D'étiologie inconnue, les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin, telles que la maladie de Crohn ou la rectocolite hémorragique, semblent résulter d'une réaction immunitaire inappropriée vis-à-vis de la flore commensale chez des individus génétiquement prédisposés. De ce fait, la modulation du microbiote par des probiotiques, majoritairement des bactéries lactiques commensales (lactobacilles et bifidobactéries), représente une alternative thérapeutique intéressante et a déjà conduit à un certain nombre d'essais cliniques concluants. Cependant, les effets thérapeutiques des bactéries probiotiques se sont avérés spécifiques de la souche utilisée et les mécanismes d'action de ces micro-organismes restent encore méconnus. Dans cette étude, nous nous sommes intéressés au rôle du peptidoglycane et de la voie de signalisation NOD2 dans les capacités anti-inflammatoires de certains lactobacilles probiotiques. Dans un modèle murin de colite expérimentale mimant la pathologie humaine, nous avons tout d'abord montré que les capacités protectrices de la souche anti-inflammatoire Lactobacillus salivarius Ls33 nécessitent la présence du récepteur NOD2. Ce récepteur reconnaissant les produits de dégradation du peptidoglycane, nous avons préparé du peptidoglycane hautement purifié de la souche Ls33 et montré que l'administration de ce composant, par voie intrapéritonéale ou orale, protège les souris de la colite expérimentale. Nous avons également mis en évidence que l'effet protecteur du peptidoglycane de Ls33 implique la production d'IL-10, la voie immunosuppressive de l'indoleamine 2,3-dioxygénase et le développement, au sein des ganglions mésentériques, de cellules dendritiques régulatrices CD103+ et de cellules T régulatrices CD4+FoxP3+. Nous avons montré que le peptidoglycane de Ls33 favorise, in vitro, la différentiation de cellules dendritiques naïves en cellules dendritiques productrices d'IL-10, capables de protéger, après transfert adoptif, les souris de la colite de façon NOD2-dépendante. Les capacités protectrices n'ayant pas été obtenues avec le peptidoglycane de la souche non anti-inflammatoire L. acidophilus NCFM, nous avons ensuite réalisé une analyse structurale des deux peptidoglycanes. Alors que les deux souches arborent le muropeptide M-tri-Lys-D-Asn, nous avons identifié un muropeptide additionnel libéré uniquement par Ls33, le M-tri-Lys. Bien que les deux muropeptides synthétiques activent NOD2 in vitro, seule l'administration systémique du M-tri-Lys protège les souris de la colite. Cette protection est dépendante du récepteur NOD2 mais ne nécessite pas la présence de l'adaptateur principal des récepteurs de type Toll ou TLR, MyD88. En conclusion, nos résultats indiquent que le peptidoglycane et certains de ses dérivés sont des composants actifs dans la fonctionnalité des lactobacilles probiotiques et représentent une nouvelle stratégie thérapeutique pour le traitement des maladies inflammatoires chroniques de l'intestin.

Les infections digestives à Clostridium difficile nécessitent une première étape de colonisation de l’écosystème intestinal. Avant l’âge de deux ans, la colonisation par C. difficile est fréquente mais paradoxalement le plus souvent asymptomatique. Nous avons montré que plus d’un tiers des enfants de 0-3 ans, et plus de 70% de ceux de 7 à 9 mois (15% pour les souches toxinogènes), étaient porteurs sains de C. difficile à l’hôpital et dans la communauté. Deux périodes d’acquisition de C. difficile ont été identifiées : néonatale ou 3-6 mois. Les souches infantiles de C. difficile étaient identiques aux souches isolées chez l’adulte, faisant du jeune enfant un réservoir potentiel de souches infectieuses. Nous avons également montré par méthode moléculaire que des changements en espèces dominantes du microbiote étaient associés à la colonisation par C. difficile. Bifidobacterium longum caractérisait le microbiote des enfants non colonisés, et pourrait participer à la résistance à la colonisation par C. difficile. / Gastrointestinal infections with Clostridium difficile require a first step of colonization of the intestinal ecosystem. Under the age of two years, C. difficile colonization is frequent but paradoxically most often asymptomatic. We have shown that more than a third of children 0-3 years and more than 70% of those from 7 to 9 months (15% for toxigenic strains) were healthy carriers of C. difficile in the hospital and in the community. Two C. difficile-acquisition periods were identified: neonatal or 3-6 months. The C. difficile strains from infants were identical to strains isolated from adults, making infants a potential reservoir of infectious strains. We also showed by molecular method that changes in dominant species of the microbiota were associated with colonization by C. difficile. Bifidobacterium longum characterized the microbiota of children not colonized by C. difficile, and could be involved in the colonization resistance process.

