Les objectifs de ce projet étaient d'identifier les propriétés immunomodulatrices de produits obtenus par la fermentation du lactosérum à l'aide de souches sélectionnées de Lactobacillus kefiranofaciens développées par la compagnie Technologies BiolActis lnc. Différentes préparations d'une matrice protéique malléable (MPM), contenant des substances solubles et des bactéries ont été générées par fermentation et leurs effets sur les macrophages et les cellules épithéliales intestinales ont été évalués in vitro par analyse de la production de cytokines inflammatoires ainsi que l'étude des voies de signalisation intracellulaire impliquées. Nous avons aussi vérifié l'efficacité anti-inflammatoire in vivo des MPMs et de la souche bactérienne lors de colites expérimentales aigues chez des animaux afin d'identifier les cytokines et cellules suppressives impliquées. Des groupes de souris ont été traitées simultanément ou de façon préventive avec des produits choisis afin d'en vérifier les effets anti-inflammatoires lors de l'induction de la colite expérimentale par le sulfate de dextran. De nombreux paramètres biologiques et immunologiques ont été évalués, tels que le poids, le taux d'hématocrite, la densité du côlon, les niveaux de production de cytokines par des tests ELISA ou par RT-PCR en temps réel ainsi que plusieurs immunomarquages des diverses populations lymphocytaires dans les tissus intestinaux analysés par cytofluorométrie. Les résultats obtenus in vitro indiquent que les produits de fermentation du lactosérum modulent la production de cytokines macrophagiques pro-inflammatoires et anti-inflammatoires. Certains produits de fermentation augmentent la production de l'IL-6 induite par le PEP ou diminuent la production de la PGE2 sans affecter significativement la production de l'IL-10. Ces produits exercent leurs effets surtout par l'activation des voies dépendant des MAPK p38 et ERK1/2 ainsi que de la COX-2. La souche bactérienne R2C2 induit aussi bien la production d'IL-6 que celle de l'IL-10 chez les macrophages. Tous les produits de fermentation ont diminué la production de la chimiokine IL-8 par les cellules épithéliales intestinales impliquées dans l'induction de la réponse inflammatoire. Lors de la colite expérimentale induite par le DSS, l'administration simultanée de MPM a corrigé la perte de poids des animaux et rétablit la perte de lymphocytes B dans les tissus épithéliaux. L'utilisation préventive du MPM et de la bactérie R2C2 a empêché l'anémie induite par le DSS mais a aggravé la perte de poids et l'inflammation du côlon malgré la production accrue d'IL-10 et la stimulation de lymphocytes T suppresseurs. Ces effets ont été accompagnés de l'activation d'une nouvelle classe de lymphocytes, les Th17. Les effets anti-inflammatoires semblent plus intéressants lors d'une utilisation simultanée, suggérant la prise de ces produits lors de troubles gastro-intestinaux légers. D'autre part, les modifications dans les conditions de production pourraient expliquer les différences observées dans l'efficacité anti-inflammatoire des produits. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Colite, DSS, Inflammation, Intestin, Lactobacilles, Lactobacillus kefiranofaciens, Lactosérum, IL-6, IL-10, IL-17, IL-23, Macrophages, PGE-2, TNP-α.

La mésalamine est couramment utilisée dans le traitement des maladies inflammatoires de l'intestin (MII) et son efficacité est étroitement reliée à une action locale, au niveau du côlon. L'absorption systémique de la mésalamine, dans les parties pré-coloniques, entraîne non seulement une réduction importante de la dose efficace, mais aussi un risque élevé des effets indésirables. Actuellement, les formes commerciales (i.e. Asacol®) administrées par voie orale sont majoritairement basées sur un système pH-dépendant. L'inconvénient majeur de cette technologie est la grande variation interindividuelle du pH gastro-intestinal avec un impact notable sur le profil de libération de la mésalamine. L'objectif principal de la présente recherche a été d'élaborer un nouveau système pH-indépendant qui assure une protection de la mésalamine durant le passage gastrique et une livraison dans le côlon. Pour y parvenir, un nouvel excipient à base de Carboxyméthylamidon (CMA) a été mis au point et utilisé comme excipient pour le transport de la mésalamine dans le côlon. Le CMA a été déjà proposé comme matrice pour la libération contrôlée de petites molécules ou des agents bioactifs mais il reste moins performant pour la livraison au côlon à cause de sa solubilité élevée dans un milieu neutre et de sa sensibilité à l'amylolyse. Dans ce contexte, nous avons considéré la complexation du CMA avec la lécithine (L) afin d'obtenir une matrice plus hydrophobe qui pourrait assurer une libération retardée des substances actives. Le complexe CMA/L a été obtenu par traitement à haute température du mélange de CMA et de L. La formation du complexe a été élucidée à l'aide du test d'iode, des analyses d'infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), de diffraction des rayons X (DRX) et de la microscopie électronique de balayage (MEB). Les résultats ont montré qu'il y a une insertion partielle des chaines alkyle de l'acide gras à l'intérieur de l'hélice du CMA, tandis que la partie polaire est dirigée à l'extérieur. De plus, certaines parties alkyles des L non incluses dans l'hélice (extra-hélicales) sont stabilisés entre les deux chaines macromoléculaires de CMA via des interactions ioniques et associations hydrophobes. L'étude des profils de dissolution a montré qu'il y a une très faible (< 5 %) libération de mésalamine pour les premières 5 h, mais une libération rapide à partir de 6 h et complète après 8 h dans le milieu intestinal simulé. Aucune différence significative n'a été observée entre les profils cinétiques de la mésalamine à des différentes valeurs de pH du milieu intestinal (6,5-7,5) suggérant que la matrice CMA/L est un système pH-indépendant au niveau intestinal. Par ailleurs, en variant la proportion de la matrice, une libération temps-dépendante a été observée, ce qui permet de « programmer » la livraison des médicaments aux sites désirés. Ce type de complexe est différent des complexes de l'amidon (amylose) avec des acides gras (monoalkyles) inclus dans la structure hélicoïdale et aussi différent des complexes polyélectrolytes du CMA avec le chitosane. À notre connaissance, cette étude est une des premières à mettre en évidence des relations entre l'amidon modifié et les lipides dialkyles, ce qui pourrait servir de base à différentes applications telles que cosmétique, nutraceutique ou alimentaire, etc. Un autre complexe à base de mésalamine (MES) et de sucralfate (SUC) a été préparé et caractérisé. Les études d'analyse structurale ont montré que les interactions entre la MES et le SUC ont lieu dans le mi lieu aqueux. Selon notre hypothèse dans ce type de complexes, le sucralfate par ses propriétés muco-adhésives, pourrait prolonger le temps de séjour du comprimé dans le côlon. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Carboxyméthylamidon, Lécithine, Complexe, Libération temps-dépendante, Côlon, Mésalamine, Maladies inflammatoires de l'intestin.

La carence en donneurs de méthyle (acide folique et vitamine B12) (MDD) pendant la gestation et la lactation produit une stéato-hépatite non alcoolique (NASH) chez les animaux soumis au régime riche en graisses (HE) pendant l'âge adulte, en dépit d’une normalisation histologique et métabolique par un régime normal entre le sevrage (J21) et l’âge de puberté (J50). Le microbiote peut déclencher l'inflammation par les lipopolysaccharides (LPS) par inadaptation de l’activation de récepteur Toll-like 4(TLR4). Notre hypothèse de base est que le régime MDD, le régime HE, les LPS du microbiote et l’inflammation intestinale (modèle Dextran Sodium Sulfate (DSS) comme déclencheurs et l'immunité innée en tant que modulateur font partie d’un même scénario conduisant à la NASH. Des rats carencés (MDD), soumis ou non au régime riche en graisse à l’âge adulte (HE) et exposés ou non à deux inducteurs de l’inflammation locale et systémique, le DSS (inflammation intestinale) et les LPS (effets systémiques de l’inflammation intestinale) ont été étudiés. Nous n’observons pas d’altération de l’immunité innée (TLR4) dans les groupes MDD/DSS, MDD/HE et MDD/HE/LPS. L’inflammation observée au niveau intestinal chez les rats MDD/DSS est également observée au niveau hépatique, avec de stéatose et activation de l’inflammasome et de la chimiokine MCP-1 et IL-1beta. De façon surprenante, cet effet systémique ne met pas en jeu la voie TLR4 et son ligand LPS même quand les rats étaient exposés au LPS directement au niveau péritonéal.Notre étude permet de conclure que la NASH favorisée par les effets systémiques de l’inflammation intestinale est médiée par MCP-1/IL-1β, mais pas par l'activation de TLR4 par translocation de LPS. L’immunité innée n’ étant pas impliquée même par l’injection directe du LPS, les effets respectifs et synergiques de régime MDD, du régime HE et du LPS restent à décrypter par la suite. / Deficiency of methyl donors (folic acid and vitamin B12) (MDD) during pregnancy and lactation produces non-alcoholic steatohepatitis (NASH) in animals fed high fat (HE) diet, despite histological and metabolic normalization by a normal diet between weaning (J21) and puberty (J50). The microbiota can trigger inflammation by lipopolysaccharides (LPS) by inadaptation of Toll-like receptor activation 4 (TLR4). Our basic assumption is that MDD, HE diet, microbiota LPS and intestinal inflammation (Dextran Sodium Sulfate (DSS) model) as triggers and innate immunity as a modulator are part of the same scenario leading to NASH. Deficient rats (MDD), whether or not exposed to the high-fat diet in adulthood (HE) and whether or not exposed to two inducers of local and systemic inflammation, DSS (intestinal inflammation) or LPS (systemic effects intestinal inflammation) were studied. We did not observe alterations in innate immunity (TLR4) in the MDD/DSS, MDD/HE and MDD/HE/LPS groups. Inflammation observed in the intestines in MDD/DSS rats is also observed in the liver, with steatosis and activation of the inflammasome and chemokine MCP-1 and IL-1beta. Surprisingly, this systemic effect does not involve the TLR4 pathway and its ligand LPS even when the rats were exposed to LPS directly at the peritoneal level. Our study conclude that NASH favored by the systemic effects of Intestinal inflammation is mediated by MCP-1/IL-1β, but not by activation of TLR4 by translocation of LPS. Since innate immunity is not involved even by the direct injection of LPS, the respective and synergistic effects of MDD diet, HE diet and LPS remain to be decribed thereafter.