Les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin font partie des pathologies immunitaires. Leur pathogenèse est directement liée à une réponse immune exagérée dirigée contre des bactéries commensales normalement présentes dans l’intestin, chez des individus génétiquement prédisposés. Parmi les facteurs favorisants, on trouve l’amélioration du niveau d’hygiène ainsi qu’une diminution des infections parasitaires. Des études épidémiologiques ont suggéré une relation entre la prévalence des infections par les helminthes et l’incidence des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin dans les pays en développement. Ces infections parasitaires induisant une réponse immune de type Th2, il est donc proposé qu’elles participent la régulation des maladies inflammatoires médiées par une réponse immune de type Th1, comme la maladie de Crohn.Notre équipe s’est intéressée à l’effet immuno-modulateur d’une protéine du Schistosome, la P28GST (Glutathion S-transferase) dont les propriétés immunogénétiques pro-Th2 ont été démontrées précédemment dans des modèles expérimentaux et chez l’homme. Au cours de notre travail, nous avons montré que l’immunisation avec la P28GST était capable de diminuer de manière façon significative la colite expérimentale dans deux modèles animaux. L’immunisation avec cette enzyme parasitaire, produite sous forme recombinante, a réduit les scores cliniques et histologiques obtenus après induction de colite expérimentale par injection de l’haptène TNBS chez des rats Sprague Dawley rats ainsi que chez des souris C57Bl/6. Cet effet est associé à une diminution des marqueurs de l’inflammation (Myéloperoxidase) et de lexpression de l’ARN messager codant pour des cytokines pro-inflammatoires (IL-1β, IL-17 et TNF) dans le colon des animaux. Nous détectons une modulation de la réponse immune caractérisée par une diminution du profil Th1 mesuré par la présence d’ARN messager codant pour l’IFNγ vers un profil de type Th2, associé à une augmentation de l’ARN messager codant pour l’IL-4, l’IL-5 et l’IL-13. L’augmentation du rapport ARN messager Arg1/iNOS2 ainsi que la détection de cellules Arginase positives par immuno-histo chimie dans le colon des animaux immunisés suggèrent la présence de macrophages alternatifs (AAM), dont on connait le rôle anti-inflammatoire et l’association à une réponse de type Th2. Des résultats similaires ont été obtenus dans un autre modèle expérimental, chez la souris.Nous avons comparé l’effet de cette protéine du Schistosome avec l’effet de l’infection par des larves du parasite grâce à deux modèles d’infection : soit une infection au long cours (associé avec une réponse immune de type Th2), soit une infection récente (avec une réponse immune de type Th1). Nos résultats montrent que l’immunisation par une seule protéine de schistosome, la P28GST, réduit l’inflammation intestinale aussi bien que l’infection au long cours, tandis que les animaux récemment infectés n’étaient pas protégés de la colite. En conclusion, notre étude présente les premières évidences que l’immunisation avec une protéine recombinante de Schistosome pourrait réduire de manière préventive la colite expérimentale induite par l’injection d’une haptène dans deux modèles de rongeurs. Si les mécanismes d’action précis doivent encore être élucidés, nos travaux suggèrent que l’effet anti-inflammatoire de la P28 GST puisse avoir des applications dans la prévention de l’inflammation intestinale permettant d’envisager une utilisation chez l’homme, notamment dans la prévention des rechutes de la maladie de Crohn. / Inflammatory bowel diseases are considered part of immune-mediated inflammatory disorders. Their pathogenesis was linked to an inappropriate exaggerated immune response to commensal bacteria normally present in the bowel, in genetically predisposed individuals. Increase of the level of hygiene and decrease exposure to helminthic infections was suggested as predisposing factors to IBD. Epidemiologic data have given a clue on the relation of prevalence of helminthic infections and the incidence of inflammatory bowel diseases in developing countries. The Th2 polarized T cell response driven by helminthic infection has been linked to the attenuation of Th1 driven inflammatory responses, preventing some Th1 mediated autoimmune diseases in their host, including Crohn’s disease.Our work focused on the immuno-modulatory effect of a Schistosome protein – P28GST (a Glutathion S-transferase). Its immuno-genetique, pro-Th2, characters have been previously demonstrated in experimental models as well as clinical trials. We showed that immunization with P28GST was able to significantly reduce experimentally induced colitis in two animal models.Immunisation with this recombinant parasitic enzyme reduced clinical and histological scores of the TNBS induced colitis in both Sprague Dawley rats as well as in C57Bl/6 mice. This effect was associated with a decrease in the expression of inflammatory markers (Myeloperoxidase) as well as mRNA expression of pro-inflammatory cytokines (IL-1β, IL-17 and TNF) in the colon of sacrificed animals. We detected a shift of the immune response characterized with decrease of Th1 immune response assessed by the mRNA expression of IFNγ towards a less pathological Th2 immune response assessed by the mRNA expression of IL-4, IL-5 and IL-13. An increase in the ratio of mRNA expression of Arg1/iNOS2, as well as the immuno-histochemical detection of Arginase positive cells in the colon of the sacrificed animals suggested the presence of alternatively activated macrophages (AAMs) characterized by their anti-inflammatory effect and their association with the Th2 immune response. Similar results have been obtained in another animal model, the C57Bl/6 mice.We have also compared the effect of a single recombinant Schistosome protein to two models of infection with living schistosome parasites, either with long standing infection (associated with a Th2-type response) or with a recent onset exposure (a Th1-type response). Our results showed that immunisation with a single Schistosome protein, the P28GST; give similar results to established infection in term of reduction of intestinal inflammation, whereas recently infected rats were not protected against colitis.In conclusion, this study provides the first evidence that immunization with a recombinant protein from the Schistosome helminth parasite prevents hapten-induced colitis in two models of rodents. Although further studies are needed to illustrate the exact mechanisms of action implicated in the immuno-modulatory effect, P28GST is a promising molecule exerting a potent anti-inflammatory role in the prevention of colitis. The potential effect of this helminthic enzyme is actually taken in consideration in the prevention of Crohn’s disease relapses in humans.

