Dans la nature, les relations symbiotiques sont très répandues, et d’une importance écologique fondamentale. Les animaux sont apparus, ont évolué et vivent maintenant constamment associés avec une multitude de micro-organismes. Parmi les différents types de symbioses existantes, celles liant le microbiote et son hôte occupent une place centrale et équilibrée, basée sur des relations commensales ou mutualistes entre les partenaires. Ce microbiote est de plus en plus étudié, notamment en raison du rôle crucial qu’il joue dans la santé animale ainsi que dans le développement de pathologies. Dans cette effort de recherche, Drosophila melanogaster représente un modèle de choix, grâce à la facilité de générer et maintenir des lignées de mouches axéniques, ainsi que de les réassocier avec une communauté microbienne définie.L’association de la drosophile avec l’un des ses commensaux naturels, Lactobacillus plantarum, a permis de révéler l’effet promoteur de croissance de cette bactérie. En cas de carence nutritionnelle, des larves associées avec L. plantarum se développent beaucoup plus rapidement que leurs semblables axéniques. L’ajustement du développement en fonction des conditions environnementales est cependant crucial pour la formation d’un individu à la santé optimale, et dans ce cas les individus grandissent plus vite alors que les conditions nutritionnelles sont pauvres. Nous avons donc cherché à déterminer si ce qui semble être un avantage au stade larvaire pouvait se révéler délétère pour les stades suivants et avoir un effet néfaste sur les mouches adultes. Nous avons montré que L. plantarum est bénéfique pour D. melanogaster tout au long du cycle de vie de la mouche et permet l’émergence précoce d’adultes matures et fertiles sans impact négatif sur leur santé et leurs performances. De plus, dans certaines conditions, cette souche commensale entraîne une augmentation de la durée de vie de mâles nutritionnellement carencés.Des études plus larges analysant l’interaction de la drosophile avec plusieurs espèces bactériennes peuvent informer sur la dynamique d’un microbiote de mouche. En effet, au sein de la niche environnementale, les bactéries sont échangées entre l’animal et son substrat nutritif, et ces transferts réciproques pourraient altérer la composition de la communauté. Nous avons étudié cette question en utilisant un microbiote naturel, et avons observé un haut degré de similitude entre les bactéries associées avec les mouches et la composition de la communauté bactérienne de la nourriture, illustrant le caractère stable de l’association du microbiote de la drosophile avec la population de mouches au sien de la niche.Ces résultats illustrent le pouvoir du modèle drosophile pour l’étude des interactions entre les animaux et leur microbiote, qui permet de déchiffrer la dynamique des communautés de bactéries commensales ainsi que leur impact sur la physiologie animale. / In nature, symbiotic relationships are widespread, and of paramount ecological importance. Animals have appeared, evolved, and are now living constantly associated with a variety of microorganisms. In the spectrum of different symbioses types, the microbiota occupies a central and balanced part by establishing commensalistic or mutualistic relationships with its host. Over the last years, the microbiota has been extensively studied given the crucial role it plays in animal health and disease. In this research effort, Drosophila melanogaster represents a fruitful model, thanks to the ease to generate and maintain axenic flies, and the simplicity of re-associating them with a defined microbial community.The association of Drosophila with one of its natural commensals, Lactobacillus plantarum, revealed a growth-promoting effect mediated by this bacterial species. In case of nutrient scarcity, larvae associated with L. plantarum develop twice faster than the germ-free ones. However, adjusting development to environmental cues is key to organismal fitness, and yet here animals are growing fast even though the nutritional conditions are poor. We thus questioned whether what seems like an advantage could in turn be deleterious at later stages, and adversely impact adult fitness. We showed that L. plantarum is a true beneficial partner for D. melanogaster throughout the fly life cycle. Indeed, it allows the precocious emergence of mature and fertile adults without fitness drawbacks, and in certain conditions, this commensal can even increase the lifespan of nutritionally challenged males.Broader studies assessing the interaction of Drosophila with several bacterial species can inform about the dynamics of a fly microbiota. Indeed, in the environmental niche bacteria are transferred between the fly and its nutritive substrate, and these reciprocal transfers could alter the composition of the community. We addressed this question using a wild-derived microbial community and observed a high degree of similarity between the bacteria associated with the flies and the composition of the community in the diet, illustrating the stable association of the Drosophila microbiota with the fly population in the niche.Altogether these results emphasize the power of the Drosophila model in the study of the relationships between animals and their microbiota, which allows deciphering the dynamics of commensal bacterial communities and their impact on animal physiology.

