Le microbiote intestinal joue un rôle primordial dans l’homéostasie du tractus gastro-intestinal, et plus généralement dans celle de son hôte. A ce titre, de nombreuses pathologies humaines sont associées à une dysbiose de ce microbiote intestinal, tels que les cancers colorectaux, les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI), les troubles du métabolisme ou encore les maladies auto-immunes. Ces pathologies ont une étiologie mal connue et multifactorielle dans laquelle l’environnement semble jouer un rôle clé. Des études récentes ont ainsi mis en évidence un lien entre la pollution atmosphérique et des pathologies humaines telles que les MICI. Parmi les différentes substances polluantes répertoriées, le benzo[a]pyrène (BaP), qui fait partie de la famille des hydrocarbures aromatiques polycycliques, est soumis à une surveillance accrue en raison de ses effets toxiques sur la santé humaine. De par ses propriétés pro-inflammatoires et mutagènes, le BaP pourrait modifier la composition du microbiote intestinal, induisant alors à une réponse inflammatoire et à une altération des fonctions intestinales. Dans le cadre de ce travail de thèse, une surexposition orale et chronique au BaP en modèle murin a conduit à une inflammation modérée principalement au niveau de la muqueuse iléale. L’analyse des amplicons du gène codant l’ARNr 16S a mis en évidence des modifications de la composition et de l’abondance relative des communautés bactériennes fécales et associées à la muqueuse intestinale avec notamment une augmentation et une diminution des taxa pro et anti-inflammatoires respectivement. Ainsi, dans des conditions de susceptibilité génétique et/ou en association avec d’autres facteurs environnementaux, l’exposition à ce polluant pourrait déclencher et/ou accélérer le développement de pathologies inflammatoires. L’identification des potentialités métaboliques des différentes populations bactériennes caractérisées précédemment et impactées par le polluant revêt donc un caractère primordial. La reconstruction de génomes directement à partir de l’écosystème microbien peut permettre d’établir ce lien entre structure et fonction. C’est également dans ce contexte, qu’une approche innovante de capture de gènes en solution a été développée. En effet, cette technique d’enrichissement permet de reconstruire de larges portions génomiques pouvant relier un biomarqueur phylogénétique à des gènes fonctionnels, y compris pour des populations bactériennes présentes en très faible abondance dans l’écosystème. / Gut microbiota plays a primordial role in gastro-intestinal tract and host homeostasis. Numerous pathologies are associated with a gut microbiota dysbioses, such as colorectal cancer, inflammatory bowel diseases (IBD), metabolism disorders or autoimmune diseases. The physiopathology of these diseases has multifactorial aetiology in which environmental factors seem to play a crucial role. Recent evidences have highlighted a link between air pollution and human diseases such as IBD. Among the different pollutant listed, benzo[a]pyrene (BaP), which belong to the family of polycyclic aromatic hydrocarbons, is subject to an increase surveillance due to its toxic effects on human health. By its pro-inflammatory and mutagenic proprieties, BaP could lead to modifications of gut microbiota composition, then inducing an inflammatory response and an alteration of intestinal functions. As part of this thesis, BaP subchronic oral exposure in murine model has led to a moderate inflammation mostly in ileal mucosa. The analysis of ARNr 16S amplicons has highlighted composition and abundance alterations of faecal and mucosa-associated microbiota, especially with increase and decrease of pro and anti- inflammatory taxa respectively. Thus, under conditions of genetic susceptibility and/or in association with other environmental factors, exposure to this pollutant could trigger and/or accelerate the development of inflammatory pathologies. Metabolic potential identification of different bacterial populations previously characterized and affected by the pollutant appears therefore primordial. Genome reconstruction directly from microbial ecosystem could allow to establish this link between structure and function. Also in this context, an innovative approach of gene capture in solution was developed. Indeed, this enrichment technique allows to reconstruct large genomic portions that could link phylogenetic biomarker and functional genes, including for bacterial populations present at very low abundance in the ecosystem.

