Le pangénome est l’ensemble des gènes uniques retrouvé chez une espèce. Dans le cas des espèces procaryotes, notamment celles qui sont présentes dans le microbiote intestinal humain, la variation du contenu en gène est caractérisée par des événements de gain de gènes principalement par transfert horizontal de gènes (THG) et de perte de gène. Cette variation du contenu en gène peut être plus rapide que le taux de mutation et permettre aux microbes de s’adapter rapidement à des pressions sélectives. Cela justifie donc l’étude de l’évolution pangénomique des procaryotes sur des échelles de temps humaines qui sont considérées comme étant courtes du point de vue évolutif, par exemple de l’ordre de quelques années. La plupart des études sur ce sujet impliquent des espèces relativement distantes qui ont divergé depuis des millions d’années. De plus, l'équilibre des forces évolutives majeures impliquées, telles que le THG, la sélection, la dérive génétique et les mutations, n’est pas clairement défini et est au cœur d’un débat dans la littérature. Ce projet de maîtrise permet donc d’élargir le portrait évolutif des pangénomes de procaryotes en s’intéressant à l’évolution des gènes transférés horizontalement, aussi appelés gènes mobiles, sur de courtes échelles de temps. Pour ce faire, nous allons d’abord passer en revue la littérature pertinente en lien avec ce sujet, notamment les méthodes employées pour détecter les gènes mobiles et les modèles d’évolution pangénomique. Nous allons ensuite analyser l’évolution d’une collection de 37 853 gènes mobiles impliqués dans des THG récents détectés dans le microbiote intestinal d’individus provenant d’Amérique du Nord ou des îles Fidji. Pour détecter des signatures évolutives des forces en action, nous estimerons divers paramètres de génétique des populations à partir de l’alignement entre les lectures de séquençage métagénomique de 176 microbiotes fidjiens et cette collection de gènes mobiles. Nous expliquerons aussi l’outil de simulations évolutives que nous avons développé afin de valider et expliquer certaines de nos observations. Sans exclure la présence de pressions de sélection pour des gènes mobiles ayant des fonctions spécifiques, les données réelles et les simulations nous amènent à conclure que l’évolution des gènes mobiles sur de courtes échelles de temps peut être expliquée par un modèle d’évolution où les gènes mobiles ne sont pas largement adaptifs à leurs hôtes humains ou microbiens, contrairement à ce qui est parfois observé sur de longues échelles de temps évolutif. / The pangenome is the collection of unique genes found in a species. For prokaryotes, especially those present in the human gut microbiota, variation in gene content is characterized by gene gain through horizontal gene transfer (HGT) and gene loss. In human gut, gene content variations can occur at faster rates than mutation, which allow microbes to adapt rapidly to environmental changes. This justifies the study of the prokaryotes pangenome evolution on human time scales which are considered evolutionarily short, e.g. in the order of few years. Most studies about the evolution of prokaryotic pangenomes involve relatively distant species that have diverged since millions of years. In addition, the balance of major evolutionary forces involved, such as horizontal transfer, selection, genetic drift, and mutations, is not clearly defined and is debated in literature. This master's project therefore aims to broaden the evolutionary portrait of prokaryotic pangenome evolution by focusing on near-term evolution. To do this, we will first review the relevant literature related to this topic, including the methods used to detect mobile genes and the pangenome evolution models. We will then analyze the evolution of a pre-existing collection of 37 853 mobile genes involved in recent HGT events detected in the gut microbiota of individuals from North America and Fiji Islands. To detect evolutionary signatures of the forces in action, we will estimate various population genetics parameters from the alignment between metagenomic sequencing reads of 176 Fijian microbiomes and this collection of mobile genes. We will also explain the evolutionary simulation tool that we have developed in order to validate and explain some of our observations. While we don’t exclude the importance of selection for specific cellular functions for pangenome evolution, we found that the near-term evolution of mobile genes can be explained by a model in which mobile genes can spread selfishly without being largely adaptive to their human or microbial hosts, contrarily to what is often observed over longer evolutionary time scales.