A l`heure où le cancer a supplanté les maladies cardiovasculaires en tant que première cause de mortalité en France, le CCR représente la deuxième cause de mortalité par cancer. Longtemps dominé par la génétique, le paradigme du cancer colorectal a récemment évolué laissant une place prépondérante aux facteurs environnementaux. Il est néanmoins difficile d’étudier l’impact de l’environnement sur la carcinogénèse colorectale de façon exhaustive compte tenu de la multiplicité de ces facteurs environnementaux. Dans la présente étude, nous avons essayé d’appréhender la contribution de la composition du microbiote intestinal, de la composition métabolomique des eaux fécales et des altérations épigénétiques de l’hôte comme témoin de ces facteurs environnementaux au cours de la carcinogénèse colorectale et d’en évaluer le bénéfice en tant que marqueur diagnostique non invasif. Nous avons ainsi pu montrer au sein d’une population de patients à risque moyen de cancer colorectal qu’il existait une signature microbiologique, métabolomique et épigénétique spécifique du cancer colorectal. Nous avons également pu montrer que ces marqueurs présentaient des performances diagnostiques supérieures au test colorimétrique au guaiac utilisé dans le dépistage organisé du cancer colorectal. / Colorectal cancer (CRC) is a significant cause of morbidity and mortality in developed countries. The majority of CRC are called sporadic, meaning they are due to environmental factors rather than constitutional genetic alterations. Indeed, the role of environment, i.e. western lifestyle, is also underlined by dramatic geographic variations in CRC incidence in both sexes. However, it is difficult to take into account the totality of human environmental exposures for a better understanding of the colorectal cancer pathogenesis. In the present work, we tried to highlight the contribution of the environment in the development of colorectal cancer by studying the role of the intestinal microbiota together with the role of the fecal metabolites and the presence of epigenetic alterations of the host. We also investigated the performance accuracy of the latter changes for colorectal cancer diagnosis as compared to the guaiac fecal occult blood test which is widely used as a non-invasive test in several screening program. We demonstrated a specific signature associated with advanced colorectal neoplasia for the intestinal microbiota and the fecal metabolite profile for colorectal cancer as well as a link between colorectal cancer and Wif-1 gene methylation in urine and/or fecal samples. Those specific signatures disclosed higher diagnostic accuracy compared to guaiac fecal occult blood test as colorectal cancer screening test.

Depuis plusieurs années, il s’avère de plus en plus clair que le microbiote digestif a un impact remarquable sur la santé humaine. Il est affecté par de nombreux facteurs dont l’alimentation. En effet, en fonction du macronutriment majoritaire d’un régime alimentaire, certaines populations et fonctions bactériennes sont stimulées ou inhibées. Plusieurs pathologies de l’intestin ou liées à des troubles nutritionnels ou métaboliques ont un lien causal avec une altération du microbiote digestif parmi lesquelles la malnutrition sévère aigue. En effet, il a été récemment montré que le microbiote digestif des enfants malnutris était différent et colonisé par des Proteobacteria, des Enterococci, des bacilles Gram-négatifs et des espèces pathogènes. Au cours de nos travaux, une dysbiose est également observée chez nos patients malnutris par métagénomique et par culturomics avec un enrichissement en bactéries aérobies, en Proteobacteria et en espèces potentiellement pathogènes telles que Streptococcus gallolyticus et une perte notable en bactéries anaérobies associée à une perte de la capacité antioxydante du tractus gastro-intestinal révélée par une absence totale de Methanobrevibacter smitii, archeae méthanogène et un des procaryotes les plus sensibles à l’oxygène du tractus gastro-intestinal ainsi que un potentiel redox fécal accru. De plus, une perte de la diversité globale, connue et inconnue, est observée. Enfin, par culturomics et métagénomique, nous avons établi un répertoire des bactéries manquantes chez les malnutris dont treize présentent un potentiel probiotique et pourront être testées comme probiotiques dans un modèle expérimental dans un futur proche. / For the last decade, it has become increasingly clear that the gut microbiota has a tremendous impact on human health. It is affected by several factors among which diet that has a big impact. In fact, according to the major macronutrient in a diet type, specific bacterial populations and functions are stimulated or inhibited. Several pathologies of the gut or linked to nutritional or metabolic disorders among which severe acute malnutrition are causally linked to an alteration of the diversity of the human gut microbiota. In fact, it has recently been shown by several studies that the gut microbiota of malnourished patients was different and colonized by Proteobacteria, Enterococci, Gram-negative bacilli and pathogenic species. The analysis of our data regarding the fecal microbiota of children afflicted with severe acute malnutrition from Niger and Senegal showed a dysbiosis observed through metagenomics and culturomics with an increase of aerobic bacteria, Proteobacteria and pathogenic species such as Streptococcus gallolyticus, and a depletion of anaerobic species associated with a loss of the antioxidant capacity of the gastro-intestinal tract exhibited by a total absence of Methanobrevibacter smithii, a methanogenic archaeon and one the most oxygen sensitive prokaryote of the gut microbiota alongside an increased fecal redox potential. Moreover, a loss of the overall diversity, known and unknown, was observed. Finally, through culturomics and metagenomics, we were able to identify a repertoire of missing microbes in malnourished children among which thirteen presented a probiotic potential and will be tested as such in an experimental model in the near future.

