Notre système immunitaire a pour fonction de nous protéger des infections mais également des allergies, des cancers ou des maladies inflammatoires. Les cellules dendritiques (DC) sont au coeur de ce système en orientant les réponses immunitaires vers une voie effectrice ou tolérogène. A l’état immature, elles sont présentes, entre autres, aux interfaces avec le milieu extérieur. Elles permettent ainsi la reconnaissance des antigènes, notamment ceux présents dans le tube digestif, comme les aliments ou la flore commensale. Certaines bactéries dites probiotiques sécrètent des métabolites au cours de la fermentation définissant les produits de fermentation. Notre travail montre qu’un produit de fermentation de la souche bactérienne BbC50 (BbC50sn) activent les DC humaines grâce à sa fixation sur le récepteur TLR2 et modulent de nombreux récepteurs à leurs surfaces. Les DC ainsi maturées peuvent activer des lymphocytes T CD4+ et CD8+ et également induire des lymphocytes T régulateurs CD4+ et CD8+. / The immune system protects an organism from infections, allergy, cancer and inflammatory diseases. Dendritic cells (DC) present antigens to T cells and polarize lymphocytes toward either an effector or a tolerogenic response. In an immature state, DC are localized in mucosas at interfaces with the external environment, after receiving signals they acquire the ability to activate T cells. Thus, DC allow the recognition of antigens, present in the digestive tract, such as food or commensal flora. Some probiotic bacteria produce metabolites during fermentation defined as the fermentation products. Our work has shown that a fermentation product of the bacterial strain BbC50 (BbC50sn) activate human DC through TLR2 ligation on DC and modulate numerous receptors on their surfaces. DC activated with this fermentation product activate CD4+ and CD8+ T cells and also induce CD4+ and CD8+ regulatory T lymphocytes.

L'allergie alimentaire peut avoir des effets significatifs sur la morbidité et la qualité de vie. Il existe donc un intérêt considérable à générer de nouvelles stratégies thérapeutiques capables de réduire le risque de développer une atopie. Des études cliniques et expérimentales ont montré que l’allergie était associée à une dysbiose intestinale. Une modulation du microbiote intestinal pourrait ainsi aider à prévenir et traiter les maladies allergiques, justifiant l’utilisation rationnelle de souches probiotiques. L’objectif de mon travail a été de sélectionner au sein d’un panel de 31 souches bactériennes une ou plusieurs souche(s) probiotique(s) possédant des propriétés préventives dans l'allergie, à l'aide d'une combinaison d’approches in vitro et in vivo. Les propriétés immunomodulatrices des souches bactériennes ont été étudiées sur cellules mononucléées sanguines humaines et sur splénocytes murins orientés Th2. Les six souches qui ont induit un fort rapport IL10/IL12p70 et une faible sécrétion d'IFN-γ dans ces deux modèles cellulaires ont été testées pour leur effet protecteur dans un modèle murin d’allergie alimentaire à la β-lactoglobuline (BLG). Trois de ces six souches ont montré un effet protecteur sur l'allergie avec une diminution de la dégranulation des mastocytes et sur la sensibilisation avec une diminution des IgE et des IgG1 spécifiques de la BLG. L’étude de l'impact de ces trois souches sur l'équilibre T helper a montré qu’elles possédaient différents mécanismes d’action. Au niveau systémique, la souche LA307 s’est révélée immunosuppressive, la souche LA308 a induit un profil pro-Th1 et la souche LA305 a induit une réponse à la fois pro-Th1 et régulatrice. Au niveau iléal, l’induction de tolérance pourrait être générée par anergie pour la souche LA305 et par suppression active des réponses Th2 pour les souches LA307 et LA308. L’étude de l’impact de ces trois souches sur le microbiote ne permet pas de conclure que leur effet protecteur est lié à une modulation de la composition du microbiote. Ces résultats montrent que le criblage in vitro, basé sur les propriétés immunomodulatrices des candidats probiotiques, permet une présélection efficace avec trois des six souches sélectionnées ayant un effet protecteur in vivo. / Food allergy can have significant effects on morbidity and quality of life. There, the generation of efficient approaches to reduce the risk of developing food allergy is of considerable interest. Clinical and experimental studies have shown the association of allergy with intestinal dysbiosis. Thus, a modulation of the gut microbiota may contribute to