Les cellules épithéliales produisent des facteurs influençant la réponse inflammatoire intestinale. L'étude de la contribution de ces facteurs à l'homéostasie des tissus est devenue essentielle à la compréhension des maladies inflammatoires chroniques intestinales (MICIs). Vanin-1 est une enzyme épithéliale qui produit des facteurs solubles dans les tissus dont l'intestin en réponse à un stress. Nous avons identifié Vanin-1 comme facteur de susceptibilité et marqueur des MICIs chez l'homme. La création d'une souris mutante nous a permis d'identifier des mécanismes d'action potentiels de Vanin-1 dans les tissus. Vanin-1 pourrait un jour être exploité pour développer une stratégie thérapeutique contre les MICIs. / Intestinal epithelial cells have recently been identified as producing factors influencing grandly the curse of intestinal inflammation. It became of a great importance, therefore, to identify the contribution of epithelial molecules to inflammatory bowel diseases (IBD). Vanin-1 is an epithelial enzymes which release soluble factors in tissues such as gut. This study identifies Vanin-1 as a marker and a susceptibility factor of IBD. By producing a mutant mice, we identified potential mechanisms by which Vanin-1 could act in tissues. It is hoped that Vnn1 can be exploited to develop future therapeutic strategies against IBD.

Ces dernières années, l'implication du microbiote intestinal dans la physiopathogénie des maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI) a été mise en évidence. Le but de nos travaux est de déterminer l'impact de la dysbiose sur l'écosystème intestinal au cours des MICI. Ces trois études nous ont permis de confirmer le rôle central de la dysbiose associée aux MICI : d'une part comme outil potentiellement prédictif de rechute, précédant une inflammation locale ou systémique, d'autre part comme acteur dans l'apparition d'un déséquilibre de l'écosystème intestinal. Ce déséquilibre est marqué par l'altération de l'activité enzymatique du microbiote modifiant le pool d'acides biliaires dans la lumière intestinale et pouvant affecter les effets anti-inflammatoires de certains acides biliaires sur les cellules épithéliales intestinales participant ainsi à une inflammation chronique au cours des MICI. Par ailleurs, cette dysbiose est possiblement entretenue par un déficit en défensine hBD1 et HD5, perpétuant une inflammation chronique intestinale.Ces résultats renforcent le rôle proéminent du microbiote dans l'évolution des MICI et suggèrent que la restauration de la normobiose au cours de la maladie devrait être un nouveau but dans la prise en charge de ces patients. / In recent years, the involvement of intestinal microbiota in the pathogenesis of inflammatory bowel disease (IBD) has been established. The aim of our study was to determine the impact of dysbiosis in intestinal ecosystem of IBD patients.These three studies allowed us to confirm the fundamental role of IBD-associated dysbiosis. First, IBD-associated dysbiosis has been identified as a potential predictive tool of relapse, before local or systemic inflammation. Second, IBD-associated dysbiosis has been involved as an actor in the emergence of an imbalance of intestinal ecosystem. This imbalance was characterised by an alteration of microbiota enzymatic activity leading to modifications in the luminal bile acid pool composition and may affect the anti-inflammatory effects of some bile acids on gut epithelial cells and could participate in the chronic inflammation loop of IBD. Moreover, a deficiency in the antimicrobial defense systems of defensins may be an explanation for the break of the antibacterial barrier function in inflammatory bowel diseases maintaining dysbiosis.These results reinforce the prominent role of the microbiota in the development of IBD and suggest that restoring normobiosis could be a new goal for optimal IBD management.