La consommation de polyphénols, micronutriments largement répandus dans lesaliments d'origine végétale, a été associée à la diminution du risque de développement denombreuses pathologies telles que maladies cardiovasculaires, maladies neurodégénérativesou cancers. Cet effet des polyphénols s'explique en partie par leurs propriétés antioxydanteset anti-inflammatoires. Du fait de leur faible absorption au niveau de l'intestin grêle, lespolyphénols sont présents en grande quantité dans le côlon où ils peuvent exercer cespropriétés. L'inflammation intestinale fait interagir le système immunitaire intestinal avecde nombreux facteurs environnementaux et est fréquemment associée à une augmentationdu stress oxydant via la production d'espèces réactives de l'oxygène par les cellulesimmunitaires. De nombreuses études ont montré, sur des modèles animaux d'inflammationintestinale, les effets protecteurs de certains polyphénols. La verveine odorante (Aloysiatriphylla (L'Hérit.) Britton) est une plante médicinale connue pour ses vertus thérapeutiquesdigestives et anti-spasmodiques et couramment consommée en infusion. L'infusé deverveine odorante contient de grandes quantités de polyphénols (acides phénoliquescomplexes et dérivés de flavones) et ses propriétés antioxydantes ont été mises en évidenceaussi bien in vitro qu'in vivo.L'objectif de cette thèse a donc été d'évaluer l'effet d'une consommation préventived'un infusé de verveine odorante à dose nutritionnelle (40 g/l et 4 g/l) sur le développementd'une inflammation intestinale modérée chez le rat. Des rats Wistar ont consommé commeboisson l'infusé de verveine seul pendant deux semaines puis associé à un agentinflammatoire, le sulfate de dextran sodique (DSS), à 4% pendant 7 ou 9 jours. L'effet de laverveine a été évalué sur différents paramètres cliniques (diarrhée, saignements rectaux,poids corporel), marqueurs de l'inflammation (longueur du côlon, score histologique,activité myéloperoxydase, cytokines) et du stress oxydant (peroxydation lipidique,glutathion, défenses antioxydantes enzymatiques). Les cellules immunitaires ont étéidentifiées dans le sang ainsi que dans les structures lymphoïdes secondaires par cytométrieen flux. Enfin l'étude du métabolisme des polyphénols en situation inflammatoire ou non aété initiée par l'analyse de l'excrétion urinaire des dérivés polyphénoliques.Lors d'une inflammation de 7 jours, la consommation préventive d'infusé deverveine à 40 g/l et 4 g/l retarde l'apparition de diarrhée et de saignements rectaux, limite larétraction du côlon et la diminution de la prise de poids des rats. Malgré l'absence d'effetsur l'activité myéloperoxydase, l'infusé à 40 g/l atténue les altérations histologiques de lamuqueuse colique induites par l'inflammation. L'infusé à 4 g/l stimule l'activité de lasuperoxyde dismutase et réduit la peroxydation lipidique. Les deux infusés modulent lespopulations de cellules immunitaires dans les structures lymphoïdes secondaires (ganglionsmésentériques et plaques de Peyer), en particulier les lymphocytes B et les lymphocytes Tcytotoxiques. L'excrétion urinaire des polyphénols de la verveine est faible et n'est pasaffectée par l'inflammation. Lors d'une inflammation de 9 jours, les deux infusés limitentl'augmentation d'activité de la myéloperoxydase. Seul l'infusé à 40 g/l limite la rétractiondu côlon, stimule l'activité de la glutathion réductase et diminue les taux d'IL-6 et deTNF-α. Ainsi, nous avons montré qu'une consommation préventive d'un infusé de verveineodorante offre des effets protecteurs lors de l'inflammation intestinale en agissant àdifférents niveaux. L'exploration des voies de signalisation impliquées pourrait permettre demieux comprendre les effets protecteurs de cette boisson de consommation courante.

