Ulcerative colitis (UC) is a chronic disease of the colon or large intestine that causes inflammation and ulceration of the inner lining of the colon and rectum. In patients with ulcerative colitis, the body’s immune system overreacts and the body mistakes food, bacteria or other internal materials in the colon for an invading substance. The immune system attacks the material, thus irritating the colon. Limited knowledge of inflammatory conditions coupled with a narrow range of therapeutic options necessitates investigating the role of natural products. This study describes the effect of natural coconut oil on chemically-induced acute and chronic disease in mice. Ulcerative colitis was induced in four groups (5 mice per group) of 10-week-old female C57BL/6 mice by exposing them to 2.5-3% dextran sulfate sodium (DSS) for 5 and 29 days in the acute and chronic models, respectively. Coconut oil treatment was given via food containing 5% coconut oil to three diseased groups in three different regimens: one, preventive group receiving treatment prior to disease induction (14 d in acute; 28 d in chronic); two, simultaneous group receiving treatment simultaneous to disease induction; and three, regular treatment group receiving treatment after the disease induction –until termination of the experiment (14 d in acute; 60 d in chronic). Coconut food was replaced by the regular chow in the disease and water control groups. Clinical symptoms (diarrhea, occult blood, anal bleeding and body weight change) and the size of the isolated colon were recorded for comparison between experimental and control groups. Groups receiving coconut food displayed remissions in clinical markers of the disease. Improvements in clinical symptoms, histopathology, as well as cytokine activities were observed in both models, but the effects were more significant on the basis of standard error in the chronic model.

Des études de liaison et d’association génétiques ont permis d’identifier certains des facteurs de risque génétiques aux maladies inflammatoires de l’intestin (MII) dans la région chromosomique 3p21. Dans cette région, le polymorphisme nucléotidique simple (SNP) codant non-synonyme du gène MST1, rs3197999, encodant pour la mutation R689C, a été associé et répliqué à la fois à la colite ulcéreuse (CU) et à la maladie de Crohn (MC). Un autre SNP, corrélé à des SNP codants non-synonymes du gène MST1R, a également été associé à la MC. Afin de déterminer si d’autres variantes des gènes MST1 et MST1R sont associés à la CU, nous avons testé pour association des SNP de ces gènes. Seul un proxy de R689C a montré un signal d’association significatif aux MII, ce qui suggère que R689C est la variante causale aux MII dans le gène MST1. En cherchant à déterminer si la région 3p21 contenait plusieurs signaux d’association mutuellement indépendants, trois SNP ont été identifiés comme possible facteurs de risque indépendants, et ont été génotypés dans des cas de CU et de MC et des témoins, puis nos résultats d’association ont été combinés à ceux provenant de trois autres cohortes indépendantes. Les trois SNP, R689C (MST1), rs6802890 et rs7629936 (CDHR4), sont associés aux MII, mais une étude d’association conditionnelle suggère qu’il existe en fait deux signaux d’association mutuellement indépendants dans la région 3p21. Le signal principal provient de R689C, une mutation de la protéine MSP. Cette protéine a un rôle dans l’inflammation chez les macrophages murins, et la migration, la cicatrisation et la survie chez les cellules épithéliales. Dans cette étude, le rôle de la MSP a été investigué dans des modèles de macrophages humains et de cellules épithéliales de côlon, et seule la phosphorylation d’AKT, un acteur dans la voie de signalisation de la survie cellulaire, a été modulée par la MSP dans nos modèles. Ce projet a donc permis d’apporter des connaissances sur les facteurs de risques génétiques aux MII dans la région 3p21, en identifiant 2 signaux d’association indépendants, et en nous informant sur le rôle de MST1, duquel provient le signal d’association principal, chez les cellules humaines. / Linkage studies and association studies allowed the discovery of some of the genetic risk factors of inflammatory bowel disease (IBD) in the chromosomal region 3p21. In this region, the non-synonymous coding single nucleotide polymorphism (SNP) rs3197999, situated in the gène MST1 and encoding for the mutation R689C, has been associated to UC and CD multiple times, and an other SNP, correlated to non-synonymous coding SNPs in the gene MST1R, has also been associated to CD. In order to verify if other variants of MST1 and MST1R are associatied to UC, we tested the association