Le CTLA4 permet de maintenir la tolérance du soi et prévient le développement d’auto-immunités. Contenu au sein de vésicules intra-cytoplasmiques des lymphocytes T au repos, le CTLA4 est exprimé à la membrane plasmique suite à l’activation du TCR, on le qualifie de rétrocontrôle inhibiteur du système immunitaire (ICB). L’anticorps bloquant le CTLA4, l’ipilimumab induit un contrôle immunitaire à long terme chez une fraction de patients atteints de mélanomes métastatiques. Deux études cliniques de phase III ont conduit à son autorisation de mise sur le marché dans le traitement du mélanome métastatique par la FDA et l’EMA en 2011. Cependant le blocage du CTLA4 est souvent associé au développement d’effets indésirables liés à l’immunité, irAEs, majoritairement au niveau de la peau et de l’intestin, deux sites colonisés par la flore microbienne. Afin de continuer le développement des ICB et des combinaisons de traitements, de nombreux efforts visent à découpler l’efficacité anti-tumorale de la toxicité associée à l’anti-CTLA4. Bien que la stimulation du système immunitaire soit responsable des effets thérapeutiques de l’anti-CTLA4, aucun biomarqueur immunologique d’efficacité n’a été décrit. Dans notre première étude nous avons étudié le mécanisme d’action de l’anti-CTLA4 et nous avons décrit un rôle de l’IL-2 et de ses récepteurs dans l’activité anti-tumorale de l’anticorps. Nous avons également décrit la fraction soluble du récepteur à l’IL-2, le sCD25 comme un biomarqueur potentiel de résistance au traitement. Une concentration élevée de sCD25 dans le sérum des patients atteints de mélanome prédit la résistance à l’ipilimumab. Dans notre second projet, nous avons révélé le rôle du microbiote intestinale et particulièrement de bactéries Gram négatives, des Bacteroides, dans l’efficacité anti-tumorale de l’anti-CTLA4. L’absence d’efficacité du blocage du CTLA4 chez les animaux dépourvus de flore intestinale peut être rétablie par l’administration de Bacteroides fragilis, ou bien de DC, ou encore de lymphocytes T spécifiques de B. fragilis, sans déclencher de colites. Ces travaux suggèrent de nouvelles stratégies thérapeutiques pour espérer améliorer la balance bénéfice / toxicité / coût de l’ipilimumab. / CTLA4, cytotoxic T lymphocyte antigen-4, which is present in the intracytoplasmic vesicles of resting T cells, is upregulated at the surface of activated T cells where it maintains self-tolerance and prevents autoimmunity. The CTLA4-blocking antibody, ipilimumab, induces immune-mediated long term control of metastatic melanoma in a fraction of patients, leading to its approval by the US Food and Drug Administration (FDA) and the European Medical Agency (EMA) in 2011 for the treatment of advanced metastatic melanoma. However, blockade of CTLA4 by ipilimumab often results in immune-related adverse events (irAEs) at sites that are exposed to commensal flora, namely the gut and the skin. Uncoupling efficacy from toxicity is a challenge for the development of immune checkpoint blockers and therapeutic combinations. Although ipilimumab undoubtedly exerts its therapeutic effects via immunostimulation, relevant immune biomarkers that predict treatment efficiency remain elusive. Firstly, we unravel a role for IL-2 and IL-2 receptors in the anticancer activity of CTLA-4 blockade. Importantly, our study provides an immunologically relevant biomarker, elevated serum sCD25, which predicts resistance to CTLA-4 blockade in patients with melanoma. Secondly, we show that the antitumor effects of CTLA4 blockade depend upon intestinal Gram-negative bacteria, mostly Bacteroides species. These bacteria accumulate at the bottom of the intestinal crypts and elicit an IL-12-dependent Th1 immune response specific for distinct Bacteroides species, both in tumor bearing mice and in cancer patients. CTLA4 blockade lost its anticancer efficacy in antibiotic-treated or germ-free mice. This defect could be overcome by oral administration of Bacteroides fragilis (Bf), immunization with Bf polysaccharides, or adoptive transfer of Bf-specific T cells, all of which in the absence of colitis. Our study unravels the key role of Bacteroides in the immunostimulatory effects of CTLA4 blockade, suggesting novel strategies for safely broadening its clinical use