Des études récentes ont montré que le microbiote participe à l’homéostasie intestinale en contribuant au développement morphologique, à l’éducation du système immunitaire, aux mécanismes de défense de l’hôte et à la régulation du métabolisme. Une dysbiose de ce microbiote ainsi qu’une réduction de la diversité bactérienne a été observé dans diverses pathologies chroniques telles que les maladies inflammatoires chroniques (MICI) et l’obésité. Le microbiote constitue donc une cible thérapeutique de choix dans la prise en charge de ces maladies chroniques. Les probiotiques, microorganismes bénéfiques pour l’hôte représentent une alternative intéressante, mais dont les critères de sélection nécessitent d’être améliorés.Dans une première étude, nous avons pu mettre en évidence les propriétés bénéfiques d’un mélange de deux probiotiques comprenant un bifide et un lactobacille dans un modèle murin d’obésité résultant d’une alimentation riche en graisses (Alard et al, 2016). Ce mélange probiotique a réduit significativement la prise de poids, amélioré les paramètres inflammatoires et métaboliques dont l’insulino-résistance, et augmenté l’expression intestinale des récepteurs aux acides gras à chaine courte (AGCC). Il a également favorisé dans un système d’intestin artificiel la production de butyrate et propionate ; principaux AGCCs. Les effets protecteurs ont été associés à l’amélioration de la dysbiose du microbiote, notamment la restauration de l’abondance d’Akkermansia muciniphila.L’objectif principal de cette thèse a été ensuite de sélectionner au sein d’une collection de 23 souches bactériennes provenant de la société PiLèJe, une ou plusieurs souche(s) probiotique(s) possédant des propriétés protectrices contre les MICI et l’obésité. Les propriétés immuno-modulatrices des souches ainsi que leur capacité à renforcer la barrière intestinale ont été étudiées in vitro à l’aide cellules mononuclées sanguines humaines, puis dans un modèle in vitro de perméabilité membranaire, induite par la sensibilisation d’une monocouche de cellules Caco-2 par de l’eau oxygénée. Six souches ont été sélectionnées, cinq souches induisant de forts niveaux de la cytokine anti-inflammatoire IL-10 et capables de restaurer la barrière intestinale et une souche capable de renforcer fortement cette barrière. Ces souches ont été ensuite évaluées en modèles in vivo de colite chronique et aigüe induite par du TNBS (2,4,6 trinitrobenzene sulfonic acid). De façon intéressante les souches protégeant en colite aigüe ne protègent pas aussi efficacement en colite chronique et inversement.Nous avons poursuivi la sélection de souches ou mélanges de souches dans le contexte de l’obésité et des maladies métaboliques associées. Nous avons utilisé les mêmes critères que précédemment (capacités anti-inflammatoires et à restaurer la barrière intestinale) complétés par l’étude de la capacité des souches à limiter l’accumulation des lipides dans un modèle in vitro de différenciation adipocytaire basé sur l’utilisation de la lignée 3T3-L1 et à induire la sécrétion de peptides entéro-endocrines impliqués notamment dans la satiété par l’utilisation de la lignée murine de cellules entéro-endocrine STC-1. Trois mélanges de souches et une souche seule ont été sélectionnées et évaluées dans un modèle murin d’obésité induite par un régime hyperlipidique à 45% de gras. Nous avons pu mettre en évidence des capacités positives d’un mélange de deux souches et d’une souche seule à réduire la prise de poids, ainsi que l’inflammation dans le tissu adipeux.Ces résultats indiquent que des criblages in vitro basés sur l’étude des propriétés immunomodulatrices, des capacités à restaurer la barrière, à diminuer l’accumulation des lipides et à induire des peptides de satiété, permettent une pré-sélection de souches ou mélanges de souches ayant un effet protecteur et démontrent à nouveau que les capacités bénéfiques des probiotiques sont souche-dépendantes et spécifiques des modèles ciblés. / Recent studies have reported that the microbiota is involved in intestinal homeostasis by contributing to the morphological development, the education of the immune system, the mechanisms of defense, and to metabolic regulation. Dysbiosis of this microbiota as well as reduction in bacterial diversity has been observed in various chronic pathologies such as chronic inflammatory diseases (IBD) and obesity. The microbiota thus constitutes a therapeutic target of choice in the management of these chronic diseases. Probiotics, which are beneficial microorganisms for the host represent therefore an interesting alternative, however their selection criteria need to be improved.In a first study, we were able to highlight the beneficial properties of a mixture of two probiotics comprising a bifidobacteria and a lactobacilli, in a murine model of high fat diet (HFD)-induced obesity (Alard et al., 2016). This probiotic mixture significantly reduced weight gain, improved inflammatory and metabolic parameters including insulin resistance, and increased intestinal expression of receptors involved in short-chain fatty acid (AGCC) recognition. It also promoted in an artificial intestinal system the production of butyrate and propionate, the two main AGCCs. The protective effects were associated with the improvement of microbiota dysbiosis, in particular the restoration of the abundance of Akkermansia muciniphila.The main objective of this thesis was then to select