L’étude de la composition de la flore digestive ainsi que son implication avec la santé et les maladies est devenue un enjeu majeur. Nous avons étudié la flore de malades traités par de très nombreux antibiotiques, à la fois par culturomics et par pyroséquençage. Ce travail a montré une diminution importante du nombre de bactéries différentes colonisant le tube digestif après traitement. Cette diminution était d’autant plus importante que le traitement était prolongé. Les bactéries offrant une protection immunitaire contre certains pathogènes, il est à présent proposé des vaccinations contres des microorganismes invasifs après traitement antibiotique au long cours. Par ailleurs, les techniques de séquençage ont montré pour deux des échantillons un haut taux de colonisation par Akkermansia muciniphila, un microorganisme appartenant au phylum des Verrucomicrobia. Ce résultat a par ailleurs été confirmé en utilisant des techniques d’hybridation de fluorescence in situ (FISH). Les tentatives de culture ce microorganisme se sont révélées infructueuses. Au final ce travail nous aura permis de cultiver 7 nouvelles espèces que nous avons décrites en utilisant la taxonogénomique, une approche incluant des données phénotypiques et le séquençage du génome.Nous avons également étudié la flore de patients infectés par le virus du VIH par métagénomique et avons observé une augmentation considérable des bactéries qui supportent l’oxygène, alors que les bactéries intolérantes étaient très diminuées. Ces changements étaient associés aux marqueurs de progression de la maladie, ouvrant la voie à une supplémentation en antioxydants. / The study of the composition of the intestinal flora as well as its involvement with health and disease has become a major issue.We studied the flora of patients treated by broad-spectrum antibiotics by both culture and pyrosequencing. This work showed a significant decrease in the number of different bacteria colonizing the digestive tract after treatment. This decrease was even more important that treatment was extended. Bacteria interacting with immune protection against some pathogens, it is now proposed vaccinations against invasive microorganisms after prolonged antibiotic treatment. Furthermore, the sequencing techniques have shown for two samples a high-level colonization by Akkermansia muciniphila a microorganism belonging to the phylum Verrucomicrobia. Despite the successive failures of culture attempt of this organism, this finding was also confirmed using fluorescence in situ hybridization technique (FISH). Ultimately this work has enabled us to discover 7 new species that have been described using the taxonomogenomics approach which includes phenotypic data and genome sequencing.We also studied the flora of HIV-infected patients by metagenomics, and observed a significant increase in bacteria that withstand oxygen, while intolerant bacteria were deceased. These changes were associated with markers of disease progression, opening the way for antioxidant supplementation.