Le microbiote intestinal constitue un élément important pour l’hôte, il est impliqué notamment au niveau immunologique ou physiologique. La connaissance de la composition de ce microbiote est la première étape dans la compréhension des phénomènes qui lui sont associés. Les travaux de cette thèse se sont articulés selon plusieurs objectifs. La première étape a été de faire un état des lieux de la composition du microbiote de deux types génétiques parentaux : le canard Pékin (Anas Platyrhynchos), le canard de Barbarie (Cairina Moschata) ainsi que de leur hybride ; le canard mulard. Nous avons ainsi pu observer des compositions différentes selon le type génétique avec tout de même la prédominance dans chacune des trois espèces de deux phyla : les Firmicutes et les Bacteroidetes. Différentes conditions rencontrées dans l’environnement sont à même de créer un déséquilibre dans la composition du microbiote. Une des conditions possibles est un changement dans l’alimentation ainsi la seconde étape a été de voir l’impact du gavage sur les communautés bactériennes composant le microbiote. Celui-ci induit bien des modifications au sein du microbiote en privilégiant certaines classes bactériennes notamment les Bacilli et les Clostridia selon le type génétique. Un effet du gavage a été montré au niveau du microbiote iléal tandis que l’on retrouve un effet du type génétique ainsi que du gavage mais plus faible que dans l’iléon au niveau des caeca. Deux autres travaux ont été réalisés, le premier concernait l’ajout d’un probiotique (Lactobacillus sakei) sur le microbiote des canards mulards durant la phase de gavage. Nous avons montré que lors de cet ajout, nous observions une forte augmentation des lactobacilli au niveau de l’iléon. Enfin suite aux fortes contaminations retrouvées dans le sud-ouest ainsi que ses effets toxiques montrés dans différentes études, le dernier travail effectué a été de voir l’effet du cadmium sur le microbiote des canards Pékin et Barbarie. Nous avons pu ainsi observer les modifications de la communauté microbienne lors de l’ajout de cadmium ainsi l’accumulation de celui-ci dans les reins au cours du gavage. Des effets combinés entre le cadmium et la période de gavage ainsi qu’avec le type génétique ont été mis en lumière. Une tendance à une accumulation différentielle du cadmium a été observé selon le type génétique. / The intestinal microbiota is an important element for the host; it is particularly involved in immunological or physiological level. Knowledge of the composition of the microbiota is the first step in understanding the phenomena associated with it. The work of this PhD was organized according to several objectives. The first step was to realize a molecular inventory of the microbiota composition of the two parental genetic types: the Pekin duck (Anas Platyrhynchos), the Muscovy duck (Cairina moschata) and their hybrid, the mule duck. We have observed different compositions depending on the genetic type although with a predominance of two phyla: the Firmicutes and Bacteroidetes for all ducks species. Different conditions encountered in the environment are likely to create an imbalance in the composition of the microbiota. One is a change in diet; therefore the second step was to see the impact of overfeeding on bacterial communities. Overfeeding causes many changes in the bacterial microbiota and increase two classes: Bacilli and Clostridia according to the genetic type. The effect of overfeeding has been shown principally on the ileal microbiota while genetics and overfeeding both affected weekly cecal microbiota. We then studied the impact of adding a probiotic strain (Lactobacillus sakei) on the microbiota of mule ducks during the overfeeding period. We could see here a significant effect of this addition only in the ileum with a sharp increase in lactobacilli. Finally, due to high levels of contamination found in the southwest of France and its toxic effects on metabolism shown in various studies, the last work was to see the effect of cadmium on the microbiota of Pekin and Muscovy ducks. We observed changes in the microbial community when adding cadmium and see the accumulation of it in the kidneys during overfeeding. Combined effects between cadmium and the feeding period as well as the genetic type were highlighted. Finally

Cette dernière décennie a connu un engouement fort pour les microflores complexes particulièrement pour les flores associées symbiotiquement à leur hôte comme les flores du tractus digestif. Les flores digestives ouvrent en effet de nombreuses opportunités tant sur le plan médical que sur les plans industriel et biotechnologique. Dans ce manuscrit, sont présentés divers travaux sur les flores digestives de Galliformes : étude du mode d'action des antibiotiques en tant que facteurs de croissance chez le poulet, recherche de substitutifs aux antibiotiques chez le poulet et recherche d'un putatif pathogène des entérites non spécifiques chez la dinde. Ont également été développés dans cet écrit de nouveaux outils utiles à l'identification bactérienne. Une nouvelle technique de criblage de clones, nommée CSbyDG, basée sur une discrimination de profiles DGGE à trois bandes, a prouvée son efficacité à cribler des banques de clones d'ADNr 16S. Pour permettre le regroupement des profiles obtenus en CSbyDG, un programme informatique codé en Visual Basic Application pour Excel a été développé. Ce programme, nommé ProReg XL Tool, est à même de regrouper des profiles électrophorétiques identiques. Ses domaines d'applications sont donc beaucoup plus larges que le seul regroupement de profiles de CSbyDG. A terme, la CSbyDG devrait permettre, par différents portages, d'identifier une bactérie en quelques heures.