D’étiologie inconnue, les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin, telles que la maladie de Crohn ou la rectocolite hémorragique, semblent résulter d’une réaction immunitaire inappropriée vis-à-vis de la flore commensale chez des individus génétiquement prédisposés. De ce fait, la modulation du microbiote par des probiotiques, majoritairement des bactéries lactiques commensales (lactobacilles et bifidobactéries), représente une alternative thérapeutique intéressante et a déjà conduit à un certain nombre d’essais cliniques concluants. Cependant, les effets thérapeutiques des bactéries probiotiques se sont avérés spécifiques de la souche utilisée et les mécanismes d’action de ces micro-organismes restent encore méconnus. Dans cette étude, nous nous sommes intéressés au rôle du peptidoglycane et de la voie de signalisation NOD2 dans les capacités anti-inflammatoires de certains lactobacilles probiotiques. Dans un modèle murin de colite expérimentale mimant la pathologie humaine, nous avons tout d’abord montré que les capacités protectrices de la souche anti-inflammatoire Lactobacillus salivarius Ls33 nécessitent la présence du récepteur NOD2. Ce récepteur reconnaissant les produits de dégradation du peptidoglycane, nous avons préparé du peptidoglycane hautement purifié de la souche Ls33 et montré que l’administration de ce composant, par voie intrapéritonéale ou orale, protège les souris de la colite expérimentale. Nous avons également mis en évidence que l’effet protecteur du peptidoglycane de Ls33 implique la production d’IL-10, la voie immunosuppressive de l’indoleamine 2,3-dioxygénase et le développement, au sein des ganglions mésentériques, de cellules dendritiques régulatrices CD103+ et de cellules T régulatrices CD4+FoxP3+. Nous avons montré que le peptidoglycane de Ls33 favorise, in vitro, la différentiation de cellules dendritiques naïves en cellules dendritiques productrices d’IL-10, capables de protéger, après transfert adoptif, les souris de la colite de façon NOD2-dépendante. Les capacités protectrices n’ayant pas été obtenues avec le peptidoglycane de la souche non anti-inflammatoire L. acidophilus NCFM, nous avons ensuite réalisé une analyse structurale des deux peptidoglycanes. Alors que les deux souches arborent le muropeptide M-tri-Lys-D-Asn, nous avons identifié un muropeptide additionnel libéré uniquement par Ls33, le M-tri-Lys. Bien que les deux muropeptides synthétiques activent NOD2 in vitro, seule l’administration systémique du M-tri-Lys protège les souris de la colite. Cette protection est dépendante du récepteur NOD2 mais ne nécessite pas la présence de l’adaptateur principal des récepteurs de type Toll ou TLR, MyD88. En conclusion, nos résultats indiquent que le peptidoglycane et certains de ses dérivés sont des composants actifs dans la fonctionnalité des lactobacilles probiotiques et représentent une nouvelle stratégie thérapeutique pour le traitement des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin. / N genetically susceptible individuals, an inappropriate mucosal immune responseagainst the intestinal microbiota appears to be the principal mechanism leading to thepathogenesis of (including Crohn’s disease and ulcerativecolitis). Therefore, modulation of the luminal contents with probiotics, mainly represented bycommensal lactic acid bacteria (lactobacilli and bifidobacteria), represents an attractivetherapeutic alternative and has already led to successful clinical trials. However, theprotective effect of probiotic bacteria clearly depends on the strains used and the precisemechanisms of action of these microorganisms are still unknown.In this study, we investigated the role of peptidoglycan and NOD2 signalling in the antiinflammatorycapacity of selected probiotic lactobacilli.In a mouse model of experimental colitis mimicking human pathology, we first showedthat the protective capacity of the anti-inflammatory strain Lactobacillus salivarius Ls33require NOD2 signalling. Since this receptor senses peptidoglycan degradation products, weprepared highly purified peptidoglycan from Ls33 and showed that systemic as well as oraladministration of this component was able to rescue mice from experimental colitis. We alsodemonstrated that the protective effect of Ls33 peptidoglycan involved the production of IL-10, the immunosuppressive indoleamine 2,3-dioxygenase pathway and the expansion ofregulatory CD103+ dendritic cells and CD4+FoxP3+ regulatory T cells within mesentericlymph nodes. Furthermore, we showed that the IL-10-producing dendritic cells induced byLs33 peptidoglycan in vitro were able to protect mice from colitis in a NOD2-dependentmanner after adoptive transfer.Since the observed anti-inflammatory properties were not obtained with peptidoglycanderived from the non-anti-inflammatory strain L. acidophilus NCFM, we conducted astructural analysis of the two peptidoglycans. While the two strains exhibited the M-tri-Lys-DAsnmuropeptide, we identified an additional muropeptide released exclusively by Ls33, theM-tri-Lys. Although both synthetic muropeptides activated NOD2 in vitro, only systemicadministration of M-tri-Lys protects mice from colitis. This protective effect was NOD2-dependent but did not require the presence of MyD88, the main adapter used by Toll-likereceptors.In conclusion, our results indicate that purified peptidoglycan and specific derivedmuropeptides are active components in probiotic lactobacilli functionality and represent anew therapeutic strategy for treating inflammatory bowel diseases.