Les N-acyl homosérine lactones sont des molécules du quorum sensing impliquées dans la communication interbactérienne mais elles sont également capables d'intéragir avec les cellules eucaryotes. Rechercher ces molécules dans le contexte des maladies inflammatoires chroniques intestinlaes (MICI) et plus particulièrement dans le cadre de l'étude des conséquences de la dysbiose sur les voies de l'inflammation intestinale est séduisant. En utilisant la spectrométrie de mase, nous avons mis en évidence pour la première fois des AHLs dans l'écosystème intestinal humain, et plus particulièrement une nouvelle AHL, 3-oxo-C12 :2, qui est prédominante. Cette AHL est corrélée à la normobiose, est perdue au cours des MICI et exerce un effet protecteur sur les cellules épithéliales intestinales. En effet, la 3-oxo-C12 :2 exerce un effet anti-inflammatoire in vitro sur les cellules Caco-2 sans augmenter la perméabilité paracellulaire. De plus, les premiers résultats in vivo montrent que la 3-oxo-C12 est également capable d'influencer la composition du microbiote intestinal des souris. Ces résultats ouvrent de nombreuses perspectives notamment dans la recherche de traitements écologiques au cours des MICI. / Quorum sensing molecules N-acyl-homoserine lactones (AHLs) involved in bacterial communication network are also able to interact with eukaryotic cells. Searching for these molecules in the context of inflammatory bowel diseases (IBD) and more precisely when studying consequences of dysbiosis on gut inflammation pathways is appealing. Using mass spectrometry, we identified for the first time AHLs in human intestinal ecosystem, and among them a new AHL, 3-oxo-C12:2 which is prominent. This AHL correlates with normobiosis, is lost IBD and exerts protective effect on gut epithelial cells. In fact, 3-oxo-C12:2 exerts anti-inflammatory effect in vitro on Caco-2 cells without increased paracellular permeability. Furthermore, first results from in vivo experiments show that 3-oxo-C12:2 is also able to influence mice gut microbiota composition. These results open multiple perspectives especially on new ecological treatments in IBD.

La consommation de polyphénols, micronutriments largement répandus dans lesaliments d’origine végétale, a été associée à la diminution du risque de développement denombreuses pathologies telles que maladies cardiovasculaires, maladies neurodégénérativesou cancers. Cet effet des polyphénols s’explique en partie par leurs propriétés antioxydanteset anti-inflammatoires. Du fait de leur faible absorption au niveau de l’intestin grêle, lespolyphénols sont présents en grande quantité dans le côlon où ils peuvent exercer cespropriétés. L’inflammation intestinale fait interagir le système immunitaire intestinal avecde nombreux facteurs environnementaux et est fréquemment associée à une augmentationdu stress oxydant via la production d’espèces réactives de l’oxygène par les cellulesimmunitaires. De nombreuses études ont montré, sur des modèles animaux d’inflammationintestinale, les effets protecteurs de certains polyphénols. La verveine odorante (Aloysiatriphylla (L’Hérit.) Britton) est une plante médicinale connue pour ses vertus thérapeutiquesdigestives et anti-spasmodiques et couramment consommée en infusion. L’infusé deverveine odorante contient de grandes quantités de polyphénols (acides phénoliquescomplexes et dérivés de flavones) et ses propriétés antioxydantes ont été mises en évidenceaussi bien in vitro qu’in vivo.L’objectif de cette thèse a donc été d'évaluer l’effet d’une consommation préventived’un infusé de verveine odorante à dose nutritionnelle (40 g/l et 4 g/l) sur le développementd’une inflammation intestinale modérée chez le rat. Des rats Wistar ont consommé commeboisson l’infusé de verveine seul pendant deux semaines puis associé à un agentinflammatoire, le sulfate de dextran sodique (DSS), à 4% pendant 7 ou 9 jours. L’effet de laverveine a été évalué sur différents paramètres cliniques (diarrhée, saignements rectaux,poids corporel), marqueurs de l’inflammation (longueur du côlon, score histologique,activité myéloperoxydase, cytokines) et du stress oxydant (peroxydation lipidique,glutathion, défenses antioxydantes enzymatiques). Les cellules immunitaires ont étéidentifiées dans le sang ainsi que dans les structures lymphoïdes secondaires par cytométrieen flux. Enfin l’étude du métabolisme des polyphénols en situation inflammatoire ou non aété initiée par l’analyse de l’excrétion urinaire des dérivés polyphénoliques.Lors d’une inflammation de 7 