of some of their SNPs. Apart from R689C, only its proxy showed a significative association signal to IBD. It suggests that R689C might be the causal variant of IBD in the region 3p21. In the aim to determine if the region 3p21 has multiple independant association signals, 3 SNPs have been identified, from the results of a published meta-analysis of UC genome-wide association studies, as being possibly independant risk factors for UC based on their correlation. Their association to IBD and their independance have been tested by genotyping them in a cohort composed of controls, and UC and CD cases. The results of the association tests have been combined, in a meta-analysis, to the results of 3 other independent association studies. The 3 SNPs, R689C (MST1), rs6802890 and rs7629936 (CDHR4) are associated to IBD, but the results of the subsequent conditional association tests suggest that there is only 2 independant association signals in the region 3p21. The main signal is raising from R689C, a mutation of the protein MSP. According to published studies, this protein has a function in the inflammation in murine macrophages, and also in the scattering, wound healing and survival of epithelial cells. In this thesis, we investigated the role of MSP in human macrophage models and in human côlon epithelial cells, and it has been show that MSP modulates the phosphorylation of AKT, an actor in the pathway of cellular survival. This project brought some knowledges about the IBD genetic risk factors in the region 3p21. We identified 2 independent association signals to IBD in this region, and the main signal is coming from a SNP in MST1, a gene which has a role, based on our results, in the survival in human colon epithelial cells.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Univ., 2009. / Härtill 4 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Uppsala universitet, 2009. / Härtill 4 uppsatser.

IntroductionLa neurostimulation vagale (NSV) à haute fréquence (30 Hz) est utilisée commethérapeutique de certaines formes d’épilepsie et de dépression réfractaires aux traitements chezl’Homme. De plus, la NSV à basse fréquence (5 Hz) a été expérimentée avec succès chez l’animalpour traiter différentes inflammations périphériques, notamment digestives. Des travaux récents ontmis en évidence que cet effet anti-inflammatoire est induit par l’activation des fibres efférentesvagales, libérant en périphérie de l’acétylcholine, inhibant la sécrétion des cytokines proinflammatoires.Cette voie est connue sous le nom de voie anti-inflammatoire cholinergique.Toutefois, le mécanisme d’action de la NSV 5 Hz reste mal connu et d’autres voies pourraient êtremises en jeu impliquant le système nerveux central (SNC) et le système immunitaire périphérique.ButLes travaux réalisés ont eu pour objectif d’étudier l’implication du SNC et du systèmeimmunitaire dans la modulation de l’inflammation induite par la NSV basse fréquence chez unmodèle de rat anesthésié. Tout d’abord, afin d’étudier l’implication du SNC lors de la NSV 5 Hz, uneétude d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) a été réalisée sur le rat «sain»anesthésié. Ensuite, une étude a été effectuée sur l’effet de la NSV sur les cellules immunitairesspléniques ainsi que sur le tube digestif chez un modèle de rat «sain» puis chez un modèle de ratatteint d’une colite expérimentale induite par une injection intra-colique d’acide trinitrobenzènesulfonique (TNBS).RésultatsLes données obtenues lors de l’étude d’IRMf ont mis en évidence un rôle important desfibres afférentes vagales; elles modulent certaines structures du SNC qui pourraient participer à larégulation de l’inflammation digestive induite par la NSV 5 Hz. Les études réalisées sur les souspopulationslymphocytaires spléniques ont révélé que d’autres cellules immunitaires que lesmacrophages étaient impliquées lors de la NSV. Chez le modèle de rat «sain», les résultats decytométrie en flux ont montré que la NSV 3h 5 Hz induisait une diminution de l’activation deslymphocytes T CD4 ainsi que du pourcentage de NKT par rapport aux lymphocytes T. Ces résultatssont en faveur d’un rôle de la NSV 3h inhibant l’activation lymphocytaire et jouant un rôle sur les NKTpossédant des propriétés immunorégulatrices. La NSV 3h n’a pas le même effet chez le modèle de ratprésentant une colite. En effet, le dosage de cytokines sécrétées par les splénocytes en culturemontre que la NSV augmente le potentiel de sécrétion d’IL-10 (cytokine anti-inflammatoire) dessplénocytes et plus particulièrement des lymphocytes T CD4 spléniques. Parallèlement, l’effet antiinflammatoirede la NSV a été mis en évidence au niveau du côlon transverse (au-dessus de la