L’obésité et la maladie de Crohn (MC) sont deux pathologies inflammatoires chroniques caractérisées par un développement de la masse grasse viscérale et une dysbiose. L’activité physique (AP) impactant positivement ces deux paramètres, elle apparait donc comme une stratégie thérapeutique prometteuse dans la prise en charge de ces patients. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail était d’étudier l’effet de l’AP sur l’interaction microbiote-tissu adipeux. Sur un versant clinique, nos résultats ont confirmé l’efficacité de l’entrainement intermittent de haute intensité (HIIT) pour diminuer le tissu adipeux viscéral chez des sujets en surpoids et/ou obèses. Sur un modèle d’obésité génétique (rat Zucker), nos travaux ont montré que l’entraînement de type HIIT diminuait la masse grasse totale et viscérale mais cela indépendamment du microbiote intestinal. L’étude de la voie de la lipolyse a montré un effet anti-lipolytique du HIIT dans le tissu adipeux sous-cutané, pouvant ainsi partiellement expliquer la diminution du tissu adipeux viscéral. En outre, le HIIT améliore, pour une moindre durée de pratique (vs. l’entraînement continu d’intensité modérée), la tolérance au glucose et le statut inflammatoire. Dans un modèle d’inflammation intestinale mimant la MC, nous avons également mis en évidence que l’AP spontanée augmentait l’expression des protéines des jonctions serrées pouvant participer à la réduction de l'endotoxémie métabolique. En parallèle, l’AP spontanée favorise les bactéries bénéfiques pour la santé et augmente les niveaux de butyrate dans les selles. Ces adaptations participent à la réduction du tissu adipeux viscéral mésentérique caractérisant la MC. En conclusion, l’AP, à travers différentes modalités d’exercice, se révèle comme une « thérapie » attractive et innovante dans la prévention et/ou la prise en charge de ceux pathologies inflammatoires chroniques. / Obesity and Crohn's disease (CD) are two chronic inflammatory diseases characterized by development of visceral fat mass and dysbiosis. Physical activity (PA) has a positive impact on these two parameters. Consequently, PA appears as a promising therapeutic strategy for the management of these patients. In this context, the objective of this work was to study the effect of PA on the microbiota-adipose tissue cross-talk. Our clinical results confirmed the effectiveness of high intensity intermittent training (HIIT) to reduce visceral adipose tissue in overweight and/or obese volunteers. Then, using an animal model of genetic obesity (Zucker rats), we found that HIIT decreases total and visceral fat mass, independently of gut microbiota. Analysis of the lipolysis pathway showed an anti-lipolytic effect of HIIT in the subcutaneous adipose tissue, and this could explain the decrease in visceral adipose tissue. In addition, compared with continuous moderate intensity training, HIIT improved glucose tolerance and the inflammatory status despite the shorter exercise duration. Finally, in an animal model of CD, we found that spontaneous PA increased the expression of tight junction proteins, contributing to the reduction of metabolic endotoxemia. Concomitantly, spontaneous PA promoted healthy bacteria in the colon and increased fecal butyrate levels. These adaptations limited the expansion of mesenteric visceral adipose tissue, a typical CD feature. In conclusion, PA, through different exercise modalities, appears as an attractive and innovative « therapy » for these two chronic inflammatory diseases.