jours, la consommation préventive d’infusé deverveine à 40 g/l et 4 g/l retarde l’apparition de diarrhée et de saignements rectaux, limite larétraction du côlon et la diminution de la prise de poids des rats. Malgré l’absence d’effetsur l’activité myéloperoxydase, l’infusé à 40 g/l atténue les altérations histologiques de lamuqueuse colique induites par l’inflammation. L’infusé à 4 g/l stimule l’activité de lasuperoxyde dismutase et réduit la peroxydation lipidique. Les deux infusés modulent lespopulations de cellules immunitaires dans les structures lymphoïdes secondaires (ganglionsmésentériques et plaques de Peyer), en particulier les lymphocytes B et les lymphocytes Tcytotoxiques. L’excrétion urinaire des polyphénols de la verveine est faible et n'est pasaffectée par l'inflammation. Lors d’une inflammation de 9 jours, les deux infusés limitentl’augmentation d’activité de la myéloperoxydase. Seul l’infusé à 40 g/l limite la rétractiondu côlon, stimule l’activité de la glutathion réductase et diminue les taux d’IL-6 et deTNF-α. Ainsi, nous avons montré qu’une consommation préventive d’un infusé de verveineodorante offre des effets protecteurs lors de l’inflammation intestinale en agissant àdifférents niveaux. L’exploration des voies de signalisation impliquées pourrait permettre demieux comprendre les effets protecteurs de cette boisson de consommation courante. / Polyphenols are micronutrients widely distributed in foods of plant origin and theirconsumption has been associated with a decreased risk of various pathologies such ascardiovascular diseases, neurodegenerative diseases and cancer. This effect of polyphenolsis sustained by their antioxidative and anti-inflammatory properties. Due to their poorabsorption in the small intestine, high amounts of polyphenols reach the colon where theycan exert such properties. Intestinal inflammation results from an interaction between gutimmunity and various environmental factors and is frequently associated with an increase ofoxidative stress. Numerous studies have shown protective effects of polyphenols in animalcolitis models. Lemon verbena (Aloysia triphylla (L’Hérit.) Britton) is a medicinal herbknown for its digestive and antispasmodic properties and is widely consumed as an infusion.Lemon verbena infusion contains large amounts of polyphenols (complex phenolic acidsand flavone glycosides) and their antioxidative properties have been shown in vitro and invivo.The aim of the present thesis was to evaluate the effects of a preventive consumptionof lemon verbena infusion at nutritional doses (40 g/l and 4 g/l) on the development of amoderate colitis in the rat. Wistar rats ingested lemon verbena infusion alone as a drink fortwo weeks and then associated with the inflammatory agent dextran sulfate sodium (DSS) at4% for 7 or 9 days. Effects of lemon verbena were evaluated on several clinical parameters(diarrhoea, rectal bleeding, body weight), inflammatory markers (colon length, histologicalscore, myeloperoxidase activity, cytokines) and oxidative stress markers (lipid peroxidation,glutathione, antioxidative enzymatic defenses). Immune cells were identified in blood andgut associated lymphoid structures using flow cytometry. Moreover, the study of polyphenolmetabolism was initiated by the analysis of urinary polyphenol metabolites in healthy andcolitis rats.During a 7 days inflammation, the preventive consumption of lemon verbenainfusion at 40 g/l and 4 g/l delays apparition of diarrhoea and rectal bleeding, limits thecolon length reduction and the decrease of body weight gain. Despite no effect onmyeloperoxidase activity, the 40 g/l infusion attenuates colonic mucosa alterations due tothe colitis. The 4 g/l infusion increases superoxide dismutase activity and reduces lipidperoxidation. Both infusions modulate immune cell populations in gut associated lymphoidstructures (mesenteric lymph nodes and Peyer patches), especially B cells and cytotoxic Tcells. Urinary excretion of lemon verbena polyphenols is low and not modified byinflammation. During a 9 days inflammation, both lemon verbena infusions limitmyeloperoxidase increase. Only the 40 g/l infusion reduces colon retraction, increasesglutathione reductase activity and reduces colonic IL-6 and TNF-α levels.Thus, we have shown that the preventive consumption of a lemon verbena infusionprovided protection against intestinal inflammation at different levels. Exploration ofvarious signalling pathways could allow better insight into the protective effects of thiscommon beverage.