the prevention and management of allergic diseases. This notion supports the use of probiotics.The aim of my study was to select, among a panel of 31 bacterial strains, probiotic strains with preventive properties in allergy using a combination of in vitro and in vivo approaches. Immunomodulatory properties of strains were studied on human blood mononuclear cells and on Th2 skewed splenocytes. The six strains inducing a high IL10/IL12p70 ratio and a low secretion of IFN-γ on both cellular models were tested for their protective impact in a murine model of food allergy to β-lactoglobulin (BLG). Three out of six strains showed a protective impact on sensitization with a decrease in allergen specific IgE and on allergy with a decrease in mast cell degranulation. The study of the impact on the T-helper balance for these 3 strains showed that they had different mechanisms of action. At the systemic level, LA307 strain proved to be immunosuppressive, LA308 strain induced a pro-Th1 profile and LA305 strain induced both, a pro-Th1 and a regulatory profile. At the ileal level, tolerance induction resulted from anergy for LA305 strain and from active suppression of Th2 responses for LA307 and LA308 strains. This study does not enable to conclude about the relationship between the protective impact of these 3 strains and the modulation of the composition of microbiota. These results reveal that the in vitro screening, based on immunomodulatory properties of candidate probiotics, allow an efficient pre-selection with three out of the six selected strains showing an in vivo protective impact.

Pseudomonas aeruginosa est un pathogène opportuniste responsable de pneumonies. Il est particulièrement impliqué dans la mortalité des patients sous ventilation mécanique et des patients atteints de la mucoviscidose. Ces infections sont difficiles à traiter en raison de l’existence de nombreuses résistances aux antibiotiques chez cette bactérie et des alternatives thérapeutiques s’avèrent donc nécessaires. Nous avons ainsi émis l’hypothèse qu’une application oropharyngée de lactobacilles pourrait permettre de limiter les infections à P. aeruginosa et leurs effets chez les patients concernés. L’objectif principal de ce travail était d’évaluer les effets d’un mélange de lactobacilles dans un modèle murin de pneumonie à P. aeruginosa. Les effets de lactobacilles isolés dans les cavités orales de volontaires sains sur la formation de biofilm et l’activité élastolytique de P. aeruginosa PAO1 ont été mesurés in vitro. Les effets des lactobacilles sélectionnés ont ensuite été évalués dans un modèle d’infection de cellules épithéliales respiratoires(A549) par P. aeruginosa PAO1 puis dans un modèle murin de pneumonie à P. aeruginosa PAO1. Les effets de 87 lactobacilles sur la formation de biofilm et l’activité élastolytique de P. aeruginosa PAO1 ont été déterminés in vitro,aboutissant à la sélection de 3 et 5 souches ayant respectivement inhibé la formation de biofilm et l’activité élastolytique de P. aeruginosa PAO1. Parmi ces souches, L. fermentum K.C6.3.1E, L. paracasei ES.D.88 et L. zeae Od.76,qui étaient les souches les plus actives contre la formation de biofilm ou l’activité élastolytique et les plus acidifiantes lors de croissances dans une salive artificielle, ont été associées dans un mélange testé dans un modèle cellulaire d’infection à P. aeruginosa PAO1. Ce mélange n’a pas eu d’effet cytotoxique et a démontré un effet cytoprotecteur vis-à-vis de l’infection à P. aeruginosa PAO1. In vivo, l’administration intratrachéale de ces mêmes bactéries de façon prophylactique a permis d’une part de réduire les charges pulmonaires en P. aeruginosa PAO1 et d’autre part de réduire ses effets pro-inflammatoires au niveau pulmonaire (IL-6, TNF-α). Ces résultats prometteurs laissent entrevoir la possibilité de nouvelles applications thérapeutiques pour les probiotiques. / Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen that causes pneumonia and which is involved in themortality of mechanically-ventilated or cystic fibrosis patients.These infections are difficult to treat because of the existence of many antibiotic resistances in P. aeruginosa and therapeutic alternatives are needed. Our hypothesis was that the use of probiotics could be an alternative to antibiotic therapy in order to reduce P. aeruginosa infections and its injurious and pro-inflammatory effects in lungs.The main goal of this work was to evaluate the effects of lactobacilli in a murine model of P. aeruginosa pneumonia.The first step of this