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La sclérose systémique (SSc) est une maladie auto-immune chronique incurable caractérisée par une présentation clinique complexe et hétérogène. Notre laboratoire a développé un modèle murin de fibrose pulmonaire et cutanée qui est induit par l’immunisation répétitive avec des cellules dendritiques chargées avec des peptides de la topoisomérase I, et qui partage de nombreuses caractéristiques avec la SSc humaine. Premièrement, nous avons caractérisé la maladie expérimentale quant à sa persistance à long terme (objectif 1) et son caractère progressif (objectif 2). Une cascade de coagulation dérégulée est impliquée dans le développement de la fibrose dans la SSc. La thrombine, un médiateur clé de la coagulation, semble contribuer à ce processus. Deuxièmement, nous avons étudié l’efficacité d’un inhibiteur de la thrombine, i.e. dabigatran, dans ce modèle (objectif 3). Le microbiote intestinal semble jouer un rôle déterminant dans plusieurs pathologies, y compris les maladies auto-immunes. Troisièmement, nous avons évalué l’effet de la manipulation du microbiote des souris par l’administration de streptomycine (objectif 4). Les souris immunisées développent une maladie persistante et la fibrose observée est précédée d’une phase inflammatoire. Le dabigatran aggrave la fibrose pulmonaire et cutanée lorsqu’administré durant la période inflammatoire et n’a aucun effet protecteur durant la phase fibrotique. La manipulation du microbiote par la streptomycine aggrave l’atteinte pulmonaire lorsque l’antibiothérapie est donnée en début de vie et exacerbe l’atteinte cutanée lorsqu’administrée à l’âge adulte. Notre modèle expérimental représente donc un outil important pour évaluer différentes approches thérapeutiques pour la SSc de par sa persistance et son caractère progressif. En se basant sur nos résultats, le dabigatran ne semble pas constituer un choix thérapeutique adéquat pour traiter la fibrose chez les patients atteints de SSc. L’exposition à la streptomycine à certaines périodes de la vie affecte différentiellement le développement et les manifestations cliniques de la maladie expérimentale. / Systemic sclerosis (SSc) is an incurable and chronic autoimmune disease characterized by a complex and heterogeneous clinical presentation. Our laboratory has developed a mouse model of lung and skin fibrosis that shares many features with human SSc, and is induced by repeated immunization with dendritic cells loaded with peptides of topoisomerase I. First, the long term persistence (objective 1) and progressive nature (objective 2) of this experimental disease model was characterized. A dysregulated coagulation cascade is implicated in the development of fibrosis in SSc. Thrombin, a key mediator of coagulation, appears to contribute to this process. Next, the efficacy of dabigatran, a thrombin inhibitor, to ameliorate lung and skin fibrosis was studied in this model (objective 3). Intestinal microbiota appears to play a key role in several diseases including autoimmune diseases. Finally, the effect of manipulating gut microbiota by administration of streptomycin on disease pathogenesis was evaluated in this model (objective 4). Immunized mice developed persistent fibrosis that was preceded by an inflammatory phase. Dabigatran aggravated pulmonary and skin fibrosis when administered during the inflammatory period and was not protective when given during the fibrotic phase. Manipulation of intestinal microbiota by streptomycin aggravated lung fibrosis when it was given early in life and exacerbated skin disease when administered in adulthood. Our model of experimental SSc with progressive and persistent disease represents an important tool to evaluate different therapeutic approaches for SSc. Furthermore, our results caution against the use of dabigatran as a therapeutic option to treat fibrosis in patients with SSc. Exposure to streptomycin for certain periods of life differentially affects the development and clinical manifestations of experimental SSc.

La litière de fumier recyclé (LFR) est utilisée dans les fermes canadiennes comme alternative à la litière conventionnelle de paille. Elle est obtenue par l’extraction de la fraction solide du fumier des vaches, parfois suivie par une maturation. Toutefois, les caractéristiques microbiologiques de cette litière sont peu documentées. Ainsi, cette étude a permis la description du microbiote et des caractéristiques microbiologiques de la LFR comparativement à la paille, avant et après leur utilisation, et d’évaluer l’impact de différentes méthodes de production de la LFR sur ces écosystèmes. Les résultats des analyses du microbiote ont démontré que la richesse et la diversité du microbiote de la LFR avant utilisation étaient différentes de celles de la paille. Les litières de fumier recyclé avant et après utilisation possédaient une diversité microbienne moindre comparativement à celles mesurées pour la paille avant et après utilisation. Aussi, les différentes méthodes de production de la LFR n’influençaient pas la richesse du microbiote, mais influencent sa composition. La méthode de production utilisant la séparation suivie d’une maturation en amas possédait une charge bactérienne moindre que celle utilisant la séparation suivit d’une maturation en boîte. Finalement, la LFR contenait plus de Listeria monocytogenes et de Salmonella spp que la litière de paille. Cela permet de conclure que la LFR, actuellement produite dans les fermes de l'Est du Canada, constitue un risque microbiologique plus élevé que la litière de paille. / Recycled manure solid bedding (RMS) is used on Canadian farms as an alternative to conventional straw bedding. RMS is obtained by extracting the solid fraction of dairy cow manure, sometimes followed by maturation. However, the microbiological characteristics of this bedding are poorly documented. This study allowed the description of the microbiota and microbiological characteristics of RMS compared to straw and assessed the impact of the RMS production methods on its microbiota. The results of the microbiota analyses demonstrated that the richness and diversity of the microbiota in unused RMS were different from unused straw. Unused RMS and used RMS possessed more similar microbial diversity compared to the microbial diversity between unused and used straw. Moreover, the different RMS production methods did not influence the richness of the microbiota but influence its composition. The RMS production method using separation followed by heap maturation had a lower bacterial load than production method using separation followed by box maturation. Finally, RMS contained more Listeria monocytogenes and Salmonella spp than straw bedding. This leads to the conclusion that RMS bedding currently produced on farms in Eastern Canada, clearly constitute a greater microbiological risk as compared to straw bedding.