Chez les mammifères, le développement du système immunitaire intestinal est initié in utero par un programme déterminé génétiquement. Cependant, le développement complet de ce système immunitaire et sa maturation finale n'ont lieu qu'après la naissance, sous l'influence des très nombreuses bactéries qui colonisent alors l'intestin et qui composent le microbiote intestinal. L'utilisation de modèles in vivo originaux de souris axéniques, sans germe, et gnotoxéniques, colonisées avec des bactéries individuelles ou des groupes de bactéries plus ou moins complexes, nous a permis d'identifier le rôle particulier de la bactérie segmentée filamenteuse (ou SFB) dans la maturation des réponses immunes intestinales adaptatives, IgA et lymphocytaires T. Sa capacité singulière à adhérer à l'épithélium des plaques de Peyer suggère un rôle important de ces formations lymphoïdes dans l'initiation des réponses immunes induites par la SFB. Nos résultats renforcent l'idée du rôle majeur des plaques de Peyer dans l'initiation des réponses IgA intestinales par le microbiote. De façon inattendue, en l'absence de ces structures, la SFB induit dans le chorion des souris, la néogenèse de structures lymphoïdes tertiaires capables d'initier des réponses IgA associées à une forte réponse IL-17 spécifique de la SFB. Ces résultats suggèrent que les puissantes propriétés immunostimulantes de la SFB sont soutenues par de multiples voies d'induction des réponses immunes qui pourraient être liées à son adhésion à la muqueuse intestinale

Ce travail de thèse concerne l'étude de l'écologie microbienne d'un atelier de découpe de viande bovine, dans le but de mieux comprendre la persistance bactérienne, c'est-à-dire, la présence répétée d'un même clone bactérien pendant une longue période malgré l'application bien conduite et régulière du nettoyage et de la désinfection (N-D). Des prélèvements par " chiffonnages " multiples de surfaces d'équipements ont été réalisés lors de trois campagnes de prélèvement espacées les unes des autres d'au moins six mois. Les prélèvements ont été réalisés sur un tapis convoyeur en polychlorure de vinyle (PVC) et sur des machines éplucheuses en acier inoxydable avant et après N-D. Nous avons quantifié les cellules totales (les cellules vivantes et les cellules mortes) par PCR quantitative en temps réel (qPCR), les cellules viables par EMA-qPCR, et les UFC (provenant de cellules cultivables) par dénombrement après incubation à 25°C sur gélose tryptone soja. Les résultats montrent qu'avant N-D, les cellules totales (en moyenne 5,6 - exprimé en log10 cellules/cm2 - sur PVC et 4,7 sur acier inoxydable) sont plus nombreuses que les cellules viables (4,5 sur PVC et 4,4 sur acier inoxydable) lesquelles sont plus nombreuses que les UFC (3,8 sur PVC et 2,9 sur acier inoxydable). Le N-D entraîne moins d'une réduction décimale (RD) des populations à l'exception des UFC sur acier inoxydable qui subissent 1,5 RD en moyenne. Ce dernier chiffre s'explique par des forces d'adhésion faibles. L'étude de la diversité des bactéries cultivables montre que sur un total de 51 genres identifiés, 13 seulement sont retrouvés lors des trois campagnes de prélèvements. Les isolats de ces 13 genres représentent 75, 72 et 62% des isolats des campagnes1, 2 et 3 respectivement. Parmi ces isolats, les plus fréquents sont (par ordre décroissant du nombre d'isolats) : Pseudomonas, Staphylococcus, Microbacterium, Acinetobacter, Chryseobacterium, Psychrobacter et Kocuria. Le génotypage d'isolats de 3 genres majoritaires (Staphylococcus, Pseudomonas et Acinetobacter) montre qu'une seule souche, Staphylococcus equorum, est sans aucun doute persistante. L'ensemble de ces observations montrent que l'écosystème varie d'une campagne à une autre. Ces modifications de la diversité bactérienne reflèteraient les modifications de flores des viandes traitées dans l'atelier, qui ont des origines multiples. En outre, il apparaît que, contrairement à ce qui est généralement admis, les bactéries à coloration de Gram négative cultivables sont plus facilement inactivées par le N-D que les bactéries à coloration de Gram positive. L'étude de l'écosystème par PCR-DGGE a permis d'identifier sept genres bactériens et montre que les espèces dominantes sont toutes sous forme vivante, autrement dit, aucune des espèces dominantes n'a été détectée uniquement sous forme de cellules mortes. Sur les sept genres identifiés six sont des Gram - dont majoritairement les genres Acinetobacter, Pseudomonas et Psychrobacter. Cette dominance montre que le N-D permet une forte perte de cultivabilité des bactéries Gram - mais qu'une grande partie n'est pas détachée. La dominance des bactéries Gram - observée par PCR-DGGE masque les staphylocoques qui ne sont pas détectés alors qu'ils sont majoritaires parmi la flore cultivable. Seul un genre bactérien, Propionibacterium, est identifié par PCR-DGGE uniquement mais il n'est trouvé qu'à une seule campagne et uniquement sur l'acier inoxydable avant N-D. En conclusion, l'avancée majeure de ce travail est la mise en évidence qu'une proportion importante de bactéries survit après les opérations très poussées de N-D mais pour une période transitoire.