work was to screen lactobacilli isolated from oral cavities of healthy volunteers against biofilmformation and elastolytic activity of P. aeruginosa PAO1. The effects of selected lactobacilli were then evaluated in amodel of infection of lung epithelial cells by P. aeruginosa PAO1 and in a murine model of P. aeruginosa PAO1pneumonia. Eighty-seven lactobacilli were tested in vitro, leading to the selection of 3 and 5 strains respectively active against biofilm formation and elastolytic activity. The most active strains (L. fermentum K.C6.3.1E, L. paracasei ES.D.88and L. zeae Od.76) toward biofilm formation and elastolytic activity were chosen to be tested in vitro, in a cell model of P. aeruginosa PAO1 infection. This mix showed cytoprotective effect against P. aeruginosa PAO1. Finally, the prophylactic intratracheal administration of the mix of lactobacilli in mice allowed to reduce the pulmonary loads in P.aeruginosa PAO1. In the same time, the pro-inflammatory effects(IL-6 and TNF- α) of the infection were reduced. These promising results suggest the possibility of new therapeutic applications for probiotics.

Les élevages des poissons sont soumis à des épisodes de mortalité anormale. Les bactéries du genre Vibrio sont connues comme des pathogènes opportunistes et ont été associées à ces épisodes de mortalité. Pour faire face à ces problèmes d’épizooties, les pisciculteurs ont le plus souvent recours à l’utilisation des antibiotiques. Néanmoins, des abus dans son utilisation ont malheureusement conduit à l’apparition des souches résistantes et à des fréquents échecs de traitement. Actuellement, les traitements par des bactéries lactiques probiotiques permettent d’améliorer la qualité des alevins produits pour les besoins de l’aquaculture, tout en limitant le recours aux antibiotiques. Pour qu’un micro-organisme soit reconnu comme étant potentiellement probiotique, une évaluation de ce produit basée sur plusieurs critères doit être établie. Dans une première étape, nous avons sélectionné et caractérisé 55 souches de bactéries lactiques isolées en écloserie. Le premier critère de sélection a porté sur l’inhibition de souches de vibrions pathogènes in vitro. Les bactéries lactiques ayant un effet anti Vibrio ont subi des tests de formation de biofilms et des tests de caractérisations phénotypiques, enzymatiques, physiologiques et génétiques, afin de procéder à leur identification. Puis des tests de compétition avec V. aligonlyticus ont été pratiqués in vivo sur des larves d’Artemia. Ce travail nous a permis de sélectionner la souche Lactobacillus casei (X2), car elle présentait la meilleure combinaison de propriétés requises pour un probiotique. Elle possède en effet une bonne activité antagoniste, elle n’est pas hémolytique, elle présente une forte adhérence sur plaque polystyrène et elle offre la meilleure protection contre V. alginolyticus lors du test de challenge avec Artemia. Dans une deuxième étape, la souche retenue (La. casei X2) et une autre déjà commercialisée sous le nom de Bactocell (Pediococcus acidilactici) ont été testées sur des larves de bar, afin d'évaluer les effets sur la qualité des alevins, leur réponse immunitaire et la microflore associée. Nous avons vérifié que les deux probiotiques (La. Casei et P. acidilactici) diminuaient la charge en vibrions et en microflore totale chez les larves de bar. La souche P. acidilactici a également affecté les profils de la communauté bactérienne intestinale des larves de bar. Par contre, La. casei n’a pas affecté la structure de la communauté bactérienne, bien que la souche soit présente chez les larves au jour 40 à une concentration élevée. Ces deux bactéries ont pu améliorer la croissance en longueur des larves aux jours 30 et 45 et la croissance en poids au jour 20. L’étude de l’influence des deux probiotiques sur des marqueurs de la physiologie des larves a montré qu’au jour 41, P. acidilactici était plus efficace que La. casei dans la régulation du stress oxydatif. Néanmoins, P. acidilactici a engendré des effets inflammatoires chez les larves à j20, et elle a induit un retard dans le développement osseux. Bien que La. casei ait accéléré le processus d’ossification chez les larves à j20, l’étude histopathologique a révélé une forte incidence des malformations vertébrales avec les larves à j62. A l’inverse, les larves alimentées avec P. acidilactici ont présenté un taux supérieur d’ossification normale et complète. / Diseases cause major production losses in fish farms. Bacteria of the genus Vibrio are known as