within a collection of 23 bacterial strains provided by PiLèJe, one or more probiotic strain (s) possessing protective properties against IBD and obesity. Immunomodulatory properties of the strains and their ability to strengthen the intestinal barrier were studied in vitro using human mononuclear blood cells and an in vitro model of epithelial permeability induced by the sensitization of a Caco-2 cells monolayer with hydrogen peroxide. Six strains were selected, five strains inducing high levels of the anti-inflammatory cytokine IL-10 and capable of restoring the intestinal barrier and a strain capable of strongly reinforcing this barrier. These strains were then evaluated in in vivo models of TNBS (2,4,6 trinitrobenzene sulfonic acid)-induced chronic and acute colitis. Interestingly, strains able to rescue mice from acute colitis did not protect as efficiently in chronic colitis and vice versa.The selection of strains or mixtures was then pursued in the context of obesity and associated metabolic diseases. We used the same criteria as previously (anti-inflammatory capacities and to restore the intestinal barrier) in addition with the capacity of the strains to limit the accumulation of lipids in an in vitro model of adipocyte differentiation based on the use of the 3T3-L1 cell line and to induce the secretion of entero-endocrine peptides, notably involved in satiety, by the use of the murine STC-1 entero-endocrine cell line. Three mixtures and one single strain were selected and evaluated in a mouse model of obesity induced by 45% HFD diet. We demonstrated the positive capacities of a mixture composed of two strains and the single strain to reduce weight gain, as well as adipose tissue inflammation.These results indicate that in vitro screenings based on the immunomodulatory properties, the capacity to restore the gut barrier, to decrease lipid accumulation and to induce gut peptides allow pre-selection of strains or mixtures exhibiting protective effects and demonstrate that the beneficial capacities of probiotics are strain-dependent and specific to the targeted models.

Le risque d’accidents artériels aigus chez les patients atteints de maladie inflammatoire chronique intestinale (MICI) reste incertain. L’objectif de cette thèse est d’évaluer le risque d’accident artériel aigu chez les patients atteints de MICI et l’impact des traitements sur le risque à partir des bases de données médico administratives françaises PMSI et SNIIRAM. La prise en charge thérapeutique des patients atteints de MICI a été initialement étudiée afin de valider le code diagnostique dans les bases de données. L’exposition au traitement, les taux d’hospitalisation et de chirurgie sont similaires à ceux attendus et les taux d’incidence sont comparables à ceux rapportés dans d’autres populations. Les patients atteints de maladie de Crohn (MC) et rectocolite hémorragique (RCH) ont un surrisque d’accident artériel aigu comparé à la population générale. Le risque le plus élevé est observé chez les patients de moins de 55 ans. L’activité de la MICI est un facteur de risque indépendant d’accident artériel aigu, avec une magnitude d’effet similaire dans la MC et la RCH. Comparés aux patients non exposés, les patients exposés à la monothérapie thiopurines, anti-TNFs et combothérapie ont un risque moins élevé d’accident artériel aigu, mais cette différence est seulement significative chez les patients exposés à la combothérapie. La diminution du risque est la plus importante chez les hommes atteints de MC exposés à la combothérapie. La modulation du risque d’accident artériel aigu devrait être prise en compte dans la balance bénéfice-risque des traitements par thiopurines et anti-TNFs chez les patients atteints de MICI. / The risk of acute arterial events in inflammatory bowel disease (IBD) remains unclear. The objectives of this thesis are to assemble a nationwide cohort of IBD patients based on the French administrative health databases, in order to assess the risk of acute arterial events in IBD and the impact of immunosuppressive treatment on the risk. Disease course and therapeutic management of IBD were first studied, in order to validate the coding diagnosis of IBD in the databases. Treatment exposure, hospitalisation, and surgery rates are similar to current standard of care and incidence rates are in the range of those reported in other populations. Patients with Crohn’s disease (CD) and ulcerative colitis (UC) have an increased risk of acute arterial events compared with the general population. The highest risk is observed in patients under the age of 55 years. Disease activity is an independent risk factor of acute arterial events, with a similar magnitude of risk in CD and UC. Exposure to thiopurine and anti-TNF monotherapies, and combination therapy are all numerically associated with a decreased risk of acute arterial events compared to unexposed patients, although the difference is only statistically significant for patients exposed to combination therapy. The magnitude in risk reduction is highest in men with CD exposed to combination therapy. These studies support the concept that a tight control of inflammation is crucial in patients with IBD to avoid IBD-related systemic complications. Prevention of acute arterial events should be considered in the benefit-risk balance assessment of thiopurines and anti-TNFs treatment in IBD patients, according to age, sex and IBD subtype.