Le vieillissement est un processus physiologique au cours duquel l’ensemble de l’organisme voit son fonctionnement modifié. Il s’agit d’un remodelage génotypique et phénotypique, en lien avec le stress oxydatif. Les molécules antioxydantes comme les composés phénoliques (CP) ont pris une place importante dans la diète humaine, à titre de compléments alimentaires et/ou à titre thérapeutique. Toutefois, les conséquences d’un usage à long terme de ces molécules visant à reverser les effets du vieillissement sur les fonctions organiques, restent encore mal élucidées. Dans ce contexte, et compte tenu de notre intérêt pour le cœur, le rein et le microbiote intestinal, l’objectif de cette thèse est d’évaluer, sur de jeunes rats mâles, les effets des CP administrés à différentes concentrations, pendant quatorze mois. Les groupes traités par les CP ont montré une préservation, avec l’âge, de la performance cardiaque par rapport aux témoins non traités. De plus, les myocardes de rats âgés traités ont présenté de moindres signes d’inflammation, de fibrose et d’apoptose que les témoins. Ces modifications sont soutenues par un remodelage du niveau d’expression protéique des marqueurs de l’hypertrophie et du stress oxydatif, et des résultats préliminaires suggèrent une activation du courant potassique KATP en présence des CP sur les myofibroblastes. Le tissu rénal conserve son architecture normale avec l’âge chez tous les groupes. Enfin, les métabolites issus des CP ont montré une modulation sélective du microbiote intestinal vers un phénotype sain. Nos travaux montrent dans un modèle murin qu’une consommation régulière de CP permet de préserver le cœur, les reins et le microbiote du remodelage lié au vieillissement. / Aging is a physiological process in which the entire body sees its normal functional capacities modified. It is associated with a genotypic and phenotypic remodeling, related to oxidative stress. Antioxidant molecules such as phenolic compounds (PC), have taken an important place in the human diet, as food supplements and/or as therapeutics. However, the consequences of long-term use of these molecules to reverse the effects of aging on organic functions, remain poorly understood. In this context, and considering our interest for the heart, the kidney and the intestinal microbiota, the aim of this thesis is to evaluate, in young male rats, the effects of PC administered at different concentrations for a period of fourteen months. PC treated groups showed a dose-dependent preservation of cardiac morphology and performance compared to control untreated ones. Additionally, myocardia from treated aged rats exhibited less inflammation, fibrosis and cardiomyocyte apoptosis than controls. These modifications were supported by a remodeling of the proteins level expression of the markers of hypertrophy and oxidative stress, and preliminary data suggest a concomitant activation of potassium current KATP on myofibroblasts in the presence of PC. Renal tissues retained their normal architecture with age in all groups. Finally, derived-metabolites from PC showed a selective modulation of intestinal microbiota towards a healthy phenotype. Our work shows that regular consumption of PC may preserve the heart, kidneys and microbiota of age-related remodeling.