opportunistic pathogens, and have been associated with mass-mortality episodes. To cope with these disease outbreaks, fish farmers often resort to the use of antibiotics. However, preventive overuse has led to the emergence of resistant strains and frequent treatment failures. Probiotic lactic acid bacteria are increasingly used to improve the quality of seed production in aquaculture, while limiting antibiotic treatments. Microbial strains must fulfil several criteria to be evaluated as potential probiotics.In a first step, we selected and characterized 55 strains of lactic acid bacteria isolated from fish hatchery. The first selection criterion focused on the in-vitro inhibition of pathogenic Vibrio strains. Lactic acid bacteria with antagonistic properties were tested for biofilm formation. The strains were characterised with the phenotypes, based on enzymatic and physiological tests, and identified by genotyping. In-vivo challenges with Vibrio aligonlyticus were then performed on Artemia. Lactobacillus casei X2 was thus selected, due to the best combination of the attributes that are required for probiotics. The strain showed antagonistic activity, adhered strongly to polystyrene plate, and secured Artemia with the best protection against V. alginolyticus. In a second step, La. casei X2 and a commercial strain of probiotics (Bactocell, Pediococcus acidilactici) were tested on European sea bass larvae, with a view to assess the effects on alevin quality, immune response and associated microbiota. Both of the lactic acid bacteria, La. casei and P. acidilactici, decreased the bacterial load and Vibrio in sea bass larvae. P. acidilactici changed significantly the profile of the bacterial community associated with fish larvae, compared to the control group. La. casei did not affect the structure of the bacterial community, although the strain was detected at high concentration in the larvae at 40 day post hatch (dph). Both probiotic treatments increased fish larval growth in body mass at 20 dph, and in length at 30 and 45 dph. Two physiological markers for gene expression suggested that P. acidilactici was more efficient than La. casei for the regulation of oxidative stress in sea bass at 41 dph. P. acidilactici induced some delay in bone development, and inflammatory signs were observed in the larvae at 20 dph. Though La. casei accelerated the early ossification process in the larvae by 20 dph, the histopathological study revealed a high incidence of vertebral malformations at 62 dph. In contrast, the treatment with P. acidilactici produced the highest proportion of fish with normal and complete ossification.

Lors d’infections vaginales, divers pathogènes se développent au détriment de la flore locale. L’utilisation de lactobacilles en traitement prophylactique et/ou curatif pourrait pallier ce problème. Le but de ce travail de thèse a été de développer des microparticules mucoadhésives à base de pectine et d’acide hyaluronique (HA) pour la libération intravaginale de probiotiques. Quatre souches probiotiques ont été associées à des prébiotiques afin d’obtenir un effet symbiotique. Les microparticules ont été formulées par émulsification-gélification ionique. Dans un premier temps, l’étude de l’influence de différents paramètres de procédé et de formulation a permis de définir les conditions opératoires pour l’obtention de microparticules d'environ 140 µm de diamètre encapsulant des probiotiques viables. Puis, les propriétés mucoadhésives des microparticules ont été évaluées in-vitro et ex-vivo par des mesures rhéologiques en mode dynamique et par des tests d’indentation. La présence d’HA entraine une augmentation importante du pouvoir bioadhésif des particules. Enfin, ces microparticules ont été incorporées dans des comprimés par un procédé de granulation humide. L’encapsulation des bactéries permet leur protection lors du procédé de compression. De plus, contrairement aux formes classiques d'administration des probiotiques, les microparticules permettent d'obtenir un profil de libération prolongée des bactéries sur environ 10h contre 1h dans le cas d’un comprimé comportant des probiotiques non encapsulés. Un début de prolifération bactérienne s’opère entre 16 et 24 heures. Le comprimé ainsi développé est tout-à-fait adapté à une application vaginale / More than 300 millions of women around the world have urinary or vaginal infections, including yeast vaginitis and bacterial vaginosis. Vaginal use of probiotics offers a potential alternative approach to health restoration and maintenance