La maladie de Crohn et la rectocolite hémorragique font partie des maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI). Le principal objectif des traitements anti-inflammatoires est de favoriser la délivrance du principe actif localement, spécifiquement sur les zones enflammées et de limiter les effets indésirables. Ainsi, plusieurs systèmes à libération colonique de molécules actives ont été développés. Parmi eux, les pellets présentent de nombreux avantages par rapport aux formes solides unitaires conventionnelles. Dans un premier temps, des pellets comptant une substance anti-inflammatoire naturelle et nutritive, la rutine, ont été développés. L'intérêt de cette molécule est de réduire considérablement les effets secondaires qui constituent un véritable problème dans les traitements actuels des MICI. Les pellets ont été enrobé avec les polysaccharides naturels se dégradant avec la flore colonique. Les études in vitro ont démontré une libération minimale du principe actif au niveau de l'estomac et du petit intestin. Par contre, une libération rapide et totale a été observée lors de l'exposition des pellets dans les conditions du milieu colonique. Les résultats des tests in vivo ont démontré que la rutine a atténué considérablement l'inflammation au niveau de colon et les pellets enrobés ont été aussi efficaces que les pellets d'acide 5-aminosalicylique (5-ASA) commercialisés. L'administration orale de rutine via les pellets enrobés et préparés avec le chitosan semble être une approche prometteuse, permettant la libération du principe actif au niveau des zones enflammées, pour le traitement des MICI tout en réduisant les effets secondaires. Le deuxième but de notre travail était d'élucider l'impact du chitosan, un polymère mucoadhésif, sur l'efficacité thérapeutique. Les pellets de 5-ASA ont été préparés à partir de cellulose microcristalline avec ou sans chitosan. Un enrobage constitué d'un polymère pH dépendant,1' Eudragit® FS, a ensuite été réalisé autour du noyau. Les tests de dissolution ont montré que le principe actif n'était pas libéré du pellet après 2 h en milieu acide. En revanche,la libération était rapide dans un milieu simulant l'environnement colonique. Les tests ex vivo avec les pellets contenant le chitosan ont montré des propriétés mucoadhésives importantes qui ont été confirmées par la concentration élevée du métabolite de 5-ASA dans les tissus coloniques des rats. De plus, nous avons a démontré que les pellets permettaient d'atténuer de façon significative l'inflammation du côlon. Ainsi, les pellets bioadhésifs enrobés possèdent des propriétés bénéfiques supplémentaires pour la libération du 5-ASA au niveau du côlon par rapport à des formes multidoses commercialisées pour le traitement des MICI. / Crohn's disease and ulcerative colitis are two related but distinct chronic inflammatory disorders of gastrointestinal tract (GIT), commonly denoted as inflammatory bowel disease(IBD). The main goal of the anti-inflammatory treatment of this disorder is to achieve maximal drug concentration in inflamed area and reduce systemic adverse effects. For this purpose several colon-spécifie drug delivery systems have been investigated. In addition, the design of pellets as oral drug delivery systems may provide many advantages over single unit preparations and thus improve patient compliance. It is well known that most existing treatments of IBD are associated with significant side effects and for this reason the formulation with a " food like " composition was designed. In the first part of our study, therapeutic efficiency of rutin/chitosan pellets with coatings based on natural polysaccharides degraded by colonie microbiota compared to commercialized 5-aminosalicylic acid (5-ASA) pellets was investigated. Release profiles ofcoated pellets showed a minimal drug release in simulated stomach and small intestine following by rapid drug release upon exposure to the colonie fluid. The results from in vivo testing showed that rutin attenuated efficiently inflammation in the colon and coated pellets were as effective as 5-ASA pellets in mitigating experimental colitis. The studies demonstrated that rutin administration via chitosan core coated pellets seems to be apromising approach for colon-specific delivery since they could interact easily with the mucin layer and deliver drug especially to the inflamed colonie area to relieve symptoms of IBD omitting side effects related to conventional treatment. The second objective of this thesis was to explore the impact of additional mucoadhesive polymer chitosan in the pellets core on the therapeutic efficiency. For this purpose, 5-ASA loaded pellets were produced by extrusion/spheronisation method and subsequently coated with pH-sensitive polymer Eudragit® FS. No drug release at pH 1.2within 2 h, and release as intended in the simulated distal ileum and colon was observed. Chitosan-core pellets showed efficient mucoadhesive properties in ex vivo bioadhesion testing which were also confirmed by increased concentration of 5-ASA metabolite in the colonie tissues in rats. The pellets were tested in preexisting colitis and the results revealed significant attenuation of the colonie inflammation. We can conclude, that bioadhesive chitosan-corepellets showed additional beneficial properties for colonie 5-ASA delivery in the treatment of IBD over marketed dosage formulation.