zonelésée) par une diminution des ARNm de SOCS3 et du TNF-α et de la myéloperoxidase. Ces donnéesont démontré un rôle de la NSV sur la fonctionnalité des lymphocytes T CD4 spléniques. La NSV 3h 5Hz orienterait la réponse immunitaire vers une réponse anti-inflammatoire en phase d’initiationd’inflammation digestive. De plus, l’effet anti-inflammatoire de la NSV est retrouvé au niveau du tubedigestif au-dessus de la zone lésée (côlon transverse).ConclusionCes données expérimentales montrent que d’autres voies impliquant différents typescellulaires sont susceptibles d’être mises en oeuvre par la NSV basse fréquence. Elle induitl’implication du SNC par l’activation des afférences vagales et des cellules immunitaires spléniquestelles que les lymphocytes T CD4 et les NKT. Un effet anti-inflammatoire de la NSV est retrouvé auniveau du côlon transverse, mais pas au niveau des lésions dans le côlon distal. Ces résultatsprésentent des implications thérapeutiques : la NSV basse fréquence est actuellement en essaiclinique pour être utilisée comme traitement dans la maladie de Crohn. / Introduction High frequency(30 Hz)vagus nerve stimulation(VNS)has been approved as a treatment for some types of epilepsy and depression in humans. Low-frequency (5 Hz)VNS has also been successful for the treatment of different animal inflammation models, notably digestive inflammation. Recent studies have shown that the anti-inflammatory effect is induced by the activation of the efferent vagal fibers, which secrete acetylcholine in periphery. It links itself to α-7-nicotinic receptors on the macrophages surface, inhibiting the release of pro-inflammatory cytokines. This pathway is known by the name of the cholinergic anti-inflammatory pathway. However, the mechanism of action of low-frequency VNS remains unclear and other pathways could be involved implicating the central nervous system (CNS) and the immune system. Aim The aim of this study was to evaluate the implication of the CNS and the immune system in the modulation of inflammation induced by low-frequency VNS in an anaesthetized rat model. Firstly, to study the implication of the CNS and the contribution of the afferent vagal fibers during 5Hz VNS, a study using functional magnetic resonance imaging (fMRI) on a «healthy» anaesthetized rat model was carried out. Secondly, an experiment on the effect of VNS on splenic immune cells as well as on the digestive tract was fulfilled on a «healthy» rat model followed by a study on a rat model of colitis induced by intracolonic injection of trinitrobenzene sulfonic acid (TNBS). Results fMRI data brought to light an important role of the afferent vagal fibers. They modulate some structures of the CNS which could contribute to the modulation of digestive inflammation by 5Hz VNS. The studies carried out by FACS on the sub-populations of splenic lymphocytes revealed that other immune cells than macrophages could be implicated by VNS. In the «healthy» rat model, with no digestive inflammation, FACS data show that 3h VNS decreases T CD4 lymphocytes activation and the percentage of NKT in relation to T lymphocytes. These data are in favor of an inhibiting role of VNS on lymphocytes activation and also has an impact on NKT cells which have immunoregulatory properties. 3h VNS does not have the same effect on the rat model of colitis. In fact, the quantification of secreted cytokines by cultured splenocytes show that VNS increases the potential of IL-10(anti-iflammatory)cytokine by splenocytes and particularly splenic T CD4 lymphocytes. In the same way, the anti-inflammatory effect of VNS is seen in the transverse colon (above the lesions): decrease of TNF-α and SOCS3 mRNA and of myeloperoxidase. These results show a role of VNS on the functionality of splenic T CD4 lymphocytes inducing an important secretion of IL-10. 3h low-frequency VNS turns the immune response towards an anti-inflammatory response during the early phase of digestive inflammation. Moreover, VNS anti-inflammatory effect is seen in the transverse colon, above the lesions. Conclusion These results reveal that other pathways implicating different cell types are potentially involved besides the classic cholinergic anti-inflammatory pathway by low-frequency VNS. It implicates CNS by the activation of vagal afferents and splenic immune cells such as T CD4 lymphocytes and NKT cells. An anti-inflammatory effect of VNS is found in the transverse colon (above the lesions) even during the initiation phase of digestive inflammation, but not in the distal colon (in the lesions). These date have therapeutic implications: low-frequency VNS is being clinically tested at the moment as a treatment for Crohn's disease.