of the vaginal microflora. Moreover, prebiotics may be combined with probiotics to obtain a symbiotic effect. The aim of this work was to develop pro- and pre-biotics-loaded bioadhesive microparticles by using pectin and hyaluronic acid (HA). Four probiotic strains classically used in vaginal applications and one prebiotic have been selected. Microparticles were produced by emulsification/gelation method using calcium as cross-linking agent. The study of process and formulation parameters allowed obtaining microparticles with a mean diameter of 140 µm which encapsulated between 1010 to 1011 cfu/g of microparticles. Their mucoadhesive properties have been proved both by rheological and indentation measurements in in-vitro and ex-vivo conditions. Moreover, results have shown that HA addition in pectin solutions enhanced the bioadhesive properties of the gel-based microparticles. Afterwards, microparticles have been incorporated inside tablet by wet granulation. Microencapsulation of probiotics allowed protecting them during the compression process. The kinetic release of probiotics studies in in-vitro conditions exhibited a sustained release profile for 10 hours against 1h for unencapsulated probiotics. A beginning of probiotic strain proliferation was observed between 16 to 24 hours. The developed tablet is well-suited to vaginal application

Nous avons démontré la présence d'apoptose dans le système limbique suivant un infarctus du myocarde. Cette mort cellulaire serait partiellement reliée à l'augmentation de cytokines pro-inflammatoires. Des études démontrent que certains probiotiques ont des effets bénéfiques en diminuant le ratio de cytokines pro/anti-inflammatoires. La prise de probiotiques en prévention, avant l’occlusion d’une artère coronarienne, pourrait-elle diminuer l’apoptose dans le système limbique? Méthodes : La combinaison de probiotiques Lactobacillus helveticus R0052 et Bifidobacterium longum R0175 ou son véhicule fut additionné dans l’eau des rats pendant 28 jours consécutifs. Un infarctus du myocarde fut provoqué par l’occlusion de l’artère coronaire gauche. Après 40 minutes d'occlusion, les régions ischémiques ont été reperfusées pour 72 heures. Les animaux furent sacrifiés et la taille de l'infarctus mesurée. L'amygdale et l'hippocampe furent prélevés pour déterminer l'activité de la caspase-3 (pro-apoptotique), le ratio Bax/Bcl2(proapoptotique/ anti-apoptotique) et l'activité d'Akt (survie cellulaire). Résultats : La taille de l’infarctus n'est pas diminuée dans le groupe probiotique (45% de la région à risque)comparé au groupe placebo. Nos marqueurs d’apoptose démontrent une diminution dans les régions du gyrus denté, de l’amygdale latérale et médiane dans le groupe probiotique par rapport au placebo. L’activité de la caspase-3 et le ratio Bax:Bcl2 furent réduits dans le groupe probiotique de 50% et 40% respectivement (p < 0.05) et phosphorylation d’Akt fut augmentée de 35% (p<0.05). Aucune différence fut observée pour les régions Ca1 et Ca3. Conclusion : La combinaison de probiotiques utilisée réduit l’apoptose dans différentes régions du système limbique 72 heures après un IM. / Apoptosis is observed in limbic system after a myocardial infarction (MI). This cell death is due to the release of pro-inflammatory cytokines. Since probiotics reduce the pro/anti-inflammatory cytokine ratio, we hypothesise that probiotics will lessen apoptosis in the limbic system following MI. Methods: Rats were given probiotics or placebo for 4 consecutive weeks. Rat in the probiotic group received a daily dose of over 1 billion live bacterial cells of Lactobacillus helveticus R0052 and Bifidobacterium longum R0175 in combination. A MI was then induced in anesthetised rats by a 40-minute occlusion of the left anterior coronary artery followed by a 72 hours of reperfusion. Infarct size was measured and apoptosis was determined in the amygdala and hippocampus in both groups. Results: Infarct size was not diminished in the probiotic group (45% of the risk area), apoptosis was lessened in the dentate gyrus (DG), the lateral (LA) and medial (MA)amygdala compared to the placebo group. Caspase-3 and Bax/Bcl2 ratio were reduced in the probiotic group by about 50% and 40% respectively. Akt activity was increased by 35% in these regions. No difference was observed in the hippocampus Ca1 and Ca3 regions. Conclusion: This probiotic combination can reduce the apoptosis found in specific regions of the limbic system following a MI, which may have significance for post-MI depression.