Contexte : La malnutrition aiguë sévère (MAS) est un problème majeur de santé publique dans lemonde et affecte 17 millions d’enfants âgés de moins de 5 ans. La MAS induit une perte de poidsrapide, souvent associée à une dysfonction entérique environnementale (DEE). La DEE se caractérisepar une augmentation de l’inflammation, de la perméabilité intestinale, une diminution de la taille des villosités et de l’absorption des nutriments. La DEE peut ainsi limiter l’efficacité des protocolesde stabilisation et de re-nutrition chez l’enfant dénutri.L’objectif de cette thèse a été de développer un modèle de dénutrition avec entéropathie pour évaluer des laits thérapeutiques enrichis en nutriments ciblant la fonction de barrière intestinale.Résultats : Lors de la phase de développement du modèle, plusieurs approches ont été testées comme la restriction calorique, le régime hypoprotéiné, l’utilisation de lipopolysaccharides et de l’indométacine. Seule la combinaison d’un gavage quotidien d’indométacine pendant une semaine chez des souris dénutries par un régime pauvre en protéines a permis de développer un retard de croissance associé à une entéropathie. Suite à la validation de ce modèle, nous avons évalué la supplémentation du lait thérapeutique F-75 avec de la glutamine, de la leucine, de la gomme arabique et des levures séléniées. La glutamine et la leucine améliorent la fonction de barrière intestinale. Dans nos conditions expérimentales, l’enrichissement du lait thérapeutique avec la glutamine et la leucine combinés a eu des effets limités sur la fonction de barrière. La gomme arabique et les levures séléniées ont des propriétés prébiotiques et probiotiques et exercent des effets bénéfiques sur la barrière intestinale. L’enrichissement du lait thérapeutique avec l’association de ces deux composés permet d’inhiber l’inflammation intestinale et d’augmenter l’abondance de bactéries bénéfiques comme Faecalibacterium prausnitzii.Conclusion : Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont permis de développer un nouveau modèle de dénutrition avec entéropathie. Le lait thérapeutique enrichi en gomme arabique et levures séléniées exerce des effets bénéfiques sur la fonction de barrière intestinale dans notre modèle. / Background : Severe acute malnutrition (SAM) is a global health issue affecting 17 million children under the age of 5. SAM induces rapid weight loss and is often associated with environmental enteric dysfunction (EED). EED is characterized by intestinal hyperpermeability and inflammation, villus blunting and nutrient malabsorption. EED might, therefore, limit stabilization and re-nutrition protocol efficacy. Objectives : This thesis aimed to develop an undernutrition model with enteropathy to evaluate the effect of a therapeutic milk enriched with nutrients on gut barrier function. Results : During preclinical model development, several approaches were tested: calorie restriction, low-protein diet, use of lipopolysaccharides and indomethacin. Only daily indomethacin gavage during one week in protein-energy undernourished mice induced growth faltering associated with enteropathy. After preclinical model validation, we evaluated the effect of therapeutic milk supplemented with glutamine, leucine, gum arabic and/or selenium-enriched yeast on gut barrier function. Glutamine and leucine induce beneficial effects on gut barrier function. In ourexperimental conditions, therapeutic milk enriched with a combination of glutamine and leucine had a limited impact on this parameter. Gum arabic and selenium-enriched yeasts have prebiotic and probiotic properties on gut barrier function. Therapeutic milk supplemented with gum arabic and selenium-enriched yeast inhibited intestinal inflammation and enhanced specific bacteria abundance such as Faecalibacterium prausnitzii.Conclusion : The studies conducted during this thesis permitted to develop a new model of undernutrition with enteropathy. Therapeutic milk enriched with arabic gum and selenium-enriched yeast triggered beneficial effects on gut barrier function in our preclinical model.