La consommation excessive d’alcool est la première cause de cirrhose en France. L’atteinte hépatique débute par une stéatose (accumulation de triglycérides dans les hépatocytes) qui peut évoluer vers un état inflammatoire (hépatite alcoolique) lors d’une consommation chronique d’alcool. La maladie peut ensuite évoluer vers la fibrose, la cirrhose et jusqu'à l’hépatocarcinome. La mortalité des formes aiguës de l’hépatite alcoolique sévère est comprise entre 50 et 75%. La corticothérapie est le seul traitement qui peut améliorer le pronostic à court terme. D’autres facteurs que la seule consommation excessive d’alcool interviennent dans la genèse des lésions hépatiques. Ainsi, parmi les sujets ayant une forte consommation d’alcool à long terme, la majorité des patients développent une stéatose mais seulement 10 à 35% développeront une hépatite et 8 à 20% évolueront vers la cirrhose. La recherche de facteurs qui relient la consommation d’alcool et la nature et progression des lésions hépatiques est donc essentielle pour trouver de nouvelles cibles thérapeutiques améliorant la prise en charge de ces formes graves. Afin de rechercher quels sont ces facteurs, nous avons utilisé un modèle murin d’alcoolisation. Nous avons utilisé un régime Lieber de Carli (LDC) enrichi en graisses, additionné d’alcool ou non. Nous avons orienté notre projet vers un axe microbiote-inflammation hépatique en analysant l’évolution des populations bactériennes intestinales au cours de la surconsommation d’alcool chez la souris. Des résultats nous ont montré que les Bacteroides variaient grandement d’une animalerie à l’autre. L’objet de nos travaux était d’étudier l’effet de la modulation des Bacteroides sur l’apparition des lésions hépatiques lors de la maladie alcoolique du foie. / Excessive alcohol consumption in the first cause of liver cirrhosis in France. Liver damages begin with steatosis (accumulation of fat in hepatocytes), which can progress to an inflammatory state (alcoholic hepatitis) during a long-term chronic alcohol consumption. Then, the disease can degenerate in liver fibrosis, cirrhosis and reach the hepatocarcinoma state. The mortality rate of acute alcoholic hepatitis ranges from 50% to 75%. Treatment based on corticoids is the only available and efficient treatment to improve the short-term prognosis. Other factors than only excessive alcohol consumption play a role in the onset of hepatic damages. Among patients having a long-term alcohol excessive consumption, most of them will develop a steatosis, whereas only 10% to 35% will develop alcoholic hepatitis and only 8 to 20% a liver cirrhosis. Researching these factors linking alcohol consumption and the nature and onset of liver injuries is of the utmost importance in order to find new therapeutic targets improving the patient life expectancy.In order to research these actors, we used a mice alcoholization model. We used a Lieber DeCarli diet, enriched in fat, added with ethanol or not. We studied the link between intestinal microbiota composition and the onset of liver injuries, by analyzing bacterial populations during an excessive alcohol consumption in mice. We discovered that one of the major bacterial population composing the intestinal microbiota, Bacteroides, underwent differential modifications from one animal housing facility to the other. The aim of our work was to modulate the Bacteroides population and study its effects on liver injuries.

De nos jours, le changement de style de vie et la consommation excessive d'aliments riches en énergie sont associés avec l'augmentation majeure de l'incidence des maladies métaboliques comme l'obésité et le diabète de type 2. Le diabète de type 2 est caractérisé, entre autre, par une augmentation de la production hépatique de glucose responsable d'une hyperglycémie chronique. Durant ces 10 dernières années, plusieurs études ont suggéré que le microbiote intestinal pouvait être impliqué dans le développement des maladies métaboliques. Le microbiote intestinal est composé de plusieurs milliards de bactéries réparties en plus de 1000 espèces différentes qui colonisent le tractus digestif. Plusieurs études ont montré que certaines pathologies comme le diabète et l'obésité sont caractérisées par des altérations taxonomiques et fonctionnelles du microbiote intestinal. De plus, la colonisation de souris axéniques (i.e. dépourvues de microbiote) par un microbiote intestinal provenant de souris ou d'Hommes obèses/diabétiques est suffisante pour induire la pathologie. Ces résultats suggèrent que les modifications du microbiote intestinal retrouvées chez les patients obèses/diabétiques sont potentiellement impliquées dans le développement des maladies métaboliques. Cependant, l'absence de microbiote intestinal chez les souris axéniques induit des altérations structurelles et fonctionnelles de l'intestin comme une hyperperméabilité intestinale ou un système immunitaire atrophié. Dans ces conditions, il est possible de se demander si les effets délétères induits par la colonisation des souris axéniques avec un microbiote modifié peuvent être observés chez des souris conventionnelles. Pour répondre à cette question nous avons développé un nouveau protocole de transfert de microbiote intestinal dans un modèle de souris conventionnelles. Nous avons transféré le microbiote contenu dans le caecum de souris