Le microbiote humain est défini par l’ensemble des microbes habitant un site corporel en particulier. Les différents microbiotes de l’Homme, notamment le microbiote intestinal qui est le plus étudié, peuvent moduler de nombreux mécanismes biologiques dont le métabolisme et la réponse immunitaire. Un débalancement du microbiote au niveau des espèces qui le composent, ou dysbiose, a été associé à plusieurs maladies inflammatoires comme le diabète, l’obésité, mais aussi divers types de cancer. De plus, il a été démontré que les bactéries pouvaient avoir un impact sur la réponse des patients aux thérapies contre le cancer. Le cancer du sein est le cancer le plus mortel chez la femme. Or, l’étiologie de la maladie reste incertaine. Récemment, il a été montré que des bactéries pouvaient infiltrer les tissus plus profonds comme le tissu mammaire, formant un microbiote local. Considérant l’impact que la dysbiose peut avoir sur la réponse immunitaire antitumorale et la réponse aux traitements, nous avons émis comme hypothèse qu’une présence bactérienne intratumorale similaire, en composition et en quantité, à celle du tissu normal non-cancéreux affecte la progression du cancer du sein ainsi que le devenir clinique des patientes. La présence du microbiote intratumoral du sein a donc été validée par la détection de plusieurs composants bactériens sur des coupes tumorales à l’aide de marquages moléculaires. Puis, nous avons évalué le rôle potentiel de ce microbiote en quantifiant et identifiant les espèces bactériennes présentes dans les tumeurs et les tissus normaux adjacents des patientes de notre cohorte du cancer du sein. Nos résultats montrent une abondance moins élevée de l’ADN bactérien dans les tumeurs du sein comparativement aux tissus normaux adjacents appariés, suggérant qu’une altération du microbiote mammaire est associée au cancer. De plus, les patientes ayant un signal bactérien très faible dans leur tumeur avaient un nombre de récidives plus élevé. Cette influence de la quantité apparente de bactéries sur le devenir clinique a été observée principalement chez les patientes ayant une tumeur avancée, soit un grade ou un stade élevé, et de sous-types moléculaires Luminal HER2+, HER2+ (non-luminal) et Luminal B. Aucune relation n’a été observée entre la composition bactérienne du microbiote intratumoral mammaire et la récidive. Nos travaux suggèrent une implication pronostique et thérapeutique de la charge bactérienne du microbiote associé aux tumeurs mammaires. / The human microbiota is defined by all the microbes inhabiting a specific body site. The different human microbiota, and in particular the intestinal microbiota which is the most studied, can modulate many biological mechanisms, including metabolism and the immune response. An imbalance in the bacterial species that compose the microbiota, or dysbiosis, has been associated with several inflammatory diseases such as diabetes, obesity, but also various types of cancer. Additionally, bacteria have been shown to impact the response of patients to cancer therapy. Breast cancer is the deadliest cancer in women. However, the etiology of the disease remains uncertain. Recently, it has been shown that bacteria can infiltrate deeper tissues like breast tissue, forming a local microbiota. Considering the impact that dysbiosis can have on the anti-tumor immune response and the response to treatments, we hypothesized that an intratumoral bacterial presence similar in composition and quantity to that of normal non-cancerous tissue affects the progression of breast cancer, as well as the clinical outcomes of patients. The presence of the intratumoral breast microbiota was therefore validated by the detection of several bacterial components on whole tumor sections using molecular staining. Then, we evaluated the potential role of this microbiota by quantifying and identifying the bacterial species present in tumors and adjacent normal tissues of patients in our breast cancer cohort. Our results show a lower abundance of bacterial DNA in breast tumors compared to adjacent paired normal tissues, suggesting that an alteration of the mammary microbiota is associated with breast cancer. In addition, patients with a very low bacterial signal in their tumor had a higher number of recurrences. This influence of the apparent quantity of bacteria on the clinical outcomes has been observed mainly in patients with an advanced tumor, either a high grade or a high stage, and of the Luminal HER2+, HER2+ (non-luminal) and Luminal B molecular subtype. No relationship has been observed between the bacterial composition of the breast intratumoral microbiota and the recurrence. Our work suggests a prognostic and therapeutic implication of the bacterial load of the microbiota associated with breast tumors.

