Les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI) sont caractérisées par une sécrétion exagérée de cytokines pro-inflammatoires, une hyperactivation des lymphocytes T effecteurs (Teff) et un contrôle insuffisant par les lymphocytes T régulateurs (Treg). Nous avons montré que le traitement par anti-TNFbetas'accompagne d'une augmentation significative des Treg Foxp3+ dans le sang de patients atteints de MICI en poussée. L'infliximab est associé à une potentialisation de leur fonction suppressive. Dans un 2ème travail nous montrons que les Treg sont incapables de prévenir la colite même s'il existe une augmentation du nombre de Treg dans les ganglions mésentériques ainsi qu'une majoration du nombre et de la fonction suppressive ex-vivo des Treg issus du colon inflammatoire. Cet impact fonctionnel positif sur les Treg issus des ganglions mésentériques était sélectif de la sous-population de Treg NRP1- correspondant aux Treg induits. La diminution significative aussi bien in vitro qu'in vivo de la conversion des LT naïfs en Treg en condition inflammatoire contribue probablement à leur incapacité à contenir la colite. Dans un 3ème travail, nous avons étudié la dynamique des LT Th1, Th17 et Treg et des sous-populations de LT CD4+ co-exprimants IL-17/IFNgamma, IL-17/Foxp3 et IFNgamma/Foxp3 chez des patients MICI en rémission clinique suivis tous les 3 mois. Une élévation des LT Foxp3/IL-17 du sang précédait la rechute de la maladie suggérant un rôle potentiel pathogénique de cette sous-population de LT. Ces éléments illustrent les concepts de conversion et plasticité des Treg au cours des MICI mais aussi leur rôle comme cible pour optimiser et développer de nouvelles biothérapies / Inflammatory bowel disease (IBD) are characterized by an excessive secretion of pro-inflammatory cytokines, hyperactivation of effector T cells (Teff) and insufficient control by regulatory T cells (Treg). We showed that treatment with anti-TNFbeta is accompanied by a significant increase in Foxp3+ Treg in the blood of patients with IBD. Infliximab is also associated with a potentiation of Treg suppressive function. In a second study, we showed that Treg are unable to completely prevent colitis, even as we have shown a significant increase in the number of Treg in the mesenteric lymph nodes and also an increase in number and the ex-vivo suppressive function of Treg cells from the inflammatory colon. The positive impact of intestinal inflammation on the suppressive function of Treg from the mesenteric lymph nodes was selective in the sub-population of Treg NRP1- majority representing iTreg. The significant decrease both in vitro and in vivo neo-conversion of LT to naïve Treg in inflammatory conditions, contributing to the inability of Treg to contain colitis. In a third study, we systematically studied the dynamics of LT Th1, Th17 and Treg as well as subpopulations of CD4+ T cells that co-express IL-17/IFNgamma, IL-17/Foxp3 and IFNgamma/Foxp3 from a cohort of IBD patients in clinical remission followed every 3 months. A rise in the blood of a Treg Foxp3+ mixed population producing IL-17 preceded the onset of a relapse of IBD suggesting a pathogenic potential of this subpopulation of LT. All these elements illustrate the concepts of conversion and plasticity of Treg in IBD but also the key role of Treg as a target to optimize and develop new biological therapies