Une consommation élevée de sel a été associée à beaucoup de maladies et à un risque accru de décès. Plusieurs mécanismes sous-jacents, y compris le stress oxydatif, ont été étudiés. Mais la salinité dans l'intestin et l'altération possiblement associée de son microbiote, récemment identifiées comme un symbiote critique de la santé et de la maladie, n'ont pas encore été explorées chez l'homme. En testant 1334 prélèvements de selles, nous avons montré qu'une salinité élevée était associée à une diminution de la diversité globale et à l'émergence de populations microbiennes halophiles dans l'intestin. La salinité fécale était associée au régime alimentaire salé et à l'obésité, conformément aux données épidémiologiques. Aucun procaryote halophile n’a été cultivé en dessous d'un seuil de salinité fécale de 1,5 %. Au-delà de ce seuil, nous avons découvert une diversité inattendue de microbiote halophile humain dont la richesse était corrélée avec les concentrations de sel; 64 espèces différentes ont été isolées, dont 21 nouvelles espèces et 43 espèces connues dans l'environnement mais non chez les humains. Trois procaryotes extrêmement halophiles ont été isolés, dont deux Archaea appartenant au genre Haloferax, avec une nouvelle espèce Haloferax massiliensis, et un nouveau genre bactérien, Halophilibacterium massiliense. D'autres études devraient spécifier les facteurs qui conduisent à la salinité intestinale et préciser si les altérations de microbiota intestinal associées à des niveaux élevés de sel peuvent être liées à des causes humaines / High salt intake has been linked with many diseases and an increased risk of death. Several underlying mechanisms, including oxidative stress, have been investigated, but salinity in human gut and the possible associated alteration of its microbiota recently identified as a critical symbiote of health and disease, have not yet been investigated in humans. Here, by testing 1,334 stools, we have shown that high salinity is associated with a decrease in overall diversity but the emergence of halophilic microbial populations in the intestine. Fecal salinity was associated with saline diet and obesity, according to epidemiological data. No halophilic prokaryote can be grown below a fecal salinity threshold of 1.5%. Beyond this threshold, we discovered an unexpected diversity of human cultured halophilic microbiota whose richness was correlated with salt concentrations; 64 different species were isolated, including 21 new unknown species and 43 known species in the environment but not in humans. Three extremely halophilic prokaryotes were isolated, including two Archaea belonging to the genus Haloferax, with a new species Haloferax massiliensis, and a new bacterial genus, Halophilibacteriums massiliense. Further studies should specify the factors driving gut salinity, and clarify if the gut microbiota alterations associated with high salt levels could be causally related to human diseas

Le microbiote digestif, composé de 1012 à 1014 bactéries par gramme de selle, est dominé par les bactéries anaérobies. Ces dernières, qui dépassent largement les aérobies, ont été découvertes en 1865 par Louis Pasteur dans ses travaux sur la fermentation. Les bactéries anaérobies représentent un intérêt médical particulier par leur implication dans les maladies infectieuses et métaboliques. Les anaérobies sont caractérisés par leur difficulté à être cultivés, car nécessitant une absence ou des concentrations faibles d’oxygène. Ainsi les connaissances sur ces microorganismes étaient limitées. Cependant, avec l’avènement des outils de biologie moléculaire notamment le séquençage à haut débit et le concept culturomics associé à l’identification par spectrométrie de mass MALDI-TOF, la connaissance des microorganismes anaérobies a été accentuée. Dans ce travail, nous nous sommes attelés dans un premier temps à la mise au point d’un milieu de culture efficace pour la culture des bactéries anaérobies et les tests d’activités antimicrobiennes. Nous avons montré dans un deuxième temps que culturomics, associé au MALDI-TOF, était un outil puissant dans l’identification des bactéries anaérobies en microbiologie clinique, mais également dans l’exploration de la diversité microbienne du tube digestif. Cette technique nous a permis d’isoler 19 nouvelles espèces de bactéries anaérobies dont 9 ont été décrites dans la troisième partie de ce travail. / The human gut