Les inhibiteurs des protéases à sérine (Serpins) constituent une classe d'enzymes très peu étudiée chez les bactéries. Dans ce travail de thèse nous nous sommes intéressés à l'étude des serpins provenant du microbiote intestinal et l'investigation de leur potentiel anti-inflammatoire pour le traitement des maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI) chez l'homme. Pour cela nous avons identifié les serpins provenant du microbiote intestinal humain et analysé leur diversité ainsi que leur distribution entre les individus malades et sains. Ces données nous ont permis d'isoler les serpins significativement associées aux MICI. La purification de quarte d'entre elles nous a amené à démontrer qu'elles inhibent les protéases humaines impliquées dans les MICI. L'analyse biochimique et cinétique approfondie de ces protéines a montré qu'elles possèdent des propriétés originales notamment leur efficacité d'inhibition élevée. L'étude de l'effet protecteur de trois serpins chez un modèle animal de colite a démontré pour la première fois l'efficacité des serpins in vivo démontrant ainsi leur potentiel thérapeutique. / Serine protease inhibitors (Serpins) are a class of proteins that reamin poorly studied in bacteria. In this thesis we are interested in the study of serpins originating from the intestinal microbiota and the investigation of their anti-inflammatory potential for the treatment of inflammatory bowel diseases (IBD) in humans. For this we have identified serpins from the human gut microbiota and analyzed their diversity as well as their distribution between healthy and IBD patients. These data allowed isolating serpins significantly associated with IBD. The purification of four of them led us to demonstrate that they inhibit human proteases involved in IBD. Biochemical and kinetic analysis of these proteins showed that they exhibit original properties, in particular their high inhibition efficiency. The study of the protective effect of three serpins in an animal model of colitis demonstrated for the first time the efficacy of serpins in vivo demonstrating thus their therapeutic potential.

La cicatrisation complète de la muqueuse, définie comme l'absence de lésions visibles par endoscopie, est considérée comme un objectif thérapeutique dans la prévention des complications associées aux Maladies Inflammatoires Chroniques de l’Intestin (MICI).Dans ce contexte, le rôle de l’apport protéique alimentaire et les besoins protéiques nécessaires à la cicatrisation ont été peu étudiés. L’objectif de cette thèse était d’évaluer l’effet du niveau d’apport protéique alimentaire sur la réparation épithéliale après un épisode inflammatoire intestinal dans un modèle murin de colite chimio-induite. Dans un premier temps, l’analyse de la progression de certains modulateurs impliqués dans le processus cicatriciel a mis en évidence que la réparation colique s’initiait et se consolidait avant que l’inflammation ne soit résolue et cela, dans un contexte où la composition du microbiote adhérent à la muqueuse était altérée de manière persistante. Les effets de trois régimes alimentaires ayant un niveau d'apport protéique différent (moyen, modérément élevé et élevé) ont ensuite été évalués sur la réparation de la muqueuse colique, ce qui a permis de montrer qu’au-delà d’un certain seuil, le niveau d’apport protéique aggravait et perpétuait l’inflammation colique. En revanche, un apport modérément élevé en protéines était bénéfique par rapport à un apport moyen, de par ses effets sur la perméabilité colique, l'hyper-prolifération cryptique, l’expression de plusieurs gènes codant pour des facteurs de réparation et sur la modulation de la composition du microbiote adhérent. Enfin, ces travaux ont montré que l’inflammation et le niveau d’apport en protéines affectaient le métabolisme protéique dans des organes non-cibles de l’inflammation colique en association avec une endotoxémie persistante.Ce travail a ainsi permis de mieux comprendre les événements locaux et périphériques impliqués dans la cicatrisation de la muqueuse colique et leur modulation par un apport majoré en protéines suite à un épisode inflammatoire aigu. / Advanced mucosal healing, defined by endoscopy as the absence of visible lesions, is considered as a therapeutic goal in the prevention of complications associated with IBD.In this context, the role of dietary protein intake and the protein requirements for mucosal healing have been poorly studied. The aim of this thesis was to evaluate the effect of dietary protein intake level on epithelial repair after an acute intestinal inflammatory episode in a murine model of colitis. Firstly, the progression analysis of several modulators involved in the repairing process showed that colonic repair can be initiated and consolidated in the context of inflamed mucosa, associated with persistent alterations of the colonic luminal environment. The effect of three diets with different levels of protein intake (average, moderately high and high) on colon mucosa repair were evaluated in the same model. This study showed that, beyond a threshold, the level of protein intake aggravated and perpetuated colitis. However, a moderately high protein intake was beneficial due to its effect on colonic permeability, cryptic hyper-proliferation, expression of multiple genes encoding repair factors, and composition modulation of the mucosal-adherent microbiota. Finally, both inflammation and dietary protein intake levels altered protein metabolism of other organs at the periphery of the inflammation in association with persistent endotoxemia.This work deepened the understanding of the events involved in the epithelial repair process and their modulation by an increase in the dietary protein intake after an acute episode of colitis.