La maladie de Crohn et la rectocolite hémorragique font partie des maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI). Le principal objectif des traitements anti-inflammatoires est de favoriser la délivrance du principe actif localement, spécifiquement sur les zones enflammées et de limiter les effets indésirables. Ainsi, plusieurs systèmes à libération colonique de molécules actives ont été développés. Parmi eux, les pellets présentent de nombreux avantages par rapport aux formes solides unitaires conventionnelles. Dans un premier temps, des pellets comptant une substance anti-inflammatoire naturelle et nutritive, la rutine, ont été développés. L'intérêt de cette molécule est de réduire considérablement les effets secondaires qui constituent un véritable problème dans les traitements actuels des MICI. Les pellets ont été enrobé avec les polysaccharides naturels se dégradant avec la flore colonique. Les études in vitro ont démontré une libération minimale du principe actif au niveau de l'estomac et du petit intestin. Par contre, une libération rapide et totale a été observée lors de l'exposition des pellets dans les conditions du milieu colonique. Les résultats des tests in vivo ont démontré que la rutine a atténué considérablement l'inflammation au niveau de colon et les pellets enrobés ont été aussi efficaces que les pellets d'acide 5-aminosalicylique (5-ASA) commercialisés. L'administration orale de rutine via les pellets enrobés et préparés avec le chitosan semble être une approche prometteuse, permettant la libération du principe actif au niveau des zones enflammées, pour le traitement des MICI tout en réduisant les effets secondaires. Le deuxième but de notre travail était d'élucider l'impact du chitosan, un polymère mucoadhésif, sur l'efficacité thérapeutique. Les pellets de 5-ASA ont été préparés à partir de cellulose microcristalline avec ou sans chitosan. Un enrobage constitué d'un polymère pH dépendant,1' Eudragit® FS, a ensuite été réalisé autour du noyau. Les tests de dissolution ont montré que le principe actif n'était pas libéré du pellet après 2 h en milieu acide. En revanche,la libération était rapide dans un milieu simulant l'environnement colonique. Les tests ex vivo avec les pellets contenant le chitosan ont montré des propriétés mucoadhésives importantes qui ont été confirmées par la concentration élevée du métabolite de 5-ASA dans les tissus coloniques des rats. De plus, nous avons a démontré que les pellets permettaient d'atténuer de façon significative l'inflammation du côlon. Ainsi, les pellets bioadhésifs enrobés possèdent des propriétés bénéfiques supplémentaires pour la libération du 5-ASA au niveau du côlon par rapport à des formes multidoses commercialisées pour le traitement des MICI.

La maladie de Crohn et la rectocolite hémorragique font partie des maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI). Le principal objectif des traitements anti-inflammatoires est de favoriser la délivrance du principe actif localement, spécifiquement sur les zones enflammées et de limiter les effets indésirables. Ainsi, plusieurs systèmes à libération colonique de molécules actives ont été développés. Parmi eux, les pellets présentent de nombreux avantages par rapport aux formes solides unitaires conventionnelles. Dans un premier temps, des pellets comptant une substance anti-inflammatoire naturelle et nutritive, la rutine, ont été développés. L'intérêt de cette molécule est de réduire considérablement les effets secondaires qui constituent un véritable problème dans les traitements actuels des MICI. Les pellets ont été enrobé avec les polysaccharides naturels se dégradant avec la flore colonique. Les études in vitro ont démontré une libération minimale du principe actif au niveau de l'estomac et du petit intestin. Par contre, une libération rapide et totale a été observée lors de l'exposition des pellets dans les conditions du milieu colonique. Les résultats des tests in vivo ont démontré que la rutine a atténué considérablement l'inflammation au niveau de colon et les pellets enrobés ont été aussi efficaces que les pellets d'acide 5-aminosalicylique (5-ASA) commercialisés. L'administration orale de rutine via les pellets enrobés et préparés avec le chitosan semble être une approche prometteuse, permettant la libération du principe actif au niveau des zones enflammées, pour le traitement des MICI tout en réduisant les effets secondaires. Le deuxième but de notre travail était d'élucider l'impact du chitosan, un polymère mucoadhésif, sur l'efficacité thérapeutique. Les pellets de 5-ASA ont été préparés à partir de cellulose microcristalline avec ou sans chitosan. Un enrobage constitué d'un polymère pH dépendant,1' Eudragit® FS, a ensuite été réalisé autour du noyau. Les tests de dissolution ont montré que le principe actif n'était pas libéré du pellet après 2 h en milieu acide. En revanche,la libération était rapide dans un milieu simulant l'environnement colonique. Les tests ex vivo avec les pellets contenant le chitosan ont montré des propriétés mucoadhésives importantes qui ont été confirmées par la concentration élevée du métabolite de 5-ASA dans les tissus coloniques des rats. De plus, nous avons a démontré que les pellets permettaient d'atténuer de façon significative l'inflammation du côlon. Ainsi, les pellets bioadhésifs enrobés possèdent des propriétés bénéfiques supplémentaires pour la libération du 5-ASA au niveau du côlon par rapport à des formes multidoses commercialisées pour le traitement des MICI. / Crohn's disease and ulcerative colitis are two related but distinct chronic inflammatory disorders of gastrointestinal tract (GIT), commonly denoted as inflammatory bowel disease(IBD). The main goal of the anti-inflammatory treatment of this disorder is to achieve maximal drug concentration in inflamed area and reduce systemic adverse effects. For this purpose several colon-spécifie drug delivery systems have been investigated. In addition, the design of pellets as oral drug delivery systems may provide many advantages over single unit preparations and thus improve patient compliance. It is well known that most existing treatments of IBD are associated with significant side effects and for this reason the formulation with a " food like " composition was designed. In the first part of our study, therapeutic efficiency of rutin/chitosan pellets with coatings based on natural polysaccharides degraded by colonie microbiota compared to commercialized 5-aminosalicylic acid (5-ASA) pellets was investigated. Release profiles ofcoated pellets showed a minimal drug release in simulated stomach and small intestine following by rapid drug release upon exposure to the colonie fluid. The results from in vivo testing showed that rutin attenuated efficiently inflammation in the colon and coated pellets were as effective as 5-ASA pellets in mitigating experimental colitis. The studies demonstrated that rutin administration via chitosan core coated pellets seems to be apromising approach for colon-specific delivery since they could interact easily with the mucin layer and deliver drug especially to the inflamed colonie area to relieve symptoms of IBD omitting side effects related to conventional treatment. The second objective of this thesis was to explore the impact of additional mucoadhesive polymer chitosan in the pellets core on the therapeutic efficiency. For this purpose, 5-ASA loaded pellets were produced by extrusion/spheronisation method and subsequently coated with pH-sensitive polymer Eudragit® FS. No drug release at pH 1.2within 2 h, and release as intended in the simulated distal ileum and colon was observed. Chitosan-core pellets showed efficient mucoadhesive properties in ex vivo bioadhesion testing which were also confirmed by increased concentration of 5-ASA metabolite in the colonie tissues in rats. The pellets were tested in preexisting colitis and the results revealed significant attenuation of the colonie inflammation. We can conclude, that bioadhesive chitosan-corepellets showed additional beneficial properties for colonie 5-ASA delivery in the treatment of IBD over marketed dosage formulation.

Il est maintenant établi que les facteurs alimentaires participent à la survenue des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI). Le traitement thermique des aliments génère des substances néoformées telles que les produits de Maillard (MRPs) dont les effets sur la santé sont controversés. D’autres contaminants retrouvés dans les aliments sont issus des emballages. L’ensemble de ces molécules ont été associées à des réactions inflammatoires mais peu de données existent sur leurs conséquences sur la sphère digestive. L’objectif de cette thèse était d’étudier l’effet du traitement thermique des aliments sur la modulation d’une colite chez la souris. Dans un premier temps, nous avons dosé quelques marqueurs des MRPs dans deux régimes : peu et fortement chauffés. Ensuite, nous avons évalué l’impact de ces matrices sur la réponse inflammatoire chez des souris soumises à deux modèles de colites (DSS, TNBS). Enfin, nous avons observé les conséquences de l’effet cumulé de l’ingestion de MRPs et d’un contaminant d’emballage (le phtalate DEHP) chez les animaux atteints d’une colite. Le niveau de traitement thermique de la matrice était proportionnel aux teneurs en produits avancés et terminaux de la réaction de Maillard. Un fort traitement thermique a permis de prévenir la réponse inflammatoire chez les animaux soumis aux colites mais nous n’avons observé aucune modification de la réponse inflammatoire colique suite à l’ingestion couplée de MRPs et de DEHP. A terme, ces résultats descriptifs pourraient, sous réserve d’en identifier les mécanismes, servir à l’élaboration de recommandations nutritionnelles pour les patients souffrant de MICI. / It is acknowledged that alimentary factors participate in the etiology of inflammatory bowel diseases (IBD). On the other hand, food heat treatment generates neoformed compounds such as Maillard Reaction Products (MRPs) with controversial effects on human health but also results in contamination coming from packaging. All of these compounds are incriminated in inflammatory reactions but there are few data related to their consequences on gut. This work was aimed at determining the effect of food heat treatment on the modulation of an experimental colitis in mice. At first, we assessed some markers of MRPs in two moderately and highly heated diets. We then evaluated the consequences of these diets on the inflammatory response of animals submitted to two models of experimental colitis (DSS, TNBS). At last, we observed the consequences of cumulative effects of oral repeated exposure to MRPs and to a packaging contaminant the phthalate DEHP in DSS colitic mice. We revealed that the thermic level treatment was proportional to level of advanced and terminal MRPs and that the highest heat treatment resulted in the prevention of both the colitis models. By contrast, we observed no change in the inflammatory response following the coupled exposure to DEHP and the highly treated diet. While being descriptive, those results are promising and, after understanding the mechanisms involved, could be of interest in the conception of nutritional recommendations for IBD patients.