Les polyphénols, micronutriments abondants dans notre alimentation, sont bien connus pour leurs propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires et leur consommation a été associée à un moindre risque de maladies chroniques (maladies cardiovasculaires, cancers…). Ces composés suscitent un intérêt croissant dans le domaine de la santé digestive. En effet, les polyphénols sont faiblement absorbés au niveau de l’intestin grêle et sont présents en quantité relativement importante dans le côlon. Les polyphénols et leurs métabolites pourraient donc exercer des effets bénéfiques à ce niveau. Des études expérimentales récentes suggèrent que les polyphénols pourraient aider à prévenir ou retarder la progression de l’inflammation colique. Le raisin est l’un des fruits les plus riches en polyphénols. Divers co-produits du raisin ont montré des effets bénéfiques vis-à-vis de différentes situations d'inflammation, effets souvent attribués à leur richesse en composés polyphénoliques. Les objectifs de cette thèse étaient tout d’abord d’évaluer l’impact du régime de base sur le développement de l’inflammation colique induite par le sulfate de dextran sodique (DSS) chez le rat (1) puis d’évaluer les effets d’une supplémentation nutritionnelle en extraits de marc de raisin (EMR) riches en polyphénols dans la prévention de l’inflammation colique induite par le DSS (2). Pour cela, des rats Wistar ont été nourris ad libitum durant 21 jours avec un régime standard ou un régime semi-synthétique (1) ou les animaux ont été nourris avec un régime semi-synthétique supplémenté ou non avec un EMR (2). Dans tous les cas, l’inflammation colique a été induite par administration de DSS à 4% dans l’eau de boisson pendant les 7 derniers jours de l’expérimentation. Les effets ont été évalués au niveau colique par analyse histologique, détermination de différents marqueurs de l'inflammation et de la défense antioxydante et évaluation de l'expression de différents gènes impliqués dans l’inflammation et le stress oxydant.La consommation préventive de trois EMRs, issus de deux cépages différents (Alicante et Pinot) exerce des effets bénéfiques sur le développement de l’inflammation colique induite par le DSS. Globalement, la consommation à titre préventif d’EMRs prévient la perte de poids, retarde l’apparition des symptômes de la maladie et limite le développement des atteintes tissulaires induites par le DSS. Les EMRs atténuent l’inflammation comme en témoigne la diminution de l’activité de la MPO et le maintien des taux coliques en cytokines pro-inflammatoires au niveau des animaux témoins. De plus, ces EMRs modulent les activités des enzymes antioxydantes. Les EMRs limitent également la surexpression de plusieurs gènes impliqués dans la réponse inflammatoires et le stress oxydant (COX-2, iNOS, ICAM-1, MMP-9…). De plus, nous avons montré que les EMRs provenant du cépage Alicante exercent des effets protecteurs plus marqués que l’EMR Pinot.Ainsi, ces résultats soulignent d’une part l’influence du régime alimentaire de base dans l’induction de l’inflammation colique. D’autre part, la consommation à titre préventif d’EMRs exerce des effets protecteurs sur le développement de l'inflammation colique induite par le DSS via la modulation de marqueurs de l’inflammation et de la défense antioxydante. Ces résultats pourraient permettre d’envisager de nouvelles stratégies nutritionnelles dans la prévention des maladies inflammatoires de l’intestin. / Polyphenols are abundant micronutrients in plant foods, where they have been associated with lower risk of chronic diseases from cancer to cardiovascular disease. The beneficial health effects of polyphenols have been attributed to their antioxidant and anti-inflammatory properties. Several studies point to a promising role of these micronutrients in inflammatory bowel disease (IBD), as given that a large fraction of dietary polyphenols reach the colon, polyphenols and their metabolites could exert beneficial effects locally at this level. Recent experimental data suggest that polyphenols could help prevent or delay the progression of intestinal inflammation. Grape is one of the richest sources of polyphenols, and various grape products have demonstrated beneficial effects in various chronic diseases. These effects are often attributed to grape polyphenolic compounds.This thesis aimed (1) to evaluate the impact of purified and non-purified basal diets on the development of dextran sodium sulfate (DSS)-induced colitis in the rat, then (2) to evaluate the effects of preventive