L'Infarctus du myocarde (IM) provoque, chez le rat, une augmentation de l'apoptose dans le système limbique en plus d'induire des symptômes qui s'apparentent à la dépression chez l'humain. Nous avons démontré qu'une diète élevée en oméga-3 ou la prise de probiotiques pouvaient être efficaces pour réduire ces effets si ces interventions débutaient avant l'induction de l'ischémie myocardique. Cette étude a pour objectif de déterminer l'efficacité de ces interventions si elles débutent après l'ischémie myocardique. L’IM a été induit chez le rat mâle Sprague-Dawley par l’occlusion de l’artère coronaire descendante antérieure gauche pendant 40 minutes. À la suite de l’ischémie, les rats ont reçu des probiotiques (1 billion de bactéries vivantes de L. helveticus R0052 et de B. longum R0175) ou un véhicule dans leur eau de boisson en présence d'une diète élevée ou faible en oméga-3. À 3 jours post-IM, l’activité enzymatique de la caspase-3 et le nombre de cellules dUTP nick-end labelling (TUNEL) positives sont diminués dans les régions CA1 et le corps godronné de l’hippocampe ainsi que dans l’amygdale en présence de la diète élevée en oméga-3. La prise de probiotiques atténue également l’activité de la caspase-3 et le nombre de cellules TUNEL positives dans le corps godronné et l’amygdale médiane. À 2 semaines post-IM, le comportement dépressif évalué par 3 tests comportementaux (test d’interaction sociale, test de nage forcée et test d’évitement passif) a été observé chez le groupe recevant la diète faible en oméga-3 sans probiotiques et le comportement dépressif a été atténué avec la diète élevée en oméga-3 et/ou la prise de probiotiques. Les probiotiques ont augmenté les niveaux plasmatiques d’interleukine-4 (IL- 4) tandis que la diète élevée en oméga-3 a montré une diminution de la protéine chimiotactique monocytaire 1 (MCP-1). Ces résultats indiquent qu’une diète élevée en oméga-3 ou la prise de probiotiques, débutant à la suite de l’IM, s’avèrent bénéfiques pour atténuer la dépression et l’apoptose dans le système limbique. / Proinflammatory cytokines play a central role in depressive-like behavior and apoptosis in the limbic system after myocardial infarction (MI). Polyunsaturated fatty acids (PUFA) omega-3 diet or the combination of Lactobacillus helveticus R0052 and Bifidobacterium longum R0175 probiotics, when given before ischemic period, reduce circulating proinflammatory cytokines as well as apoptosis in the limbic system. This study was designed to determine if the same nutritional interventions maintain their beneficial effects when started after the onset of the reperfusion period and attenuate depressive-like behavior. MI was induced by the occlusion of the left anterior descending coronary artery for 40 minutes in rats. After the onset of reperfusion, animals were fed with a high or low PUFA omega-3 diet, combined or not with 1 billion live bacteria of L. helveticus R0052 and B. longum R0175. At 3 days post-MI, caspase-3 enzymatic activities and terminal dUTP nickend labelling (TUNEL)-positive cells were decreased in the CA1, dentate gyrus and amygdala with the high PUFA omega-3 diet as compared to the other diet. Probiotics attenuated caspase-3 activity and TUNEL-positive cells in the dentate gyrus and the medial amygdala. At 2 weeks post-MI, depressive-like behaviour, evaluated by 3 behavioural tests (social interaction, passive avoidance and forced swim test), was observed in the low PUFA omega-3 diet without probiotics and this behavior was attenuated with the high PUFA omega-3 diet or/and probiotics. Probiotics increased interleukin-4 plasmatic concentrations while high PUFA omega-3 diet decreased monocyte chemotactic protein 1 (MCP-1). These results indicate that a high PUFA omega-3 diet or the administration of probiotics, starting iii after the onset of reperfusion, are beneficial to attenuate post-MI depression and apoptosis in the limbic system.