obèses (" microbiote obèse ") et celui contenu dans le caecum de souris minces (" microbiote mince ") dans des souris conventionnelles non traitées aux antibiotiques. De manière surprenante, le transfert du " microbiote obèse " a induit une diminution de la glycémie à jeun associée à une baisse de la néoglucogenèse hépatique chez les souris transplantées. A l'inverse, le transfert du " microbiote mince " n'a pas modifié la néoglucogenèse. De plus, le transfert du " microbiote obèse " a induit des modifications taxonomiques et fonctionnelles du microbiote intestinal des souris transplantées. De manière intéressante, une fois nourries avec un régime hyperlipidique les souris ayant reçu le " microbiote obèse " ont conservé une glycémie à jeun plus faible que les souris non transplantées. Encore une fois, ce phénotype résulte d'une diminution de la production hépatique de glucose caractérisée par une baisse de l'activité des enzymes néoglucogéniques phosphoenolpyruvate carboxykinase et glucose-6-phosphatase. Par ailleurs, ces souris sont également moins grasses que les souris non transplantées. En conclusion, nous avons montré que le transfert d'un " microbiote obèse " peut moduler le métabolisme hépatique et prévenir l'augmentation de la néoglucogenèse hépatique normalement induite par le régime hyperlipidique chez des souris conventionnelles. Ces travaux de thèse ont montré d'une part, que la modification du microbiote intestinal de souris conventionnelles est possible par transfert de microbiote caecal. D'autre part et contre toutes attentes, ces résultats mettent en lumière que, contrairement aux observations faites chez les souris axéniques, le transfert d'un " microbiote obèse " dans une souris conventionnelle n'induit pas les phénotypes caractéristiques des maladies métaboliques. Par ailleurs, ce modèle de transfert caecal pourrait être utile pour la compréhension du rôle des bactéries intestinales sur le développement des maladies métaboliques. / Nowadays, the change of lifestyle and increase in the consumption of high-calorie foods are associated with a marked rise of the prevalence of metabolic diseases, including obesity and type 2 diabetes. Type 2 diabetes is linked, at least in part, to an increase of hepatic glucose production responsible for a fasting hyperglycemia. In the past decade, an increasing body of evidence has proposed gut microbiota as a new factor contributing to these metabolic alterations. Gut microbiota consists of trillions of bacteria identifying more than 1000 different species that inhabit our intestine. A body of work has demonstrated that multiple pathologies such as type 2 diabetes and obesity are characterized by an altered proportion and activity of the gut microbiota. In addition, the colonization of germ-free mice with the gut microbiota from either obese/diabetic humans or obese/diabetic mice transfers the phenotype. These results suggest that the modifications of the gut microbiota found in obese/diabetic patients are a potential etiologic factor for those diseases. Nevertheless, the lack of microbiota in germ-free mice determines both structural and functional alterations such as gut hyperpermeability and the atrophy of the immune system. Therefore, we could wonder whether the detrimental effects of the gut microbiota from obese/diabetic patients observed in germ-free mice may also be observed in healthy conventional mice. To address this issue, we have developed a new gut microbiota transferring process from conventional mice to other mice. We have transferred the cecal microbiota harvested from either obese ("obese microbiota") or lean ("lean microbiota") mice in antibiotic-free conventional mice. Surprisingly, the mice which received the "obese microbiota" had a reduced fasted glycaemia compared to the mice which received the "lean microbiota". This diminution could be attributed to a decrease of the hepatic gluconeogenesis since conversion from pyruvate to glucose and phosphoenolpyruvate carboxykinase activity were lower in the liver of mice which received the "obese microbiota". Conversely, the transfer of the "lean microbiota" did not affect the hepatic gluconeogenesis. In addition, the transfer of the "obese microbiota" changed gut microbiota composition and the microbiome of recipient mice. Interestingly, mice which received the "obese microbiota" and fed a high-fat diet still exhibited reduced fed and fasted glycaemia. Once again, this phenotype was due to a decrease of hepatic gluconeogenesis characterized by a diminution of phosphoenolpyruvate carboxykinase and glucose-6-phosphatase activity. In addition, the mice which received the "obese microbiota" had less adiposity compared to the non-transferred mice. Finally, we reported that transferring the "obese microbiota" impact on hepatic metabolism and prevent HFD-increase hepatic gluconeogenesis. On the one hand, these thesis works, have demonstrated that it is possible to modify the gut microbiota by our caecal transferring process. On the other hand, our results suggest that the transfer of the "obese microbiota" in conventional mice does not induced some characteristics of metabolic diseases contrary to that it is observed in germ-free mice. Furthermore, this kind of gut microbiota transferring process may be useful for a better understanding of the etiology of metabolic diseases.