Il y a actuellement une pression mondiale pour revoir les pratiques d'utilisation des antimicrobiens (UAM) en production animale afin de limiter la propagation de bactéries résistantes aux antibiotiques. Conséquemment, les Producteurs de Poulet du Canada examinent la possibilité de réduire leur UAM en supprimant les antibiotiques médicalement importants en médecine humaine (AIM) des programmes préventifs avec la mise en place de leur stratégie de réduction de l’UAM. Cependant, les informations sont rares sur les conséquences de telles approches dans un contexte canadien. L'objectif de cette thèse était d'étudier les impacts sur les performances zootechniques, le contrôle des maladies intestinales et le microbiote cécal de deux stratégies de réduction de l'UAM dans des troupeaux commerciaux de poulets de chair par rapport à une UAM conventionnelle. Sur sept fermes commerciales de poulets de chair, un poulailler a été attribué aux traitements de réduction des antibiotiques pour six troupeaux consécutifs, tandis qu'un poulailler similaire sur le même site a été alloué à l'UAM conventionnelle (CONV) pour six troupeaux consécutifs (n = 84). Les stratégies de réduction des antibiotiques consistaient en l'utilisation continue d'ionophores dans l'alimentation sans (TX1) ou avec de l'acide butyrique (TX2). Aucune différence statistique (p > 0.05) n’a été notée entre TX1, TX2 et CONV sur les performances zootechniques et la santé intestinale. Les comptes d’oocystes d’Eimeria spp. étaient significativement (p < 0.05) inférieurs entre 22 et 34 jours d'âge dans les troupeaux CONV comparé aux TX1 et TX2. Le type de programme antibiotique a eu un impact relativement mineur (valeur R = 0.039), mais statistiquement significatif (p = 0.002), sur le microbiote cécal, tandis que les facteurs environnementaux ont montré les corrélations significatives (p = 0.001) les plus fortes avec le microbiote. Parmi les composantes du microbiote cécal associées à la croissance, le gain quotidien moyen (GMQ) était significativement associé à la Richesse bactérienne (p < 0.05). L’abondance relative de la famille bactérienne Lachnospiraceae fut la mesure la plus fortement corrélée à un GMQ augmenté, tandis que l’abondance relative de nombreuses familles bactériennes, incluant les Porphyromonadaceae, les Planococcaceae et les Veillonellaceae, fut corrélée à un faible GMQ. Ces taxons défavorables formaient un vaste réseau de corrélations positives entre elles, et négativement corrélées aux Lachnospiraceae. En conclusion, ces travaux ont contribué à améliorer la résilience de l'industrie avicole en fournissant des stratégies alternatives aux AIM pour prévenir les maladies intestinales. Des connaissances importantes sur le microbiote cécal des poulets de chair furent générées et pourront considérablement influencer les directions futures de la manipulation du microbiote pour favoriser la croissance. Par exemple, un paradigme important a été remis en question en illustrant que les additifs médicamenteux dans l'alimentation n’influencent que marginalement le microbiote cécal et que ce sont plutôt des facteurs environnementaux qui sont fortement impliqués dans la formation des communautés bactériennes cécales. La clé pour développer un microbiote cécal idéal chez les poulets de chair pourrait résider dans la capacité d'influencer ces facteurs, plus particulièrement l'exposition précoce à des communautés bactériennes bénéfiques et le contrôle de la flore résidente spécifique à la ferme. / There is a global pressure to review current antimicrobial use (AMU) practices in animal production and limit large-scale propagation of antibiotic resistant microorganisms. Consequently, the Chicken Farmers of Canada are examining the possibility to responsibly reduce AMU by discontinuing medically important antibiotics (MIAs) for humans from disease prevention programs of broiler chicken flocks through the implementation of their Antimicrobial Use Reduction Strategy. However, information is sparse on the consequences of such approaches in a Canadian commercial poultry production context. The general objective of this thesis was to investigate the impacts of two strategies reducing AMU in commercial broiler chicken flocks on zootechnical performance, control of intestinal diseases and the cecal microbiota compared to conventional AMU. On seven commercial broiler chicken farms, a house was allocated to the antibiotic reduction treatments for six consecutive flocks, while a similar house on the same premises was assigned to the conventional AMU (CONV) for six consecutive flocks (n = 84). The antibiotic reduction strategies consisted of continuous in-feed ionophores without (TX1) or with butyric acid (TX2). There were no statistical differences (p > 0.05) between TX1, TX2 