[...]L'ensemble de nos études soulignent le rôle important du stress oxydant qui est lié à la stimulation du SRAA dans la survenue de la dysfonction endothéliale chez le rat présentant une cirrhose biliaire. L'action sur des facteurs pouvant induire le stress oxydant comme la translocation bactérienne et le traitement par des antioxydants (polyphénols) ont clairement montré leurs actions bénéfiques chez nos rats cirrhotiques. Le rôle du NO, en tous cas en tant que vasodilatateur pur, n'est peut-être pas primordial ce qui peut expliquer les résultats décevants en clinique publiés parcertains auteurs. / [...]The important role of oxidative stress in the development of endothelial dysfonction in rats with biliary cirrhosis is emphasized in our studies. Oxidative stress is associated with the stimulation of the RAAS and bacterial translocation. Treatment with antioxidants (polyphenols) and probiotics have clearly demonstrated their beneficial effects on the endothelial dysfonction in our cirrhotic rats. The role of NO as a pure vasodilator is perhaps not essential which may explain the disappointing clinical results published by some authors.

Les probiotiques sont des « microorganismes vivants qui, lorsqu’ils sont ingérés en quantité suffisante, exercent un effet positif sur la santé de l’hôte ». Ils agissent en modulant le système immunitaire, en empêchant l’adhésion et/ou la croissance des bactéries pathogènes, en renforçant la barrière intestinale et en stabilisant sa microflore. Cependant, les mécanismes d’action de ces bactéries restent encore peu connus.Ce travail de thèse propose d’élucider les modes d’action de deux souches de Bacillus probiotiques humains : Bacillus clausii O/C et de Bacillus subtilis CU1.L’adhésion des probiotiques aux surfaces intestinales est un facteur important pour leur persistance dans l’organisme, l’immunomodulation et la compétition envers les agents pathogènes. B. clausii et B. subtilis présentent de fortes capacités d’adhésion sous forme de spores grâce à leurs protéines de surface préférentiellement impliquées dans les interactions avec l’hôte. En effet, celles-ci jouent un rôle prépondérant dans la stimulation de l’expression des gènes codant les cytokines dans les cellules Caco-2 et la production de cytokines par les cellules immunitaires, induite par les souches probiotiques, via la liaison avec des récepteurs de l’hôte. Des protéines S-layers, protéines ribosomales et protéases ont été identifiées à la surface de ces souches, ainsi qu’une grande quantité de flagelline à la surface de B. subtilis.Par ailleurs, les composés sécrétés par les souches stimulent également la production de cytokines chimiotactiques et anti-inflammatoires. B. clausii sécrète une protéase capable de neutraliser plusieurs types de toxines dont celles sécrétées par C. difficile et B. cereus. B. subtilis n’a montré aucune propension pour l’inhibition de l’adhésion des agents pathogènes testés, mais un essai clinique a démontré sa capacité à moduler le système immunitaire et la composition du microbiote intestinal. / Probiotic are ”live microorganisms, which when administered in adequate amounts confer a health benefit on the host”. They act by modulating the immune system, preventing the adhesion and / or growth of pathogenic bacteria, reinforcing the intestinal barrier and stabilizing the microbiota.However, the mechanisms of action of these bacteria are still poorly understood.This thesis proposes to elucidate the mode of action of two human probiotic strains of Bacillus : Bacillus clausii O / C and Bacillus subtilis CU1.The adhesion of probiotics to intestinal surfaces is an important factor for their persistence in the host, immunomodulation and competition with pathogens. B. clausii and B. subtilis have strong abilities to adhere as spores, through their surface-associated proteins which are preferentially involved in interactions with the host. Indeed, they play a key role in the up-regulation of gene expression encoding cytokines in Caco-2 cells and in the stimulation of cytokine production by immune cells, induced by probiotic strains, through binding with host receptors. Some S-layers proteins, ribosomal proteins and proteases have been identified on the surface of these strains, and a large quantity of flagellin on the surface of B. subtilis.In addition, secreted compounds of these probiotics also stimulate the production of chemotactic and anti-inflammatory cytokines. B. clausii secretes a protease able to neutralize several types of toxins, including those secreted by C. difficile and B. cereus. B. subtilis has not predisposition to compete with the adhesion of pathogens tested, but a clinical trial has demonstrated its ability to modulate the immune system and the composition of the intestinal microbiota.