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 progression tumorale MSI (Microsatellite Instable) est un processus multi-étapes résultant de mutations générées par un processus d'instabilité génétique qui affecte en majorité les motifs répétés en tandem de l'ADN (microsatellites). Ces mutations contribuent à l'oncogenèse lorsqu'elles perturbent la fonction d'oncogènes ou de gènes suppresseurs de tumeurs. Le trait phénotypique MSI est consécutif à l'inactivation du système de réparation des mésappariements de l'ADN (système MMR). Dans ce travail, je me suis intéressé au rôle des microARNs dans l'oncogenèse MSI. Les microARNs régulent l'expression de nombreux gènes pouvant avoir un rôle clé dans le cancer. J'ai donc fait l'hypothèse d'un rôle de ces microARNs lors des différentes étapes du processus tumorigénique MSI. Tout d'abord nous avons mis en évidence une surexpression du miR-155 (ciblant les principales protéines MMR) au niveau de la muqueuse colique non transformée des malades atteints d'une Maladie Inflammatoire Chronique Intestinale, qui pourrait constituer un évènement pré-tumoral favorisant l'émergence de clones MMR-déficients (notion d'effet de champs). Dans une deuxième partie, nous avons pu identifier la première mutation somatique touchant un microARN. Il s'agit du miR-3613 dont la répétition microsatellite est entièrement localisée dans le miR mature. L'instabilité au niveau de ce miR conduit à des changements de séquence à l'extrémité 3' du miR (notion d'IsomiRs). Les isomiRs produits ont un répertoire de cibles qui pour certaines sont communes à la forme sauvage et pour d'autres spécifiques à chacun des variants.

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.

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.

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.

Les anticorps monoclonaux anti-cytokine ont constitué une révolution dans le traitement des maladies inflammatoires chroniques, mais leur utilisation présente des inconvénients (non réponse, résistance, effets secondaires, coûts élevés).Notre équipe développe une stratégie alternative originale, l’immunisation active à base de peptides de cytokines. Elle a pour but de faire synthétiser, par l’organisme même du patient, des anticorps neutralisant les effets pathogènes dus à l’excès de cytokines.Durant ma thèse, j’ai montré que l’immunisation active contre un peptide dérivé de l’IL-6 murine est protectrice dans un modèle murin de sclérodermie systémique. L’immunisation de singes avec l’équivalent humain entraîne une réduction significative des réactions inflammatoires locales suite à l’induction d’une réaction d’HSR. De plus, l’immunisation active contre deux peptides dérivés de l’IL-1β et de l’IL-23 conduit à la réduction de la sévérité de l’EAE.Ces résultats confortent l’intérêt de cibler les cytokines par l’approche d’immunisation active à base de peptides, qui pourra permettre de diversifier l’offre thérapeutique actuellement disponible. / Monoclonal antibodies have been a revolution for the treatment of chronic inflammatory diseases, but their use shows major drawbacks (non-response, resistance, side effects and prohibitive costs).Our team develops an original alternative strategy: anti-cytokine peptide-based active immunization.The aim of the approach is to make the patient’s own organism produce antibodies capable of neutralizing the pathogenic effects of cytokine overproduction.During my PhD, I have demonstrated that active immunization against an IL-6 murine peptide confers clinical protection in a murine model of systemic sclerosis. Monkeys immunized against the human peptide also showed a significant decrease of local inflammatory reactions following a delayed-type hypersensitivity reaction. Moreover, active immunization against an IL-1β and an IL-23 murinepeptide led to a reduction of the severity of the EAE in mice.These results comfort the interest of anti-cytokine peptide-based active immunization, which should eventually widen the choice of therapeutics available for the patients.

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.

Dans de nombreuses pathologies digestives dont les maladies inflammatoires chroniques intestinales (MICI), l'intégrité de la barrière épithéliale est rompue. Cette perte d'intégrité est notamment due à la réduction ou la perte d'expression des jonctions adhérentes composées du complexe E-cadhérine/caténines. Il est donc important d'identifier de nouvelles molécules capables de réguler ce complexe dans les MICI. C'est dans ce contexte que nous nous sommes intéréssés à une levure non pathogène, Saccharomyces boulardii (Sb) utilisée dans la prévention et le traitement de désordres gastro-intestinaux et qui présente des bénéfices thérapeutiques chez les patients atteints de MICI, notamment en régulant l'intégrité de la barrière intestinale. L'étude que nous avons réalisée sur des explants tissulaires provenant de patients atteints de MICI nous a permis de mettre en évidence que le surnageant de Sb (Sbs) protège la morphologie tissulaire et maintient l'expression de la E-cadhérine à la membrane. In vitro nous avons également pu montrer que Sbs accélère la ré-expression de la E-cadhérine à la membrane en régulant son recyclage par les endosomes (Rab11A), entrainant ainsi la restauration et le renforcement de la barrière épithéliale intestinale. / Some intestinal pathologies including inflammatory bowel disease (IBD) are associated with an altered barrier function. The reduction or the lost of adherens junctions composed by E-cadherin/catenins complex are linked to changes in the barrier integrity. Characterization of molecules targeting the E-cadherin/catenins complex during IBD is crucial for the development of alternative therapies. From this perspective, we focus ours studies on a non pathogenic yeast, Saccharomyces boulardii, used to prevent and treat gastro-intestinal disorders and may have beneficial effects in IBD treatment, including the regulation of barrier integrity. Ours studies on colonic explants from IBD patients showed that Sb supernatant (Sbs) protects epithelial morphology and maintains E-cadherin expression at the cell surface. In vitro study pointed out that Sbs accelerated the recovery of E-cadherin at the cell membrane. This process involved the modulation of the recycling of E-cadherin by endosomes (Rab11A), leading to restoration and strengthening of intestinal barrier function.