L’accident de désaturation (ADD) est un accident de plongée lié à la charge en gaz diluants pendant la plongée, et à la formation de bulles dans l’organisme au cours de la décompression. Il est susceptible d’engendrer des séquelles neurologiques. Au cours de plongées utilisant l’hydrogène comme gaz diluant, la diminution de la charge tissulaire en hydrogène par l’inoculation au niveau de l’intestin de bactéries métabolisant ce gaz réduit le risque d’ADD.L’objectif de ce travail était d’évaluer si inversement : 1) la fermentation intestinale lors de la plongée peut favoriser la survenue d’un ADD, par l’intermédiaire de la production d’hydrogène endogène ; 2) la stimulation chronique de la fermentation avant plongée majore le risque d’ADD.Nos résultats sont en faveur d’un effet dual de la fermentation intestinale sur la décompression. Délétère à court terme lors de la plongée, la fermentation intestinale prolongée pourrait être favorable en dehors de la plongée en prévenant la survenue et la sévérité d’un ADD. L’hydrogène, molécule aux propriétés antioxydantes, et le butyrate, un acide gras à chaîne courte, sont en effet deux produits de la fermentation des hydrates de carbone qui ont des vertus neuroprotectrices.La prévention des accidents de désaturation pourrait passer par une exclusion des plongeurs présentant une fermentation importante le jour de la plongée, une élimination des gaz produits au niveau de l’intestin ou une modification de l’alimentation dans les 24 heures précédant une plongée. En revanche, tous les facteurs susceptibles de modifier le microbiote intestinal et d’augmenter la fermentation, en dehors de la plongée, pourraient être testés en prévention de l’ADD. En outre, l’hydrogène et le butyrate pourraient jouer un rôle bénéfique dans le cadre du traitement de l’ADD / Decompression sickness (DCS) is a diving accident related to the dissolution of diluent gas in blood and tissues during a dive, followed by bubble formation in the body during decompression. It can lead to neurological damage. In dives using hydrogen as the diluent gas, the concentration of hydrogen in the tissues can be reduced by the presence in the gut of bacteria capable of metabolising this gas and this reduces the risk of DCS.The aim of this work was conversely to check if: 1) fermentation in the gut at the time of diving could exacerbate DCS as a result of endogenous hydrogen generation; 2) long-term stimulation of fermentation before diving raises the risk of DCS.Our findings point to a two-edged effect of intestinal fermentation on decompression: although deleterious in the short term, i.e. at the time of diving, longer-term intestinal fermentation between dives might have a positive effect by preventing the occurrence of DCS and limiting its severity. Indeed, hydrogen which has antioxidant properties and butyrate, a short-chain fatty acid, are both by-products of the fermentation of carbohydrate and both have neuroprotective activity.DCS prevention could be promoted by excluding divers exhibiting strong fermentation on the day of a dive, by the elimination of gases being produced in gut or by modification of diet in the 24 hours before a dive. On the other hand, any factor that might affect the gut microbiota and stimulate fermentation between dives could be tested to investigate its potential in protecting against DCS. Furthermore, hydrogen and butyrate could play a positive role when it comes to treating DCS

As head injuries and their sequelae have become an increasingly salient matter of public health, experts in the field have made great progress elucidating the biological processes occurring within the brain at the moment of injury and throughout the recovery thereafter. Given the extraordinary rate at which our collective knowledge of neurotrauma has grown, new insights may be revealed by examining the existing literature across disciplines with a new perspective. This article will aim to expand the scope of this rapidly evolving field of research beyond the confines of the central nervous system (CNS). Specifically, we will examine the extent to which the bidirectional influence of the gut-brain axis modulates the complex biological processes occurring at the time of traumatic brain injury (TBI) and over the days, months, and years that follow. In addition to local enteric signals originating in the gut, it is well accepted that gastrointestinal (GI) physiology is highly regulated by innervation from the CNS. Conversely, emerging data suggests that the function and health of the CNS is modulated by the interaction between 1) neurotransmitters, immune signaling, hormones, and neuropeptides produced in the gut, 2) the composition of the gut microbiota, and 3) integrity of the intestinal wall serving as a barrier to the external environment. Specific to TBI, existing pre-clinical data indicates that head injuries can cause structural and functional damage to the GI tract, but research directly investigating the neuronal consequences of this intestinal damage is lacking. Despite this void, the proposed mechanisms emanating from a damaged gut are closely implicated in the inflammatory processes known to promote neuropathology in the brain following TBI, which suggests the gut-brain axis may be a therapeutic target to reduce the risk of Chronic Traumatic Encephalopathy and other neurodegenerative diseases following TBI. To better appreciate how various peripheral influences are implicated in the health of the CNS following TBI, this paper will also review the secondary biological injury mechanisms and the dynamic pathophysiological response to neurotrauma. Together, this review article will attempt to connect the dots to reveal novel insights into the bidirectional influence of the gut-brain axis and propose a conceptual model relevant to the recovery from TBI and subsequent risk for future neurological conditions.

