Les oligosaccharides non digestibles (OND) occupent aujourd'hui une place de choix parmi les ingrédients fonctionnels du fait de leur potentielles propriétés prébiotiques. Les transgalacto-oligosaccharides (TOS), oligomères linéaires de galactose obtenus par fermentation du lactose, appartiennent à la famille des OND. L'objectif de ce travail, réalisé en étroite collaboration avec la société Blédina, était de caractériser les effets induits par la consommation de TOS sur la fonction intestinale. Ce travail incluait une première partie dédiée aux effets des TOS sur la muqueuse intestinale, une deuxième partie visant à étudier les conséquences de la consommation de TOS sur la composition de la flore fécale et les paramètres des réponses immunitaires innées et adaptatives au niveau intestinal et périphérique, et la troisième partie a consisté en une étude des effets des TOS sur les signes cliniques et biologiques d'allergie à l'arachide. Nous avons établi que la consommation de TOS induit une forte augmentation de la quantité de protéines totales contenues dans la muqueuse intestinale. Cependant, cet effet ne semble pas dû à une augmentation de la production des mucines, ni à un effet trophique des TOS. Par ailleurs, nous avons confirmé l'effet prébiotique des TOS en montrant que le nombre de bifidobactéries était augmenté après 4 semaines de consommation de TOS. Une analyse plus fine par DGGE nous a également permis de montrer que la diversité de la flore lactobacille est augmentée par la consommation de TOS, même si, d'un point de vue quantitatif, les lactobacilles sont très peu augmentés par les TOS. Certains paramètres immunitaires périphériques, et notamment la proportion de cellules CD4+ dans la rate, sont également modifiés lorsque les animaux consomment les TOS. Nous n'avons en revanche pas constaté d'effets au niveau intestinal. Enfin, lors de notre étude sur animaux sensibilisés à l'arachide, nous avons établi que la consommation de TOS permet de diminuer les immunoglobulines IgG1 spécifiques, tout en augmentant la prolifération des splénocytes cultivés en présence d'un mitogène non spécifique et leur production de cytokines. Cependant, si certains signes biologiques d'allergie sont diminués par la consommation de TOS, les signes cliniques d'allergie à l'arachide ne sont pas affectés. Nos résultats ont donc prouvé que les TOS induisent de réelles modifications de l'écosystème intestinal, mais aussi du système immunitaire périphérique. Des travaux supplémentaires seraient nécessaires afin de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents.

Les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI) se caractérisent par des altérations de la structure épithéliale intestinale conduisant à une augmentation de la perméabilité intestinale. Cette altération de la barrière intestinale, par l'activation du système immunitaire, amène à l'inflammation. Le stress, par la production de neuromédiateurs spécifiques (le « corticotropin-releasing factor », CRF, et ses apparentés les urocortines, Ucn1-3) et de leurs récepteurs (CRF1 et CRF2) pourrait jouer un rôle prépondérant dans l'initiation et la récidive des poussées inflammatoires. Dans une étude préliminaire, nous avons montré que l'activation du CRF2 par l'Ucn3 entraîne une augmentation de la perméabilité intestinale par l'altération des JA. Le stress entraîne également une inhibition du système parasympathique vagal. La stimulation des efférences vagales (VNS) exerce un effet anti-inflammatoire périphérique par la libération d'acétylcholine (ACh) qui, en se liant aux récepteurs nicotiniques (nAChR), inhibe la réponse immuniataire (voie cholinergique anti-inflammatoire). Les récepteurs cholinergiques (nAChR et mAChR) sont également présents au niveau de l'épithélium intestinal, nous avons précédemment observé que les nAChR aurait un effet protecteur de la perméabilité en stabilisant les JA. A l'inverse, les mAChR aurait un effet pro-inflammatoire en potentialiser les effets du stress sur la perméabilité épithéliale. / Inflammatory Bowel Disease (IBD) patients, such as Crohn's disease or ulcerative colitis suffer from chronic and relapsing intestinal inflammation that favours the development of colitis associated cancer (CAC). This inflammation is initiated by aberrant activations of the innate immune responses associated to intestinal barrier defects. The conventional medical therapies consist to decrease the inflammatory response, which also decrease the risk of colon carcinoma but lead to severe side-effects. Recently, a number of animal studies have demonstrated that innate immune responses are attenuated by stimulation of the efferent arm of vagus nerve (VN) through its neurotransmitter acetylcholine (ACh) that acts on resident macrophages α7 nicotinic receptor (α7 nAChR). ACh also acts as a signalling molecule in epithelial cells through cholinergic receptors such as nAChR or muscarinic (mAChR) receptors. In the current study, we aimed to extend these findings to CAC prevention by treating human adenocarcinoma cell lines through targeting cholinergic receptors with nicotine (which binds nAChR) and ACh (which binds both cholinergic receptors). Using HT-29 and Caco-2 cell lines, we demonstrated that ACh-induced activation of mAChR results in cell dissociation together with changes in expression and localization of intestinal tight and adherens junction proteins. ACh-induced modulation of cell adhesion proprieties correlates with the acquisition of invasive potential. By contrast, nicotine-mediated activation of nAChR maintains epithelial cell organisation. ACh-released by VN stimulation (VNS) could effectively preserve epithelium integrity thus limiting inflammatory response and tumor development. However, attention should be paid on the nature of the cholinergic receptor solicited. Indeed, regarding to the protective effects of nAChR signalling on epithelial cells, activation of mAChR would worsen the disease and led to increase inflammation. These data have important repercussions on the therapeutic potential of VNS in IBD and CAC, which may represent “the yin and yang” of the intestinal homeostasis.