and CONV for zootechnical performance and intestinal health. Predicted Eimeria spp. oocysts were significantly lower (p < 0.05) between 22 to 34 days of age in CONV flocks compared to TX1 and TX2. The type of antibiotic program had a relatively minor impact (R-value = 0.039), but statistically significant (p = 0.002), on the cecal microbiota composition, while environmental factors such as the farm and flock cycle showed the strongest statistically significant (p = 0.001) correlations with the microbiota composition (R-values of 0.239 and 0.374, respectively). Amongst the cecal microbiota components associated with weight gain, the average daily gain (ADG) was significantly associated with bacterial Richness (p < 0.05). The relative abundance of the bacterial family Lachnospiraceae was the most important measure correlated with ADG, while the relative abundance of numerous bacterial families, including Porphyromonadaceae, Planococcaceae and Veillonellaceae, were correlated with decreased growth rate. These unfavourable taxa formed a large network of positive correlations, indicating potential co-occurring synergies between these undesirable taxa. This network was also negatively correlated to Lachnospiraceae. In conclusion, the findings in this work contributed to improve the sustainability of the modern poultry industry by providing feasible alternatives to the practice of using MIAs for the prevention of intestinal diseases in broiler chickens. This project also generated important knowledge on the cecal microbiota of broiler chickens that could considerably influence future directions of microbiota manipulation in a perspective of improving zootechnical performance. For instance, an important paradigm was challenged by the indication that in-feed antibiotics and prebiotics may only influence marginally the microbiota during grow-out. Rather, this work suggests environmental factors are strongly involved in shaping the bacterial communities residing in the ceca of broiler chickens. Hence, the key to successfully develop an ideal cecal microbiota in broiler chickens may reside in the ability to influence such factors, more specifically the early exposure to beneficial bacterial communities and the control of farm-specific resident flora.

La pathogenèse de la sacculite anale demeure incomprise. Cette condition semble cependant être plus fréquente chez les chiens atopiques. La sacculite anale se traite principalement avec un antibiotique. Avec la montée de l’antibiorésistance, il est important de mieux comprendre sa pathogenèse afin de prévenir la maladie et trouver des traitements alternatifs aux antibiotiques. Cette étude visait donc à comparer le microbiote bactérien et les cytokines pro-inflammatoires dans les sacs anaux de chiens sains à ceux de chiens atopiques, afin de déterminer si des changements pourraient être à l’origine des sacculites anales chez les chiens atopiques. L’hypothèse de ce projet était que le microbiote bactérien et les cytokines pro-inflammatoires dans les sacs anaux des chiens sains diffèrent de ceux des chiens atopiques traités ou non traités. Les principaux objectifs de cette étude étaient donc de caractériser le microbiote bactérien (MB) des sacs anaux des chiens atopiques recevant ou non un traitement (oclacitinib, cetirizine ou immunothérapie allergénique) et de déterminer si la concentration de certaines cytokines pro-inflammatoires libérées dans les sacs anaux variait entre les chiens sains et les chiens atopiques non traités (CANT) et les chiens atopiques traités (CAT). Des écouvillons floqués ont été utilisés pour échantillonner le rectum et les sécrétions provenant des sacs anaux de 15 chiens sains, six CAT et 14 CANT pour l’analyse du microbiote bactérien. L’extraction de l’acide désoxyribonucléique a été effectuée avec le kit commercial DNeasy PowerSoil. Le séquençage de la région V4 du gène de l’acide ribonucléique ribosomique 16S a ensuite été réalisé avec la plateforme Illumina MiSeq. Pour l’analyse des cytokines, le contenu des sacs anaux de 15 chiens sains, 12 CANT et cinq CAT a été prélevé dans un microtube. Chaque microtube a été mélangé au vortex. Le surnageant a ensuite été prélevé. Les microtubes contenant le surnageant ont ensuite été congelés à -80°C jusqu’à leur analyse. La concentration de l’interféron gamma, des interleukines (IL)-2, 6, 8, 10 et 12/23p40, de la protéine chimiotactique 1 des monocytes, du facteur de croissance des nerfs bêta, du facteur de cellules souches, du facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α) et du facteur de croissance de l’endothélium vasculaire A a été mesurée avec le test multiplex de Luminex. L’appartenance à la communauté était différente entre les sacs anaux des chiens sains et des CANT, des chiens sains et