La paroi végétale est une structure complexe composée principalement de polysaccharides (cellulose, hémicellulose et pectine), de lignine et de protéines. Elle est impliquée dans de nombreuses fonctions essentielles à la vie de la cellule végétale. De plus, les constituants de cette paroi, que sont les polysaccharides et la lignine, représentent la plus grande source de carbone renouvelable de la planète. Ceci en fait des cibles de choix notamment pour la production d'énergies « vertes ». Toutefois, l'utilisation des polysaccharides tels que les hémicelluloses constituant la paroi végétale reste, à l'heure actuelle, limitée du fait de la difficulté à les dégrader. Ces dernières années, un effort important a été mis en œuvre pour identifier et caractériser de nouvelles enzymes, telles que les glycosides hydrolases, permettant de dégrader efficacement la biomasse végétale. Dans le but de découvrir de nouvelles enzymes impliquées dans la dégradation de la biomasse végétale, des chercheurs de l'équipe « Catalyse et Ingénierie Moléculaire Enzymatiques » du LISBP ont décidé d'explorer le métagénome d'organismes connus pour dégrader la biomasse végétale. Deux espèces animales ont fait l'objet d'analyses : tout d'abord les termites qui sont considérés comme les champions de la dégradation de la biomasse végétales et souvent comparés à des bioréacteurs, et le ver de terre. Des banques métagénomiques de trois espèces différentes de termites ainsi qu'une banque métagénomique de ver de terre ont ainsi été créées. Dans ces travaux de thèse deux des banques métagénomiques de termites, celle de Nasutitermes corniger et celle de Termes hispaniolae, ont fait l'objet d'une étude afin de comparer le potentiel hémicellulolytique de ces deux espèces. Après sélection de nombreux clones positifs sur substrats chromogéniques de chacune des deux banques, séquençage puis annotation taxonomique et fonctionnelle, un grand nombre d'enzymes et principalement des glycosides hydrolases, a pu être identifié. Les résultats montrent que le métagénome de Nasutitermes corniger présente majoritairement des enzymes à activité endoglycosidase alors que le métagenome de Termes hispaniolae possède plutôt des enzymes à activité exoglycosidase. Toutes les activités trouvées dans chacune des espèces de termite sont en bonne corrélation avec l'alimentation du termite. De plus, nous avons observé que le microbiote intestinal des deux termites ne possèdent pas les mêmes embranchements bactériens majoritaires et nous avons pu voir que le microbiote de Termes hispaniolae est plus diversifié ce qui corrèle aussi avec l'alimentation des deux termites. D'autre part, dans la banque métagénomique du ver de terre, l'annotation fonctionnelle a révélé une enzyme intéressante. Il s'agit d'une enzyme annotée par B. Henrissat (responsable de la base de données CAZy) comme étant une glycoside hydrolase putative mais n'appartenant à aucune des 135 familles de glycosides hydrolases existantes. Cette enzyme putative, appelée GH* présente des similitudes avec les GH de la famille 5 sans pour autant appartenir à cette famille du fait notamment de l'absence du résidu catalytique nucléophile conservé. Une étude structurale et fonctionnelle de GH* a donc été menée. Les expériences ont permis de prouver que GH* est une endo-xylanase ayant une préférence pour les arabinoxylanes et les xylooligosaccharides de degré de polymérisation d'au moins 5 ou 6. La structure tridimensionnelle de GH* à 1,6Å de résolution a été obtenue par cristallographie des rayons X par remplacement moléculaire à l'aide d'une GH5. Cette structure a permis de confirmer l'identité du résidu acide/base identifié par alignement de séquences et d'émettre une hypothèse sur l'identité du résidu nucléophile. Enfin des mutants de GH* pour ces deux résidus ont été obtenus et ont confirmé leur implication dans l'activité de l'enzyme. / Plant cell wall is a complex structure surrounding plant cells mainly composed by polysaccharides (cellulose, hemicellulose and pectin), lignin and proteins. The plant wall maintains and imposes the size and shape of cells. It is also important for exchanges between cells and extra cellular medium. The polysaccharides of this cell wall are the largest renewable carbon source on the earth, which makes them good targets to produce green energies. Because plant cell wall is difficult to degrade, its use for biofuels for is still limited. However, some organisms are able to efficiently degrade this biomass. Exploring the diversity of the living word to discover new effective biocatalysts has grown considerably last years, because of the emergence of metagenomics. In this context and to discover new enzymes involved in the degradation of plant biomass, the team « Catalyse et Ingénierie Moléculaire Enzymatiques » of LISBP decided to explore metagenome of organisms known to degrade plant biomass. Two animal families were chosen for metagenomics analysis, the termite and earthworm. Metagenomics banks of three different species of termite and one metagenomics bank of an earthworm were created. In this thesis project, two of the three metagenomics banks of termites, the one from Nasutitermes corniger and the other one from Termes hispaniolae, were studied