Introdução: Pacientes com doença inflamatória intestinal (DII) tem risco aumentado de desenvolvimento de displasias e neoplasias colônicas, a partir de 8 anos de diagnóstico da doença. O desenvolvimento de técnicas que melhorem a acurácia diagnostica destas displasias tem impacto científico, econômico e na prática clínica. Materiais and Métodos: O NBI (narrow band image) tem sido descrito como um método comparável à cromoscopia para a detecção de diversos tipos de cânceres do trato gastrointestinal superior e do sistema respiratório. Neste estudo, as duas técnicas foram comparadas em pacientes com DII de longa data. Resultados: 34 pacientes foram randomizados (18 para a cromoscopia e 16 para o NBI). 66,7% e 68,8% dos pacientes eram do gênero feminino, com média de idade de 48,5 e 49,6 anos, nos grupos cromoscopia e NBI, respectivamente. 61,1% dos pacientes do grupo cromoscopia e 56,2% do grupo NBI tinham doença de Crohn (DC). Nenhuma destas variáveis alcançou diferença estatísticamente significante na comparação entre os grupos: comportamento da DC, localização da retocolite ulcerativa, presença de atividade inflamatória endoscópica e sintomas no momento do exame. O tempo médio gasto para a realização do exame foi de 45,8 minutos no grupo cromoscopia e de 34,1 minutos no grupo NBI. Sobre a presença de displasias, 22,2% dos pacientes no grupo cromoscopia apresentaram lesões displásicas no exame histológico (todas as biopsias foram direcionadas pela presença de lesões), enquanto que, no grupo NBI, nenhuma lesão displásica foi encontrada (qui-quadrado= 4,477; ∑crítico> 3,841, considerando um erro a de 5%). Foram encontrados três lesões adenomatosas e uma lesão displásica tipo DALM (dysplasia-associated lesion or mass), típica da DII. Quando realizada a correção de Yattes, ara amostras pequenas, foi observado ∑ = 2,180 (∑crítico> 3,841, considerando um erro a de 5%). Conclusões: Esses dados mostram diferença estatística entre as técnicas endoscópicas (NBI e cromoscopia). Eles revelam uma forte tendência estatística de superioridade da cromoscopia, comparada ao NBI. / Introduction: Patients with inflammatory bowel disease (IBD) are under increased risk of colonic dysplasia and neoplasia, approximately, 8 years after diagnosis. The development of techniques that improve the diagnostic ability to detect those dysplasias has scientific, economic and practical impact. Materials and Methods: The NBI (narrow band image) has been described as a valuable method comparable to chromoendoscopy for the detection of many cancers of the upper digestive and respiratory systems. The two techniques were compared in this study in patients with IBD after at least 8 years from diagnosis. Results: 34 patients were randomized (18 for chromoendoscopy and 16 for NBI). 66.7% and 68.8% were female, mean age of 48.5 and 49.6 years, in chromoendoscopy and NBI groups, respectively. The mean disease duration was 14.7 (DP 6.5 years 2) and 15.6 years (DP 9.0 years 2) for chromoendoscopy and NBI, respectively. 