microbiota is known to contain around 1012 to 1014 bacteria per gram of feces, with the majority being anaerobic. The latters were first discovered in 1865 by Louis Pasteur while working on fermentation. Anaerobic bacteria are known to play an important role in health and diseases and thus have taken a lot of attention in the medical field, especially in infectiousdiseases and metabolism. These bacteria are known for its sophisticated culture system because its growth requires little to no oxygen. Nevertheless, few is known about these type of microorganisms but with the advancement of molecular biology and sequencing techniques, its study became wider. Culturomics, is a recently developed culture-based approach that relies on optimizing culture conditions for bacterial growth and its identification by MALDI-TOF MS and 16S rRNA sequencing. The present work aims to create and optimized culture condition for anaerobic bacteria along with testing its anaerobic activities. Also, we aim to demonstrate the efficiency of Culturomics and MALDI-TOF in culturing, identifying and describing anaerobic bacteria in clinical microbiology and in the human gut. This approach allowed us to isolate 19 new anaerobic species out of which 9 has been described in this work.Keywords: Human gut microbiota, culture of anaerobic bacteria, culturomics, MALDI-TOF.

L’exposition aux polluants environnementaux a été associée à de nombreux désordres métaboliques, immunitaires et reproductifs ainsi qu’à divers cancers. De plus en plus de travaux, indiquent que le microbiote intestinal, qui joue un rôle majeur dans l’immunité et le métabolisme de l’hôte, interagit avec les xénobiotiques dont les polluants organiques persistants (POPs) et les contaminants néoformés dans les aliments. Cette interaction peut avoir des conséquences toxicologiques importantes via la modification des fonctions du microbiote intestinal mais également via la métabolisation des xénobiotiques, entraînant une potentielle altération de l'homéostasie de l'hôte. Dans le cadre de cette thèse, nous avons démontré, en modèle in vitro, qu’une exposition aigüe du microbiote intestinal humain au benzo[a]pyrène (hydrocarbure aromatique polycyclique) a entraîné une altération des fonctions du microbiote intestinal au niveau du volatolome et du métatranscriptome microbien. Cependant, dans nos conditions expérimentales, aucun impact sur la structure microbienne n'a été observé. L’Homme étant continuellement exposé à un panel de composés chimiques environnementaux, nous avons par la suite étudié l'impact de divers POPs et produits néoformés dans les aliments sur le microbiote intestinal humain. Des familles de gènes ainsi que des composés volatiles microbiens ont été identifiés comme altérés après l’exposition, conduisant à une perturbation de l'activité microbienne. Nous avons finalement démontré que l'interaction microbiote-polluant pourrait conduire à l'établissement d'un état pro-inflammatoire modéré dans l'intestin avec une libération de cytokine IL-8 par les cellules épithéliales intestinales. Ces résultats appuient le concept émergent selon lequel les contaminants alimentaires pourraient altérer les activités du microbiote intestinal. / Exposure to environmental pollutants has been associated with various life-threatening disorders, including dysregulation of the immune and reproductive systems, metabolic diseases and various cancers. Growing evidences indicate that the gut microbiota, which plays major roles in host metabolic and immune functions, interacts with xenobiotics including persistent organic pollutants (POPs) and foodborne chemicals. The toxicological relevance of the gut microbiota-pollutant interplay is of great concern for the host since the chemicals may disrupt the gut microbiota functions leading to a potential impairment of the host homeostasis. During this PhD thesis, we demonstrated that in vitro acute exposure of the human gut microbiota with benzo[a]pyrene (polycyclic aromatic hydrocarbon) led to an impairment of the gut microbiota functions with a specific shift of the microbial volatolome and metatranscriptome. However, in our experimental conditions, no impact on the microbial structure was observed. Since humans are exposed to a wide range of environmental chemicals we investigated the impact of various POPs and foodborne chemicals on the human gut microbiota. We identified microbial volatiles and gene families that shifted after this exposure leading to an imbalance of the microbial activity. Furthermore, we demonstrated that the interaction between the pollutants and the gut microbiota lead to a significant release of pro-inflammatory IL-8 cytokine by the intestinal epithelial cells which may contribute to the establishment of a low-grade inflammatory state in the gut. All together, these data support the emerging concept that food pollutants could alter the gut microbiota activities.