La clairance des cellules apoptotiques par les macrophages est à l’origine d’un microenvironnement pro-résolutif composé de différents facteurs solubles, permettant de stopper la réaction inflammatoire et d’engager la réparation tissulaire. La résolution de l’inflammation est parfois défaillante et concourt au développement de pathologies inflammatoires chroniques, comme les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI), qui regroupent la maladie de Crohn (MC) et la rectocolite hémorragique (RCH). Dans ce contexte, nous proposons d’évaluer l’efficacité thérapeutique de l’injection de ces facteurs pro-résolutifs dans le traitement des MICI. Ce produit issu de la culture de macrophages avec des cellules apoptotiques, appelé SuperMApo (Supernatant issued from Macrophage Apoptotic cell culture) (Brevet # WO2014106666-A1, 2013) contient des facteurs pro-résolutifs semblables à ce qu’on retrouve dans le processus physiologique de résolution de l’inflammation, et qui peuvent être absents ou inefficaces chez ces patients.Lors de ce travail, nous avons mise en évidence une efficacité thérapeutique de SuperMApo à l’aide de deux modèles expérimentaux de colite. Pour évaluer la pertinence de ces modèles par rapport à la pratique clinique, nous avons mise en place la vidéo-endoscopie souple. On a montré que l’efficacité de SuperMApo se traduit par diminution du score clinique, endoscopique et histologique des souris colitiques, accompagnée d’une amélioration de la perméabilité intestinale, et de la cicatrisation muqueuse. Cette efficacité thérapeutique est liée en partie à une reprogrammation des cellules présentatrices d’antigènes (APC) notamment de cDC et de macrophages qui présentent moins de réponse aux ligands de TLR, favorisent l’induction de Treg et inhibent la production de Th1. Par ailleurs, SuperMApo induit une cicatrisation nette de la muqueuse intestinale associée à la fois à une activation des myofibroblastes (la forme active des fibroblastes) et des cellules intestinales épithéliales (IEC). Concrètement, SuperMApo augmente les propriétés de migration, de prolifération et de cicatrisation de ces deux types cellulaire. Cet effet dépend en partie des facteurs de croissance au sein de SuperMApo comme le TGF-β, l’IGF-I et le VEGF. Finalement des résultats préliminaires montrent que SuperMApo induit un profil réparateur sur des fibroblastes issus de patients atteints de MICI. L’ensemble de ces résultats montrent, que l’injection de ces facteurs pro-résolutifs permet de mettre en œuvre des mécanismes capables de mettre en place un processus de résolution de l’inflammation et ouvre vers une utilisation clinique de cette approche dans le traitement de MICI. / Inflammation is a natural body defence reaction in response to injuries. The clearance of apoptotic cells by macrophages is at the origin of a pro-resolving microenvironment composed of various soluble factors, allow the arrest of the inflammatory response and to initiate tissue repair. The resolution of inflammation is sometimes defective and contributes to the development of chronic inflammatory diseases, such as chronic inflammatory bowel disease (IBD), which include Crohn's disease (CD) and ulcerative colitis (UC). In this context, we propose to evaluate the therapeutic effect of these pro-resolving factors in the treatment of IBD. This factors derived from the culture of macrophages with apoptotic cells, and called SuperMApo (Supernatant issued from Macrophage Apoptotic cell culture) (Patent # WO2014106666-A1, 2013) contains pro-resolving factors similar to those found in the physiological process of inflammatory resolution, and which may be absent or ineffective in these patients.In this work, we have demonstrated the therapeutic effect of SuperMApo using two experimental models of colitis. To assess the relevance of these models to clinical practice, we have implemented flexible video endoscopy. The therapeutic effect of SuperMApo has been shown to decrease the clinical, endoscopic and histological score of colitis mice, accompanied by improved intestinal permeability and mucosal healing in vivo. This therapeutic effect is related in part to reprogramming of antigen presenting cells (APC), in particular cDC and macrophages, which exhibit less response to TLR ligands, promote induction of Treg and inhibit Th1 production. In addition, SuperMApo induces a marked tissue repair of the intestinal mucosa associated with activation of myofibroblasts, the active form of fibroblasts, and the epithelial intestinal cells (IEC). In particular, SuperMApo increases the migration, proliferation and wound healing properties of these two cell types. This effect depends in part on the growth factors contained in SuperMApo such as TGF-β, IGF-I and VEGF. Finally, preliminary results show that SuperMApo induces a repairing state on fibroblasts from patients with IBD. This opens widely the use of SuperMApo as a clinically approach to propose this new therapeutic option to refractory patients suffering from IBD