included subjects suffering from CD had a recent diagnosis and therefore had a little modified fungal profile at this stage of the disease. However, the quality of these data warrants that these results be confirmed in a large cohort of patients with CD followed sequentially at the beginning and throughout the course of the disease.