Les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) regroupent la colite ulcéreuse (CU) et la maladie de Crohn (MD) qui sont des troubles intestinaux caractérisés par une inflammation chronique du tractus gastro-intestinal. Les MICI sont provoquées par un dysfonctionnement du système immunitaire de la muqueuse vers le microbiote intestinal chez les individus génétiquement prédisposés, menant à des réponses immunitaires pro-inflammatoires excessives. L'incidence de ces maladies augmente dans les pays développés et sont devenues de grands problèmes gastroentérologiques, surtout que les médicaments de traitement actuels sont associés à de graves effets collatéraux. Ainsi, les dernières recherches se concentrent sur le développement de nouvelles stratégies pour le traitement des MICI. Les probiotiques, en particulier celles qui appartiennent au groupe des bactéries lactiques (BL), se montrent capables de prévenir et de traiter les MICI en rétablissant l'équilibre du microbiote perturbé et en supprimant les réponses immunitaires pro-inflammatoires. Afin d'augmenter l’effet probiotique des BL, le clonage moléculaire et l'expression des molécules anti-inflammatoires ont été réalisés et les souches recombinantes des BL ont été évaluées comme un traitement alternatif pour les MICI. L'utilisation de ces souches, en particulier le modèle Lactococcus lactis, a montré son efficacité dans la lutte contre l'inflammation intestinale. Son administration comme thérapie pour traiter d'autres maladies inflammatoires du tractus gastro-intestinal, tels que la mucite, a également été évaluée. La mucite est un effet secondaire fréquent chez les patients subissant une radiothérapie ou une chimiothérapie qui affecte fortement leur qualité de vie. Comme pour les MICI, le traitement de la mucite est assez limité, seuls quelques médicaments et procédures décrits peuvent en effet contenir les ulcérations et l'inflammation. Par conséquent, ilest nécessaire de développer des traitementsalternatifs pour les MICI et la mucite. Le but de cette étude est de tester l'efficacité de la souche de L. lactis recombinante exprimant la protéine associée à la pancréatite I (PAP) afin de lutter contre les MICI et la mucite dans des modèles de souris. La PAP a été rapportée comme une protéine ayant des propriétés antimicrobiennes qui jouent un rôle important pour maintenir l'homéostasie intestinale. Tout d'abord, nous avons construit et confirmé l'expression de la PAP humaine par recombinant L. lactis. Ensuite, nous avons évalué l'effet thérapeutique de cette souche dans un modèle de souris de Dinitrobenzene acide sulfonique (DNBS) afin d’induire la colite. En outre, la livraison de PAP par lactocoques a protégé les animaux d’une perte de poids, de la perméabilité intestinale, et de lésions tissulaires. De plus, le traitement L. Lactis-PAP a diminué Th1 (IFN-y), Th2 (IL-4, IL-5) et Th17 (IL-17) de type-réponses immunitaires. On a également observé une expression élevée de régulation de cytokines TGF-β ainsi qu’une augmentation de la quantité de cellules T régulatrices chez les souris traitées. Les effets anti-inflammatoires des L. Lactis-PAP et des souches des produits laitiers L. lactis NZ9000 ont également été mesurés dans le modèle d'inflammation des muqueuses 5-Fluorouracil (5-FU). L'administration de L. lactis NZ9000 hébergeant le vecteur pSEC sans l'ADNc de PAP a été en mesure de prévenir les dommages histologiques, de réduire l’infiltration des éosinophiles et de la sécrétion d'IgA dans l'iléon de souris. D'autre part, L. lactis exprimant la PAP a conservé l'architecture muqueuse et a amélioré l'activité des cellules de Paneth. En même temps, nos résultats démontrent que L. lactis, exprimant PAP est