Dans les écosystèmes marins côtiers, l‘activité anthropique et les paramètres naturels induisent chez lesorganismes aquatiques des situations de «multistress». Parmi ces paramètres, deux d‘entre eux ont été étudiés:La contamination métallique et l’infection bactérienne. Dans ce contexte la compréhension des réponsesmoléculaires et physiologiques de l’ormeau rouge Haliotis rufescens a été étudiée, en particulier, face l’impactmétallique (cuivre), et au pathogène (Vibrio parahaemolyticus) en interaction avec des bactéries probiotiquespendant le stade juvénile de ce mollusque en conditions contrôlées. Dans un première temps, une évaluation surl’effet d’un consortium probiotique formé de trois souches bactériennes: Vibrio sp C21, Agarivorans albus F1et Vibrio sp F15 a été testée et les paramètres de survie et de croissance des juvéniles de l’ormeau ont été suivis.Les résultats montrent que les probiotiques augmentent les performances de ces deux paramètres de trait de viecomparés aux individus témoins sans probiotiques. Dans un second temps, une approche génomique parbanques soustractives a été réalisée afin d’identifier les transcrits régulés par l’impact métallique. Cetteméthode a permis d’identifier 108 gènes potentiellement impliqués dans la réponse cellulaire et physiologiquedes organismes face au stress. La cinétique de l’expression génique a été suivie à l’aide de 14 transcrits et leurvariation temporelle pendant la phase critique révèle des régulations parfois complexes et différentielles chezles organismes. Ensuite, les réponses immunitaires des hémocytes d’ormeau face l'exposition au cuivre ont étérecherchées. Les résultats montrent que l’exposition au métal provoque des disfonctionnement importants desactivités hémocytaires. Enfin, l’interaction entre les bactéries pathogènes et probiotiques ont étés étudiées etleurs effets sur le mollusque ont été également recherchés. La présence des bactéries pathogènes régulel’expression génique des transcrits impliqués dans des fonctions physiologiques clés des organismes (lesdéfenses immunitaires et l’état énergétique). De plus, les résultats de cette interaction nous renseignent sur lerôle capital accompli par les bactéries probiotiques sur les performances en termes d’amélioration de la survieet de la croissance des jeunes ormeaux en condition de stress. / In coastal ecosystems, anthropogenic activity and natural factors induce “multi-stress” situations. Inthis study, we focused on two such stress-inducing factors: metal contamination and bacterial infection.Specifically, under controlled conditions, we examined the molecular and physiological responses of redabalone Haliotis rufescens toward the impact of a metal (copper) and a pathogen (Vibrio parahaemolyticus)with respect to this mollusk’s interaction with probiotic bacteria during the juvenile stage. First, we assessed theeffect of a consortium of three probiotic bacterial strains—Vibrio sp. C21, Agarivorans albus F1, and Vibrio sp.F15—on two abalone lifecycle-related parameters, namely, survival and growth. The results showed that,compared to the control treatment (no probiotics), the probiotics improved the performance of these twolifecycle parameters. In a second step, the molecular mechanisms underlying the juvenile abalone response tocopper stress were studied under experimental conditions, using a suppression subtractive hybridizationmethod. This method identified 108 partial sequences of genes involved in the cellular and physiologicalresponses to stress. The kinetics of gene expression were followed using 14 of these transcripts, and theirtemporal variations during the critical phase showed complex and differential regulation exerted by copper inthese organisms. We then investigated the immune response of abalone hemocytes to copper exposure. Theresults showed that exposure to the metal causes a significant dysfunction of hemocyte activities. Finally, theinteraction between probiotics and pathogenic bacteria (transcriptomic and cellular aspects) was studied and theeffects of these bacteria on mollusk performance were also investigated. The presence of pathogenic bacteriawas found to regulate gene expression of transcripts involved in key physiological functions, including thosethat regulate immune responses and energy metabolism. Examination of these interactions thus indicates therole of probiotic bacteria in performance in terms of the improved survival and growth of juvenile abaloneunder stress conditions.