Acteur clé de la symbiose hôte-microbiote, les IgA sécrétoires modulent le microbiote et participe à l'homéostasie intestinale. Chez la souris, les IgA sont polyréactives, en reconnaissent diverses bactéries, elles régulent la composition du microbiote et réduisent l'inflammation intestinale. Ces observations ouvrent des perspectives thérapeutiques intéressantes. Cependant, les caractéristiques des IgA et leurs spécificités restent mal connues chez l'homme. L'objectif de ce travail a donc été d'étudier la spécificité de la réponse IgA, en distinguant IgA1 et IgA2. La mise au point d'une technique de production in vitro d'IgA monoclonales 100% humaines issues de l'intestin nous a permis de montrer le profil de polyréactivité des IgA. Chaque IgA interagit avec un spectre large mais défini de bactéries commensales. Par ailleurs, les IgA1 et les IgA2 ciblent la même fraction du microbiote. Les réponses IgA1 et IgA2 convergent aussi au niveau des épitopes polysaccharidiques reconnus. Si les IgA sécrétoires contribuent largement à l’homéostasie intestinale, des IgG sériques anti-microbiote jouent un rôle dans la relation symbiotique hôte-microbiote. Leur présence n’ayant pas encore été démontrée chez l’homme en condition physiologique, ce travail a eu pour objectif secondaire de les explorer. Le développement d’une technique de cytométrie bactérienne nous a permis de détecter des IgG ciblant les bactéries commensales dans le sérum des individus sains. Ces IgG anti-microbiote sont dirigées vers les bactéries déjà reconnues par les IgA sécrétoires, elles présentent des spécificités propres à chaque individu. / IgA, the dominant immunoglobulin produced in the gut, plays diverse roles ranging from toxin neutralization, immune functions regulation, intestinal homeostasis maintenance. It is now well established that polyreactive IgA, which target multiple bacteria, can modulate gut microbiota composition and have promising therapeutic effects. However, IgA features remain elusive in humans. We therefore determined the reactivity profile of native monoclonal antibodies from human colon and compared IgA1 and IgA2. We found that IgA are polyreactive and bind a diverse but restricted subset of gut commensals. Most commensals were dually coated by IgA1 and IgA2, yet IgA2 alone coated a distinct fraction of colonic bacteria. Besides their common microbial targets, IgA1 and IgA2 exhibited overlapping anti-carbohydrate repertoires. An essential link between IgA and IgG responses against microbiota has been recently demonstrated in mice. Nevertheless, it remains unclear whether symbiotic bacteria could induce systemic IgG under homeostatic conditions in humans. Hence, we characterized anti-microbiota IgG in serum of healthy donors by bacterial flow cytometry. We found that each individual harbored a diverse and private panel of anti-commensals IgG that converge with secretory IgA to cover a restricted fraction of the gut microbiota. Patients with IgA deficiency or common variable immunodeficiency (CVID) exhibited a distinct set of anti-commensals IgG suggesting that IgA replacement in addition to polyvalent IgG might be beneficial to treat gastro-intestinal symptoms in these patients.

La maladie du greffon contre l’hôte (GVHD) reste la complication majeure de l’allogreffe de cellules soucheshématopoïétiques (allo-CSH). La GVHD résulte de l’activation de la réponse immunitaire et de la reconnaissanced’alloantigènes par les lymphocytes T (LT) du donneur, entrainant ainsi des lésions tissulaires principalement auniveau de la peau, des intestins et du foie. L’interleukine-22 (IL-22) est une cytokine sécrétée par les LT Th1,Th17 et les cellules de l’immunité innée (ILC). Compte tenu des propriétés de l’IL-22 dans les tissus cibles de laGVHD, nous avons évalué sa contribution dans la physiopathologie de la maladie à l’aide de modèlesexpérimentaux murins. Il apparaît que les souris qui reçoivent des lymphocytes T invalidés pour l’IL-22développent une maladie moins sévère, et leur mortalité est diminuée. L’IL-22 issue du greffon participe donc à lasévérité de la GVHD en favorisant l’inflammation systémique, mais aussi locale au niveau des organes cibles. Deplus, dans les intestins, l’IL-22 agit en synergie avec les interférons de type I pour amplifier l’inflammation de typeTh1 au cours de la GVHD. Chez l’homme, la GVHD est associée à une modification du microbiote intestinal.Nous avons montré que l’absence d’IL-22 semble favoriser la colonisation de lactobacilles au détriment declostridiums, ce qui pourrait également participer à la diminution de la GVHD