des CAT et des CANT et des CAT (P = 0,002, P = 0,013 et P = 0,012, respectivement). La structure de la communauté était différente entre les chiens sains et les CANT (P = 0,003) et entre les CANT et les CAT (P = 0,017), mais pas entre les chiens sains et les CAT (P = 0,332). Toutes les cytokines pro-inflammatoires évaluées ont été détectées dans les sacs anaux de chiens sains, de CANT et de CAT. Il n’y avait aucune différence significative entre les groupes, excepté pour l’IL-8 et le TNF-α, où l’IL-8 était plus élevée dans les sacs anaux des CANT en comparaison avec ceux des CAT (P = 0,02), et le TNF-α était en concentration plus faible dans les sacs anaux des chiens sains comparativement aux sacs anaux des CAT (P = 0,04). Il y a une dysbiose dans les sacs anaux de chiens atopiques, ce qui pourrait expliquer pourquoi les chiens atopiques semblent prédisposés à développer des sacculites anales bactériennes. Les traitements (oclacitinib, cetirizine et immunothérapie allergénique) semblent également modifier la composition du microbiote bactérien dans les sacs anaux des chiens atopiques pour qu’elle se rapproche de celle des chiens sains. L'IL-8 pourrait également jouer un rôle dans le développement de la sacculite anale. D’autres études évaluant un plus large nombre de cytokines permettraient possiblement de mettre en évidence des cytokines ayant un rôle important lors de sacculite anale chez les chiens atopiques. / The pathogenesis of anal sacculitis is not well understood. However, this condition appears to be more common in atopic dogs. Anal sacculitis is primarily treated with antibiotic therapies. With the rise of antimicrobial resistance, it is important to better understand the pathogenesis of anal sacculitis in order to prevent the disease and find alternative treatments to antibiotics. The present study aimed to compare the bacterial microbiota and pro-inflammatory cytokines in the anal sacs of healthy dogs with those of atopic dogs, in order to determine if there are changes that could explain anal sacculitis in atopic dogs. The hypothesis of this project was that the bacterial microbiota and proinflammatory cytokines in the anal sacs of healthy dogs differ from those of treated and untreated atopic dogs. The main objectives of this study were therefore to characterize the bacterial microbiota of the anal sacs of atopic dogs receiving or not a treatment (oclacitinib, cetirizine or allergen-specific immunotherapy) and to determine if the concentration of certain proinflammatory cytokines released in the anal sacs differed between healthy, untreated atopic dogs (UAD) and treated atopic dogs (TAD). Flocked swabs were used to sample the rectum and secretions from the anal sacs of 15 healthy dogs, six TAD and 14 UAD for bacterial microbiota analysis. Deoxyribonucleic acid extraction was performed with the commercial DNeasy PowerSoil kit. Sequencing of the V4 region of the 16S ribosomal ribonucleic acid gene was then performed with the Illumina MiSeq platform. For cytokine analysis, the contents of the anal sacs of 15 healthy dogs, 12 UAD, and five TAD were collected in a microtube. Each microtube was vortexed before the supernatant was collected. The microtubes containing the supernatant were then frozen at -80°C until analysis. The concentration of interferon gamma, interleukin (IL)-2, 6, 8, 10, and 12/23p40, monocyte chemotactic protein 1, nerve growth factor beta, stem cell factor, tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), and vascular endothelial growth factor-A were measured with the Luminex multiplex assay. Community membership was different between the anal sacs of healthy dogs and UAD, healthy dogs and TAD, and UAD and TAD (P = 0.002, P = 0.013, and P = 0.012, respectively). Community structure was different between healthy dogs and UAD (P = 0.003) and between UAD and TAD (P = 0.017), but not between healthy dogs and TAD (P = 0.332). All proinflammatory cytokines assessed were detected in the anal sacs of healthy dogs, UAD, and TAD. There were no significant differences between groups except for IL-8 and TNF-α. IL-8 was higher in UAD anal sacs compared to TAD anal sacs (P = 0.02) and TNF-α was in lower concentration in healthy dog anal sacs compared to TAD anal sacs (P = 0.04). There is a dysbiosis between the anal sacs of UAD and TAD which might explain why atopic dogs seem predisposed to bacterial anal sacculitis. Treatments received by atopic dogs (oclacitinib, cetirizine and allergen-specific immunotherapy) shift the microbiota of the anal sacs towards that of healthy dogs. IL-8 may also play a role in the development of anal sacculitis. Further studies on a larger number of cytokines may identify cytokines that are important in the pathogenesis of anal sacculitis in atopic dogs.