La fusariose des épis est une maladie affectant les grains de céréales, et particulièrement le blé. Elle est provoquée par des champignons du genre Fusarium spp. Les conséquences sur les cultures menacent directement les rendements et la qualité sanitaire des récoltes compte tenu de la capacité de ces champignons à produire des mycotoxines. Parmi les membres du complexe fusarien, Fusarium graminearum est l’espèce la plus fréquemment incriminée. En Bretagne, les exploitations agricoles sont particulièrement menacées par cette maladie. En effet, le climat de la région est favorable à son développement et les exploitants produisant tout ou partie de leurs aliments à la ferme privilégient des rotations céréalières avec un retour fréquent de maïs et de blé, ce qui accroît les risques. À ce jour, la lutte contre la fusariose des épis repose sur une gestion des résidus des récoltes, principale source d’inoculum primaire de F. graminearum, ainsi que sur des traitements fongicides au moment de la floraison. Le contexte socio-économique et le manque d’efficacité de ces méthodes nécessitent de trouver de nouvelles alternatives s’inscrivant dans la durabilité. Le premier objectif de ce travail était donc de mettre en place, d’évaluer et d’optimiser une stratégie de biocontrôle visant à réduire l’inoculum primaire de F.graminearum afin de diminuer la pression de la maladie au champ et ses conséquences sur les cultures. Des essais en microcosmes et au champ ont été mis en place dans ce but. Bien que l’agent de biocontrôle permettait de limiter le développement de F. graminearum dans des sols autoclavés, son efficacité était amoindrie dans des sols non-autoclavés, du fait des interactions avec le microbiote de ces sols. Dans un second temps, la diversité et la structure des communautés microbiennes telluriques de parcelles agricoles bretonnes ont été étudiées via une approche de metabarcoding. Nous avons mis en évidence que la diversité et l’abondance des communautés microbiennes d’un sol contribuent largement à diminuer l’inoculum primaire de F. graminearum et que ce microbiote est influencé par les pratiques agronomiques, climatiques et physico-chimiques. Enfin, l’étude a révélé une relation possible entre l’abondance de certains genres bactériens et la diminution de l’inoculum primaire de F. graminearum. Ce travail conduit à envisager les micro-organismes telluriques comme un levier agronomique permettant de réduire l’incidence de F. graminearum dans les cultures céréalières. / Fusarium Head Blight (FHB) is a devastating disease for cereals, and for wheat in particular, threatening both crop yields and quality, given the ability of Fusarium spp. to produce mycotoxins. Among the Fusarium species complex, Fusarium graminearum is the most common causal agent of the disease. The incidence of FHB in Brittany (France) can be particularly high. Indeed, the agronomic practices include cereal rotations with frequent wheat and maize crops which increase the risk of FHB. Moreover, the climate favors the pathogen development.Currently, appropriate management of the residues, on which F. graminearum grows saprophytically, and the use of fungicide treatments at flowering constitute the two main ways to manage FHB. However, these strategies do not always guaranty an appropriate crop protection. The low and variable efficacy of these methods, combined to the socio-economic pressures, urge to find effective and sustainable alternatives. In this context, the first objective of this work was to develop, evaluate and optimize a biocontrol strategy aiming to reduce F. graminearum primary inoculum in soils, and thus reduce FHB risk for the crops, using both laboratory and field experiments. Although the biocontrol product was able to limit the pathogen growth in autcolaved soils, its efficacy was reduced when taking the interactions with the soil microbiota into account. The diversity and the structure of soil microbial communities were then studied for 31 agricultural fields using a metabarcoding approach in order to highlight the influence of climatic conditions, agronomic practices and soil physicochemical factors. Metabarcoding analysis revealed the importance of diversity and abundance of the soil microbial communities to reduce F. graminearum primary inoculum. This microbiota was also found to be influenced by agronomic practices and physico-chemical factors. Finally, the abundance of specific bacterial genera was related to the reduction of F. graminearum primary inoculum. Outcomes of this work highlight the importance of the soil biological activity and suggest that a manipulation of the soil microbial communities might lead to a better FHB management.