intestinale. Enfin, nous avonsmontré que l’effet anti-tumoral est préservé malgré l’absence d’IL-22. Ces résultats permettent donc d’envisagerde nouvelles perspectives thérapeutiques dans le traitement de la GVHD. / Graft-versus-host disease (GVHD) is still the major complication after allogeneic stem cell transplantation. GVHDresults from the activation of the immune response and the recognition by donor T cells of alloantigens leading totissue injury, especially in skin, gut and liver. Interleukin-22 (IL-22) is a cytokine secreted by CD4+ T cells Th1 andTh17 but also by innate lymphoid cells (ILC). Given that IL-22 functions in the GVHD target tissues, weinvestigated its contribution in GVHD physiopathology using mouse experimental models. We showed that IL-22deficiency in donor cells reduced the severity of GVHD by limiting systemic and local inflammation. Moreover, inthe large intestine, IL-22 acts in synergy with type I interferon to increase Th1-like inflammation. In humans,GVHD severity is associated with microbiotal modification in the intestine. We demonstrated that IL-22 deficiencyin donor cells seems to favor lactobacillus colonization instead of clostridium. These changes of microbiotacomposition may reduce the severity of intestinal GVHD. Finally, we showed that the antitumor effect is preservedeven in absence of IL-22 donor cells. Overall, our data support the design of new clinical approaches aiming totarget IL-22 pathways in GVHD patients.

L'épithélium intestinal, en constant renouvellement, assure de nombreuses fonctions vitales comme l'absorption des nutriments et le maintien d'une barrière entre le milieu extérieur et l'organisme. L'absorption intestinale des sucres est assurée par de nombreux transporteurs au niveau de l'intestin proximal. Parmi eux, GLUT2, localisé dans les entérocytes et les cellules endocrines de l'intestin, transporte le glucose, le fructose et le galactose. Les cellules L entéroendocrines produisent le GLP-1, un puissant stimulateur de la sécrétion d'insuline en réponse au glucose. L'objectif de ma thèse a été d'élucider le rôle de GLUT2 intestinal dans l'absorption des sucres et la fonction entéroendocrine grâce à l'étude d'un modèle murin spécifiquement invalidé pour ce transporteur dans les cellules épithéliales intestinales. La délétion intestinale de GLUT2 entraîne une malabsorption intestinale modérée des sucres associée à une distribution retardée du glucose aux tissus périphériques. Le retard spatial et temporel de l'absorption des sucres provoque une dysbiose intestinale au profit de bactéries ayant un rôle protecteur de l'homéostasie intestinale. De façon surprenante, l'invalidation de GLUT2 intestinal s'accompagne d'une chute de la densité de cellules L entéroendocrines, sans modification des niveaux plasmatiques de GLP-1. Cette étude met en exergue le rôle primordial de GLUT2 intestinal dans l'absorption des sucres et la fonction endocrine de l'intestin. Elle permet d'envisager le criblage de molécules capables d'inhiber l'activité de GLUT2 intestinal, pour atténuer la prise de poids et limiter les perturbations métaboliques induites par des régimes riches en sucres. / The constantly renewing intestinal epithelium handles various essential functions including nutrient absorption and persistence of a barrier between our internal and external environments. Several transporters mediate sugar absorption in the proximal intestine. Among them, GLUT2, a very efficient glucose, fructose and galactose transporter and receptor, is located at the membranes of enterocytes and enteroendocrine cells. The enteroendocrine L-cells produce GLP-1, a strong activator of glucose-induced insulin secretion. This thesis aimed to further decipher the role of intestinal GLUT2 in sugar absorption and enteroendocrine cell function. To address this question, mice lacking GLUT2 specifically in intestinal epithelial cells have been generated and studied. Intestinal GLUT2 invalidation alters intestinal glucose absorption and delays glucose biodistribution to peripheral tissues. This spatial and temporal sugar absorption delay provokes intestinal dysbiosis, favoring gut microbiota having a protective impact on gut homeostasis. Surprisingly, intestinal GLUT2 deletion leads to a strong loss in enteroendocrine L cell density, with no impact on GLP-1 plasma levels. This study highlights critical roles for GLUT2 in sugar absorption and enteroendocrine cell function management. The use of specific GLUT2 inhibitors could be considered to limit body weight gain and metabolic disorders induced by sugar rich diets.