61.1% of patients in the chromoendoscopy group and 56.2% in the NBI had Crohn\'s disease (CD). None of those epidemiological data, extension and behavior of CD and Ulcerative Colitis, use of medications, endoscopic grade of disease activity and symptoms at the time of the exam disclosed statistical significance. The average time of examination was 45.8 minutes for the chromoendoscopy group, versus 34.1 minutes for the NBI group. Regarding the presence of dysplasia, 22,2% of patients in the chromoendoscopy group showed some dysplastic lesions on histological examination (all biopsies directed to mucosal lesions), while no patients in the NBI group had such lesions (chi-square = 4.477; ∑critical> 3.841, considering an error of 5%). We found three adenomas and one dysplastic lesions of the type DALM (dysplasia-associated lesion or mass), typical of IBD. When we look at correcting by means of the Yates correction test for small samples, we observed ∑ = 2,180 (∑critical > 3.841, considering an error of 5%). Conclusion: Those data have shown statistical difference between the endoscopic techniques (NBI and chromoendoscopy). They revealed a strong statistical tendency of superiority of chromoendoscopy compared to NBI.

Les maladies inflammatoires intestinales (MII), maladie de Crohn (MC) et colite ulcéreuse (CU), représentent un problème de santé publique majeur en raison de leur prévalence, de leur chronicité et de l’absence de traitement curatif disponible. La physiopathologie de ces maladies implique des facteurs de prédisposition génétique, des facteurs environnementaux et une réponse anormale du système immunitaire. De par leur position à l’interface entre les facteurs environnementaux, les cellules épithéliales et les cellules de l’immunité adaptative, les cellules de l’immunité innée (phagocytes monocucléés (MNPs) et granulocytes) sont des acteurs importants dans l’initiation et le maintien de l’inflammation intestinale. Largement étudiés chez la souris, leur investigation chez l’humain restait parcellaire, souvent contradictoire dans le colon et rarement étudiée dans le ganglion mésentérique (MLN). Nous avons caractérisé par des méthodes de cytométrie de flux multi-couleurs, de cytométrie de masse (CyTOF) et de séquencage de l’ARN (total et à l’échelon de la cellule unique), les MNPs de la muqueuse colique et des ganglions mésentériques chez les patients atteints de MC et de CU. Nous avons également évalué la fonction des MNPs et des basophiles sur les réponses mémoires T CD4+ autologues tissulaires. Notre travail a mis en évidence des similitudes et des différences entre la MC et la CU, dans la distribution des MNPs et le profil de la réponse mémoire T CD4+ dans le colon et le ganglion. La sous-population de MNPs HLADR+SIRPα+CD14+CD64+CD163- qualifiée de monocytes inflammatoires, et non les macrophages HLADR+SIRPα+CD14+CD64+CD163+, s’accumule dans la muqueuse inflammatoire des patients atteints de MC et de CU, et promeut les réponses mémoires de type Th17 et Th17/Th1 d’une manière dépendante de l’IL-1β. La fréquence de cette population corrèle avec le score de sévérité endoscopique en MC. Cependant, la distribution des MNPs ganglionnaires diffère entre la MC et la CU. Nous montrons que, dans les ganglions des patients atteints de CU, les MNPs HLADR+SIRPα+CD14+CD64+ sont enrichis en cellules CD163+, qui incluent principalement des cellules ‘monocyte-like’ HLA-DRdim en plus de macrophages HLA-DRhi. Parmi les cellules dendritiques (DCs) HLADR+SIRPα+CD14-CD64-, les DCs plasmocytoides prédominent dans les deux MII, avec une fréquence supérieure en MC qu’en CU. Par ailleurs, l’IL-1β dans la MC et l’IL-12 dans la CU favorisent un profil pathogénique dans les lymphocytes T CD4+ (IFN-γ, TNF-α, GM-CSF, IL-6) de la muqueuse colique. Par sérendipité, nous avons aussi mis en évidence que l’IL-12 et les monocytes inflammatoires tissulaires induisent la production d’IL-8 par les lymphocytes T CD4+ mémoires de la muqueuse intestinale et des MLNs