une stratégie prometteuse pour traiter les MICI. En outre, la souche L. lactis NZ9000 de manière surprenante, a présenté des effets anti-inflammatoires chez les souris injectées avec du 5-FU. / Inflammatory Bowel Diseases (IBD), including ulcerative colitis (UC) and Crohn’s disease (CD) are complex intestinal disorders characterized by chronic inflammation of the gastrointestinal tract (GIT). IBD are caused by a deregulation of the mucosal immune system toward the native intestinal microbiota in genetically predisposed individuals, leading to excessive pro-inflammatory immune responses in the GIT. The incidence of both diseases is increasing in developed countries turning CD and UC a main gastroenterological problem as current treatment drugs are associated with serious side effects. Thus, recent research is focusing on the development of new strategies for the treatment of IBD. Probiotic bacteria especially the ones belonging to the lactic acid bacteria (LAB) group, were shown to be capable of preventing and treating IBD by restoring the balance of disrupted microbiota and suppressing pro-inflammatory immune responses. In order to increase LAB probiotic effect, molecular cloning and expression of anti-inflammatory molecules are being carried out and LAB recombinant strains are also being evaluated as an alternative treatment for IBD. As the use of these strains, especially the model Lactococcus lactis, showed to be very effective in fighting intestinal inflammation, its administration as a therapy for treating other human GIT inflammatory diseases, such as mucositis, are also being evaluated. This disorder is a common side effect of patients undergoing radiotherapy or chemotherapy that strongly affects their quality of life. Like IBD, treatment for mucositis is very limited with few medicaments and procedures described to contain inflammation. Therefore, given the need to develop alternative treatments for both IBD and mucositis, this study aimed to test theefficacy of either dairy L. lactis NZ9000 or recombinant L. lactis strain expressing Pancreatitis Associated Protein I (PAP) to fight inflammation in mouse models of IBD and mucositis. PAP has been reported as a protein with antimicrobial properties that plays important roles to keep intestinal homeostasis. Firstly, we constructed and confirmed the expression of human PAP by recombinant L. Lactis. Afterwards, we evaluated the therapeutic effect of this strain in a mice model of dinitrobenzenosulfonic acid (DNBS)-induced colitis. Moreover, PAP delivery by lactococci protected animals from weight loss, intestinal permeability, and tissue damage. In addition, L. lactis-PAP treatment decreased Th1 (IFNγ), Th2 (IL-4, IL-5) and Th17 (IL-17) type-immune responses. It was also observed a higher expression of regulatory TGF-β cytokine and increased amount of T regulatory cells in treated mice. The anti-inflammatory effects of both L. lactis-PAP and dairy L. lactis NZ9000 strains were also measured in 5-fluoracil mucositis model. We showed that this model was successfully reproduced in BALB/c mice with an induction of acute inflammation in the small bowel of animals. Administration of L. lactis NZ9000 harboring pSEC vector without the cDNA of PAP was able to prevent histological damage, reduce eosinophils infiltrate and IgA secretion in the ileum of mice. On the other hand, L. lactis expressing PAP preserved mucosal architecture and improved Paneth cells activity. Taking together, our results demonstrate that L. lactis, expressing PAP peptide is a promising strategy to treat IBD. Moreover, L. lactis NZ9000 strain, derived from dairy L. lactis MG1363, surprisingly presented anti-inflammatory effects in mice injected with 5-FU.