to compare the hemicellulolytic potential of these two species. After selection of many positive clones on chromogenic substrates of both banks, sequencing, taxonomic and functional annotations, a large number of enzymes and mainly glycoside hydrolases, could be identified. The results obtained shown that the trends observed during functional screens were maintained. Indeed, it appears that Nasutitermes corniger has a majority of endoglycosidases while Termes hispaniolae has mainly exoglycosidases. Thereby, families of enzymes highlighted allowed correlating their hydrolytic activities with the diet of these species. Furthermore, we observed that the intestinal microbiota of each termite is different. Indeed, both termites do not have the same majority bacterial phyla and the microbiota of Termes hispaniolae is more diverse than the one of Nasutitermes corniger. On the other hand, functional annotation of the metagenomics bank of the earthworm revealed an enzyme annotated as a glycoside hydrolase no belonging to any of the 135 glycoside hydrolase existing families. This enzyme, named GH*, seems to be close to GH5 but does not shown the nucleophilic catalyst residue perfectly conserved in this glycoside hydrolase family. A functional and structural study of GH* was then done. We have shown that GH* is an endo-xylanase which prefers arabinoxylans and xylooligosaccharides having a polymerization degree greater than 5. In addition, we determined the crystal structure of GH* at 1.6Å resolution. This 3D structure has confirmed the presence of the acid/base residue identified by sequence alignment and allowed us to hypothesize about the identity of the nucleophilic residue. Finally, mutants of GH* for these two residues were obtained and confirmed their involvement in the activity of the enzyme. We were able to progress in the understanding of structure/function relationships of this protein.

Demodex est un genre d’acariens dont deux espèces sont connues pour coloniser la peau de l’homme : Demodex folliculorum et Demodex brevis. Leur implication dans le développement de la rosacée reste controversée. Cette maladie est caractérisée par une inflammation chronique de la peau et est définie en quatre sous-type majeurs : la rosacée érythémato-télangiectasique (ETR), la rosacée papulopustuleuse (PPR), la rosacée phymateuse et la rosacée oculaire. Certains pensent que le rôle des acariens est principalement d’exacerber une inflammation déjà enclenchée. Toutefois, l’isolation par culture d’un Bacillus oleronius à partir du broyat d’un Demodex de patient atteint de rosacée papulopustuleuse ont remis sur le devant de la scène le rôle de l’acarien en tant que vecteur de bactéries pathogènes. Le but de notre étude était de décrire le microbiote associé au Demodex par clonage du gène de l’ARN ribosomal 16S afin d’identifier par la suite d’éventuelles différences en fonction du statut de l’hôte (ETR, PPR ou sain). Le microbiote décrit présentait une diversité jusqu’alors insoupçonnée. Une partie des espèces identifiées n’avaient jamais été rapportées chez l’homme, pouvant donc correspondre au microbiote spécifique de l’acarien. Il serait composé comme d’une majorité de Protéobactéries. De manière intéressante, les proportions des phyla majeurs étaient différentes en fonction du groupe étudié. De plus, il semblerait que certaines espèces soient spécifiques des Demodex collectés chez des patients atteints de rosacée. Par exemple, Bartonella quintana n’a été détectée qu’à partir de Demodex d’une patiente atteinte de rosacée érythémato-télangiectasique. / Demodex is a genus of mites comprising two species known to colonize human skin: Demodex folliculorum and Demodex brevis. Their role in the pathogenesis of rosacea remains controversial. Rosacea is defined by a chronic inflammation of the skin and four main subtypes are defined : erythematotelangiectasic rosacea (ETR), papulopustular rosacea (PPR), phymatous rosacea and ocular rosacea. Mites are thought to be only involved in the exacerbation of a pre-existing inflammation. The growth of Bacillus oleronius from a crushed Demodex mite collected on a PPR patient gave rise to a new hypothesis that the mite is actually the vector of pathogenic bacteria. Present study aimed at describing the microbiote associated with Demodex mites by a 16S rRNA clone library approach. This allowed us to compare the obtained bacterial communities according to the group of patients the mites were collected from (erythematotelangiectasic rosacea, papulopustular rosacea or healthy subjects). The microbiota described here revealed an unexpected diversity. Part of the identified species had never been reported on human beings and could thus represent the microbiota specific to Demodex. As in many arthropods, this microbiota was predominantly composed of Proteobacteria. Interestingly, the proportion of the main phyla Proteobacteria, Firmicutes and Actinobacteria differed according to the host status. Though, some species appeared to be specific to Demodex collected from patients with erythematotelangiectasic rosacea or papulopustular rosacea. Among them, we identified Bartonella quintana only from a mite collected on a patient with erythematotelangiectasic rosacea.