Listeria monocytogenes est responsable de la listériose, une toxi-infection alimentaire présentant un taux de mortalité élevé (20 à 30%) chez les populations à risque. Les produits de la filière porcine ont été incriminés à plusieurs reprises dans des éclosions de listériose. En transformation, la contamination des produits prêts-à-manger est d’une importance particulière puisque ces aliments sont consommés sans préparation subséquente. Le pathogène, par son caractère psychrophile et sa capacité à former des biofilms est en mesure de s’établir et de persister dans les environnements de production alimentaire. Il peut alors être transféré de niches environnementales vers les produits de viande. Cette contamination croisée est inhérente à l’introduction préalable de L. monocytogenes dans l’environnement de transformation. Il a été rapporté que les pièces de viande crue provenant des étapes en amont de la transformation constituent la principale voie d’entrée de L. monocytogenes en atelier de transformation. Dans la nature, les biofilms sont composés de plusieurs microorganismes dont l’identité et les interactions façonnent le développement des communautés microbiennes. Le microbiote d’accompagnement a été proposé comme facteur pouvant influencer la présence et la persistance de L. monocytogenes. Ainsi, la présente thèse a pour but d’identifier des déterminants bactériens présents dans le microbiote des surfaces en contact avec les produits de viande en salle de découpe en abattoir porcin associés à la présence ou à l’absence de L. monocytogenes. La caractérisation du microbiote ainsi que la détection de L. monocytogenes ont été réalisées en parallèle sur les échantillons de surfaces recueillis. Les analyses de diversité menées sur les résultats issus du séquençage de l’ARNr 16S ont révélé une hétérogénéité dans la répartition des genres bactériens sur ces surfaces en fonction des lignes de production ainsi qu’en fonction des différentes visites. La présence de déterminants microbiens a permis la construction de deux modèles prédictifs basés sur les forêts d’arbres décisionnels permettant, sur la base du microbiote de chaque échantillon, de prédire son appartenance à une visite (à 94%) et à une ligne de production (à 88%). L. monocytogenes a été retrouvée dans 12,24% des échantillons de surfaces de découpe récoltés. Une distribution non stochastique des isolats a été observée (sur trois des six lignes de production) suggérant une localisation préférentielle de L. monocytogenes en salle de découpe. La caractérisation des isolats a révélé une faible diversité génétique ainsi que la présence de plusieurs caractéristiques associées à une adaptation à l’environnement de production et à une atténuation de la virulence. L’outil statistique MaAsLin a permis d’identifier le taxon Veillonella comme déterminant bactérien de la présence de L. monocytogenes sur les surfaces de découpe. Il a pu être démontré par approche culturale, en laboratoire, que Veillonella dispar et Veillonella atypica augmentaient significativement la croissance et la survie de L. monocytogenes en cocultures planctoniques ainsi qu’en biofilms. Les résultats obtenus suggèrent que l’action de Veillonella serait médiée par des composés sécrétés ou rendus disponibles par la bactérie. Les résultats de la présente étude contribuent à une meilleure compréhension des patrons de contamination associés à L. monocytogenes en abattoir. / Listeria monocytogenes is a foodborne pathogen that can cause severe illness in high-risk groups such as the immunocompromised and the elderly, who face a mortality rate of 20 to 30% with exposure to this deadly bacterium. Pork products have been incriminated on several occasions in listeriosis outbreaks. Contamination of ready-to-eat products is of particular importance since this kind of food is consumed without prior cooking. The pathogen's psychrophilic nature and its ability to form biofilms enable its establishment and persistence in food production environments. The bacterium can then be transferred from environmental niches to the food products. This cross-contamination is inherent to the prior introduction of L. monocytogenes into the ready-to-eat processing environment. It has been reported that raw meat cuts from the upstream processing stages constitute the main route of entry of L. monocytogenes into the ready-to-eat processing environment. The accompanying microbiota has been proposed as a factor that can influence the presence and persistence of L. monocytogenes. In processing environments, biofilms are composed of several microorganisms whose identity and interactions shape the development of microbial communities. Thus, the aim of the present thesis was to identify bacterial determinants, present in the microbiota of surfaces in contact with meat products in the cutting room of a pig slaughterhouse, associated with the presence or absence of L. monocytogenes. The characterization of the surface’s microbiota and the detection of L. monocytogenes were carried out in parallel on the surface samples collected. Diversity analyses carried out following 16S rRNA sequencing revealed heterogeneity in the distribution of bacterial genera on these surfaces, depending on the production line and the visit. The presence of microbial determinants enabled the development of two predictive models based on random forests classification algorithms, which, based on the microbiota of a sample, predicted its belonging to a visit (at 94%) and to a production line (at 88%). L. monocytogenes was found in 12,24% of the cutting room surfaces samples. A non-stochastic distribution of the isolates was observed (only three of the six production lines were contaminated) suggesting a preferential localization of L. monocytogenes in the cutting room. Isolates characterization revealed low genetic diversity and the presence of several genes associated with adaptation to the production environment and attenuation of virulence. Using the MaAsLin statistical tool, the Veillonella taxon was identified as a bacterial determinant of the presence of L. monocytogenes on the cutting room surfaces. Using a cultural approach, it was demonstrated that Veillonella dispar and Veillonella atypica significantly increased the growth and survival rates of L. monocytogenes in planktonic cocultures and biofilms. The results suggested that the action of Veillonella is mediated by compounds secreted or made available by the bacterium. The results of the present study contribute to a better understanding of L. monocytogenes contamination patterns in swine slaughterhouses.