Le système immunitaire muqueux, et plus particulièrement les réponses intestinales IgA sont essentielles non seulement à la défense contre les agents pathogènes, mais aussi au façonnement de la flore intestinale commensale. Dans les modèles murins de déficit en IgA, on observe une dysbiose intestinale majeure associée à une inflammation muqueuse, réversibles après restauration des IgA. Le but de ce travail est de décrire l'impact de l'absence d'IgA chez l'homme sur la composition du microbiote intestinal ainsi que ses conséquences locales et systémiques. L'étude comparative par analyse métagénomique des selles de 17 sujets déficitaires en IgA et de 34 donneurs sains retrouve l'absence de différence majeure en termes de répartition des phyla dominants, de diversité et de richesse génique bactériennes entre les deux groupes. En revanche, en analysant à l'échelon des espèces, on observe dans le déficit en IgA une surreprésentation d'espèces pro-inflammatoires et une sous-représentation d'espèces anti-inflammatoires. En outre, en l'absence d'IgA, nous observons la présence de réponses IgM qui opsonisent partiellement les genres ciblés par l'IgA, mais semblent maintenir la diversité au sein des Actinobactéries. Les patients présentent un biais phénotypique lymphocytaire T circulant (TH17) associé à des stigmates de translocation bactérienne. Enfin, l'absence d'IgA s'associe à une perturbation du réseau bactérien minimal "obligatoire". Ces résultats suggèrent que le déficit en IgA humain s'accompagne d'une dysbiose modérée associée à une altération de l'architecture du réseau bactérien induisant une hyperactivation du système immunitaire, malgré la présence de réponses IgM. / IgA responses play a key role in gut mucosa, defending host against pathogens but also shaping the commensal flora. In order to get insights into the specific contributions of IgA to host/microbial symbiosis in humans, we explored patients that lack only IgA, using gut microbial metagenomics and systems immunology. Microbiota composition was compared between 34 healthy controls and 17 selective IgA deficiency (sIgAd) patients. Contrary to what was observed in murine models of IgA deficiency, we show that human sIgAd is not associated with massive perturbations of gut microbial ecology, regarding phyla distribution, bacterial diversity and gene richness. A clear gut microbial signature is however associated to sIgAd: we found 19 over-represented MGS mainly described to be pro-inflammatory, but also 14 under-represented MGS, mainly known to be beneficial. We also explored local consequences of IgA deficiency, particularly whether IgM could replace IgA at host/bacterial interface. Using a combination of bacterial flow sorting and DNA sequencing, we therefore analysed the composition of IgM-coated microbiomes observed in sIgAd. We show that IgM only partially supply IgA deficiency, as not all typical IgA targets can also be opsonized by IgM, but nevertheless contribute to maintain Actinobacteria diversity. IgA deficiency is associated with a skewed circulating CD4+ T cell profile towards TH17, as well as markers of bacterial translocation. Finally, sIgAd is associated with a perturbation of the minimal bacterial network. Altogether our results suggest that human IgA deficiency is associated with a mild dysbiosis associated to systemic inflammation despite the presence of IgM