La santé digestive du lapin est difficile à maîtriser en élevage, notamment en période de sevrage où des troubles digestifs sont fréquents et peuvent entraîner des pertes importantes. Bien que l’utilisation d’antibiotiques diminue, afin d’éviter l’apparition de problèmes de résistance, des solutions alternatives doivent être trouvées. Nos principaux objectifs étaient : i) d’étudier l’influence de l’incorporation de fibres rapidement fermtentescibles (FRF) dans un aliment distribué précocement dès 15 jours d’âge, en comparaison d’un aliment avec antibiotiques (tiamuline et apramycine) utilisés pour lutter contre l’entéropathie épizootique du lapin ; ii) de déployer des méthodologies en génomique ciblant l’espèce lapin (amélioration et réannotation d’un microarray) et son microbiote digestif (pipeline d’analyse du gène de l’ARNr 16S), pour du phénotypage moléculaire. L’originalité de notre travail réside ainsi dans l’acquisition de données par trois approches complémentaires : phénotypique, transcriptomique, et métagénomique. Au niveau phénotypique, la stimulation de l’activité fermentaire par les FRF est vérifiée avec une hausse de la concentration caecale en AGV (+20%) et une plus forte acidité du biotope caecal. De plus, les FRF tendent à réduire la mortalité en post-sevrage et améliorent l’efficacité alimentaire. Au niveau transcriptomique, nous avons tout d’abord apporté de nouvelles connaissances sur l’immunité du lapin adulte avec la stimulation in vitro de cellules mononuclées du sang périphérique par du LPS et de la PMA-ionomycine. Cette étude confirme l’importance du lapin comme animal modèle pour la recherche biomédicale. Chez le jeune lapin, la nouvelle version du microarray nous a permis de montrer que les fonctions biologiques sont plus rapidement mises en place avec les FRF qu’avec un aliment standard, et que les antibiotiques nivellent l’expression génique. De plus, les FRF contribueraient à limiter l’inflammation intestinale. Au niveau métagénomique et en ciblant l’ARNr 16S, nous montrons qu’une augmentation de l’activité microbienne caecale n’est pas associée à une modification majeure de la composition du microbiote, à l’exception de la stabilisation de l’abondance des Campylobacteraceae, qui limiterait l’inflammation digestive. Nos travaux, encore préliminaires, n’ont pas permis d’identifier des corrélations significatives entre l’expression génique dans le sang et/ou l’iléon, et les profils taxonomiques (OTUs) majoritaires du microbiote digestif. L’ensemble de nos résultats suggère d’une part que les FRF peuvent être proposées comme une nouvelle stratégie nutritionnelle péri-sevrage, avec une amélioration de l’efficacité alimentaire et une protection accrue de la santé digestive, et d’autre part que des approches génomiques sont prometteuses pour qualifier finement les phénotypes d’intérêt chez le lapin. / Digestive health of rabbits is difficult to manage in breeding systems, especially around weaning where digestive problems are very common and can result in significant losses. The use of antibiotics decreases in order to avoid the emergence of problems with antibiotic resistance, but alternatives must be found. The objectives of this work were: i) to study effects of the incorporation of rapidly fermentable fiber (FRF) in diets fed to rabbits from 15 days of age, and compared to a feed with antibiotics (tiamulin and apramycin), used to fight against epizootic rabbit enteropathy; ii) to deploy genomics methodologies targeting the rabbit species (improvement and re-annotation of a microarray) and the digestive microbiota (pipeline analysis of 16S rRNA gene), for molecular phenotyping. An innovative approach was used in this work through the combination of three complementary approaches: phenotypic, transcriptomic, and metagenomic. At the phenotypic level, the stimulation of the fermentation activity by FRF is verified with higher cecal VFA