dans la CU mais pas dans la MC. Au cours de cette étude, nous avons également observé l’accumulation de basophiles, mais pas de mastocytes, dans la muqueuse colique et le MLN en MC et en CU, et montré qu’ils favorisaient également les réponses Th17 et Th17/Th1 et non Th1 dans les lymphocytes T CD4+ mémoires exprimant CCR7. En conclusion, la caractérisation des MNPs de la muqueuse intestinale et des MLNs dans les maladies inflammatoires intestinales (MII) permet de mieux appréhender la physiopathologie de la maladie, dans l’espoir d’optimiser la stratification des MII et de permettre ainsi une prise en charge thérapeutique personnalisée. / Crohn's disease (CD) and ulcerative colitis (UC), two common forms of inflammatory bowel disease (IBD), represent a major public health problem because of their prevalence, chronicity and lack of available curative treatment. The pathophysiology of these diseases involves predisposing genetic factors, environmental triggers, and a dysfunctional immune response. Innate immune cells, including mononuclear phagocytes (MNPs) and granulocytes, are important players in the initiation and maintenance of intestinal inflammation due to their position at the interface between the external environment, epithelium and adaptive immune cells. Although widely studied in mice, their investigation in humans remains fragmentary, often with contradictory findings reported in the colon, and they are rarely studied in the mesenteric lymph nodes (MLNs). MNPs from the colon and MLNs of patients with CD and UC were characterized by multi-color flow cytometry, mass cytometry (CyTOF) and RNA sequencing (bulk and single cell). The function of MNPs and basophils on autologous memory CD4+ T cell responses was also assessed. The results presented here highlight similarities and differences in the distribution of MNPs between CD and UC, and the profile of memory CD4+ T cell response in colon and MLNs. HLADR+SIRPα+CD14+CD64+CD163- MNPs, defined as inflammatory monocytes, but not HLADR+SIRPα+CD14+CD64+CD163+ macrophages, accumulated in the inflammatory mucosa of CD and UC patients, and promoted Th17 and Th17/Th1 memory responses in an IL-1β dependent manner. The frequency of this subpopulation correlated with endoscopic severity in CD. In contrast, the distribution of these two MNP populations in the MLNs differs between CD and UC. HLADR+SIRPα+CD14+CD64+ MNPs were enriched in CD163+ cells that predominantly included HLA-DRdim monocytes-like cells over HLA-DRhi macrophages in UC patients only. Among HLADR+SIRPα+CD14-CD64- dendritic cells (DCs), plasmocytoid DCs predominated in both UC and CD, with higher frequency in CD versus UC. IL-1β in CD and IL-12 in UC favor a pathogenic CD4+ T cell profile (IFN-γ, TNF-α, GM-CSF, IL-6 expression/production) in the colonic mucosa. It was also demonstrated that IL-12 and inflammatory tissue monocytes induced IL-8 production by memory CD4+ T cells in intestinal mucosa and MLNs of UC but not CD. In this study, it was also observed that basophils and not mast cells accumulated, in the colonic mucosa and MLNs of CD and UC patients, and favored Th17 and Th17/Th1, but not Th1, responses in CCR7+ memory CD4+ T cells. In conclusion, characterization of MNPs in the intestinal mucosa and MLNs of IBD patients contributes to a better understanding of IBD pathophysiology and opens avenues to optimize patient stratification, and thus, personalized treatment of IBD patients.

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.