consumption of polyphenol-rich red grape pomace extracts (GPEs) on DSS-induced colitis. Rats were fed for 21 days with (1) a non-purified or purified diet or (2) GPE-enriched purified diet, and colitis was induced by DSS administration in drinking water (4% w/v) during the last 7 days of the experimental design. The effects on colitis development were assessed by histological analysis, determination of various markers of inflammation and oxidative stress, and evaluation of the expression of various genes implicated in this disorder.DSS induced a more marked colitis in rats receiving the purified diet than the non-purified diet. Indeed, rats receiving the purified diet, the inflammation was characterized by decreased appetite and weight gain, early onset of disease (diarrhea and rectal bleeding), and colon shortening. In rats fed the purified diet, DSS also induced marked histological colonic damage and increased MPO activity. In these animals, DSS also modulated oxidative status by affecting antioxidant enzyme activities. Furthermore, DSS-induced inflammation was associated with increased pro-inflammatory cytokine levels and decreased anti-inflammatory cytokine levels in colonic tissue, together with upregulation of the expression of various genes (iNOS, ICAM-1 and MMP-9).Preventive consumption of three GPEs from two different grape varieties (Alicante and Pinot) showed beneficial effects on DSS-induced colitis development. Overall, preventive dietary GPE supplementation delayed the onset of colitis symptoms and limited the extent of weight loss and colonic mucosa damage. GPE administration reduced inflammation (as evidenced by a decrease in MPO activity) and kept colonic pro-inflammatory cytokines at near-control levels. In addition, the three GPEs modulated antioxidant enzyme activities and limited the overexpression of several genes involved in DSS-induced inflammatory response and oxidative stress (COX-2, iNOS, ICAM-1, MMP-9). Moreover, Alicante-variety GPEs exerted stronger protective effects than Pinot-variety GPEs.These results highlighted (1) the influence of basal diet on induction of colonic inflammation and (2) that preventive consumption of GPEs exerted protective effects against colitis development by modulating inflammatory processes and oxidative stress markers. These findings open up perspectives for new preventive nutritional strategies in colonic inflammation management.

Les inhibiteurs des protéases à sérine (Serpins) constituent une classe d'enzymes très peu étudiée chez les bactéries. Dans ce travail de thèse nous nous sommes intéressés à l'étude des serpins provenant du microbiote intestinal et l'investigation de leur potentiel anti-inflammatoire pour le traitement des maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI) chez l'homme. Pour cela nous avons identifié les serpins provenant du microbiote intestinal humain et analysé leur diversité ainsi que leur distribution entre les individus malades et sains. Ces données nous ont permis d'isoler les serpins significativement associées aux MICI. La purification de quarte d'entre elles nous a amené à démontrer qu'elles inhibent les protéases humaines impliquées dans les MICI. L'analyse biochimique et cinétique approfondie de ces protéines a montré qu'elles possèdent des propriétés originales notamment leur efficacité d'inhibition élevée. L'étude de l'effet protecteur de trois serpins chez un modèle animal de colite a démontré pour la première fois l'efficacité des serpins in vivo démontrant ainsi leur potentiel thérapeutique. / Serine protease inhibitors (Serpins) are a class of proteins that reamin poorly studied in bacteria. In this thesis we are interested in the study of serpins originating from the intestinal microbiota and the investigation of their anti-inflammatory potential for the treatment of inflammatory bowel diseases (IBD) in humans. For this we have identified serpins from the human gut microbiota and analyzed their diversity as well as their distribution between healthy and IBD patients. These data allowed isolating serpins significantly associated with IBD. The purification of four of them led us to demonstrate that they inhibit human proteases involved in IBD. Biochemical and kinetic analysis of these proteins showed that they exhibit original properties, in particular their high inhibition efficiency. The study of the protective effect of three serpins in an animal model of colitis demonstrated for the first time the efficacy of serpins in vivo demonstrating thus their therapeutic potential.