concentrations (+ 20%) and higher cecal acidity. Moreover, the FRF tend to reduce mortality post-weaning and improve feed efficiency. At the transcriptomic level, we obtained new data on the immunity of the adult rabbit with in vitro stimulation of peripheral blood mononuclear cells with LPS and PMA-ionomycin. This study confirms the importance of the rabbit as an animal model for biomedical research. In young rabbits, the new version of the microarray allowed us to show that biological functions are more quickly implemented with FRF than a standard diet, and that antibiotics level out the gene expression. In addition, FRF help to limit intestinal inflammation. At the metagenomic level, the targeting of the 16S rRNA, we showed that an increase in cecal microbiota activity is not associated with major changes of microbiota composition, with the exception of the stabilization of the relative abundance of Campylobacteraceae, which limits gastrointestinal inflammation. Our preliminary results did not identify significant correlations between gene expression in blood and/or ileum, and principal taxonomic profiles of the digestive microbiota. Our results suggest that FRF can be proposed as a new nutrition strategy peri-weaning, with improved feed efficiency and increased protection of digestive health, and secondly that genomic approaches are promising to describe more precisely phenotypes of interest in rabbits.

Les relations entre bactéries intestinales, aliments et hôte jouent un rôle crucial dans lemaintien de la santé humaine. La caractérisation fonctionnelle d’Uhgb_MP, une enzyme dela famille 130 des glycoside hydrolases découverte par métagénomique fonctionnelle, arévélé une nouvelle fonction de dégradation par phosphorolyse des polysaccharides de laparoi végétale et des glycanes de l'hôte tapissant l'épithélium intestinal. Les déterminantsmoléculaires de la spécificité d’Uhgb_MP vis-à-vis des mannosides ont été identifiés grâce àla résolution de sa structure cristallographique, sous forme apo et en complexe avec sesligands. Un nouveau procédé de synthèse par phosphorolyse inverse d'oligosaccharidesmannosylés à haute valeur ajoutée, a aussi été développé. Enfin, la caractérisationfonctionnelle de la protéine BACOVA_03624 issue de Bacteroides ovatus ATCC 8483, unebactérie intestinale hautement prévalente, a révélé que la famille GH130 comprend à la foisdes glycoside-hydrolases et des glycoside-phosphorylases capables de dégrader lesmannosides et les galactosides, et de les synthétiser par phosphorolyse inverse et/outransglycosylation. L’ensemble de ces résultats, ainsi que l’identification d’inhibiteurs desenzymes de la famille GH130, ouvrent de nouvelles perspectives pour l'étude et le contrôledes interactions microbiote-hôte / The interplay between gut bacteria, food and host play a key role in human health. Thefunctional characterization of Uhgb_MP, an enzyme belonging to the family 130 of glycosidehydrolases, discovered by functional metagenomics, revealed novel functions of plant cellwall polysaccharide and host glycan degradation by phosphorolysis. The moleculardeterminants of Uhgb_MP specificity towards mannosides were identified by solving itscrystal structure, in apo form and in complex with its ligands. A new process of high addedvalue mannosylated oligosaccharide synthesis by reverse-phosphorolysis was alsodeveloped. Finally, the functional characterization of the BACOVA_03624 protein fromBacteroides ovatus ATCC 8483, a highly prevalent gut bacterium, revealed that GH130 familyboth contains glycoside phosphorylases and glycoside hydrolases, which are able to degrademannosides and galactosides, and to synthesize them by reverse-phosphorolysis and/ortransglycosylation. All these results, together with the identification of GH130 enzymeinhibitors, open new perspectives for studying, and potentially also for controlling,interactions between host and gut microbes