La cicatrisation complète de la muqueuse, définie comme l'absence de lésions visibles par endoscopie, est considérée comme un objectif thérapeutique dans la prévention des complications associées aux Maladies Inflammatoires Chroniques de l’Intestin (MICI).Dans ce contexte, le rôle de l’apport protéique alimentaire et les besoins protéiques nécessaires à la cicatrisation ont été peu étudiés. L’objectif de cette thèse était d’évaluer l’effet du niveau d’apport protéique alimentaire sur la réparation épithéliale après un épisode inflammatoire intestinal dans un modèle murin de colite chimio-induite. Dans un premier temps, l’analyse de la progression de certains modulateurs impliqués dans le processus cicatriciel a mis en évidence que la réparation colique s’initiait et se consolidait avant que l’inflammation ne soit résolue et cela, dans un contexte où la composition du microbiote adhérent à la muqueuse était altérée de manière persistante. Les effets de trois régimes alimentaires ayant un niveau d'apport protéique différent (moyen, modérément élevé et élevé) ont ensuite été évalués sur la réparation de la muqueuse colique, ce qui a permis de montrer qu’au-delà d’un certain seuil, le niveau d’apport protéique aggravait et perpétuait l’inflammation colique. En revanche, un apport modérément élevé en protéines était bénéfique par rapport à un apport moyen, de par ses effets sur la perméabilité colique, l'hyper-prolifération cryptique, l’expression de plusieurs gènes codant pour des facteurs de réparation et sur la modulation de la composition du microbiote adhérent. Enfin, ces travaux ont montré que l’inflammation et le niveau d’apport en protéines affectaient le métabolisme protéique dans des organes non-cibles de l’inflammation colique en association avec une endotoxémie persistante.Ce travail a ainsi permis de mieux comprendre les événements locaux et périphériques impliqués dans la cicatrisation de la muqueuse colique et leur modulation par un apport majoré en protéines suite à un épisode inflammatoire aigu. / Advanced mucosal healing, defined by endoscopy as the absence of visible lesions, is considered as a therapeutic goal in the prevention of complications associated with IBD.In this context, the role of dietary protein intake and the protein requirements for mucosal healing have been poorly studied. The aim of this thesis was to evaluate the effect of dietary protein intake level on epithelial repair after an acute intestinal inflammatory episode in a murine model of colitis. Firstly, the progression analysis of several modulators involved in the repairing process showed that colonic repair can be initiated and consolidated in the context of inflamed mucosa, associated with persistent alterations of the colonic luminal environment. The effect of three diets with different levels of protein intake (average, moderately high and high) on colon mucosa repair were evaluated in the same model. This study showed that, beyond a threshold, the level of protein intake aggravated and perpetuated colitis. However, a moderately high protein intake was beneficial due to its effect on colonic permeability, cryptic hyper-proliferation, expression of multiple genes encoding repair factors, and composition modulation of the mucosal-adherent microbiota. Finally, both inflammation and dietary protein intake levels altered protein metabolism of other organs at the periphery of the inflammation in association with persistent endotoxemia.This work deepened the understanding of the events involved in the epithelial repair process and their modulation by an increase in the dietary protein intake after an acute episode of colitis.

The self-organizing maps portraying has been proven to be a powerful approach for analysis of transcriptomic, genomic, epigenetic, single-cell, and pathway-level data as well as for “multi-omic” integrative analyses. However, the SOM method has a major disadvantage: it requires the retraining of the entire dataset once a new sample is added, which can be resource- and timedemanding. It also shifts the gene landscape, thus complicating the interpretation and comparison of results. To overcome this issue, we have developed two approaches of transfer learning that allow for extending SOM space with new samples, meanwhile preserving its intrinsic structure. The extension SOM (exSOM) approach is based on adding secondary data to the existing SOM space by “meta-gene adaptation”, while supervised SOM portrayal (supSOM) adds support vector machine regression model on top of the original SOM algorithm to “predict” the portrait of a new sample. Both methods have been shown to accurately combine existing and new data. With simulated data, exSOM outperforms supSOM for accuracy, while supSOM significantly reduces the computing time and outperforms exSOM for this parameter. Analysis of real datasets demonstrated the validity of the projection methods with independent datasets mapped on existing SOM space. Moreover, both methods well handle the projection of samples with new characteristics that were not present in training datasets.