Étude du pouvoir immunomodulateur des bifidobactéries : analyse in vitro des mécanismes moléculaires impliqués

par Fadoua Mouni

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Stéphane Bouquelet et de Éliane Aïssi.

Soutenue en 2007

à Lille 1 .


  • Résumé

    La modulation de la réponse immunitaire est l'une des hypothèses les plus intéressantes pour expliquer les effets bénéfiques attribués aux bifidobactéries. Cependant les mécanismes moléculaires impliqués dans cette réponse sont peu étudiés. En utilisant des cellules THP-1 différenciées en macrophages et des cellules PBMC, nous avons comparé la capacité de plusieurs souches de bifidobactéries à induire la production de cytokines pro-inflammatoires et antiinflammatoires in vitro. B. Bifidum DSM 20082 s'est avérée la souche la plus stimulatrice de la production des cytokines pro-inflammatoires TNF-alpha et IL-8 tandis que la souche B. Longum DSM 20219 est la moins inductrice. Nous avons par la suite évalué l'implication et les effets des LTA (composants de la paroi des bifidobactéries) dans cette réponse immunitaire. Après extraction, purification et caractérisation structurale des LTA par RMN, l'étude de l'activité biologique des deux LTA a révélé que les LTA de B. Bifidum induisent plus fortement les cytokines pro-inflammatoires TNP-alpha et IL-8 que ceux de B. Longum. Ces résultats confortent ceux obtenus avec les bactéries entières. Nous avons par la suite mis en évidence les récepteurs impliqués dans cette réponse. Nous avons démontré pour la première fois que l'activation des réponses cellulaires induites par ce type de LTA est médiée par les récepteurs cellulaires CD14, TLR-2 et TLR-1, et est indépendante du TLR-4. L'analyse du rôle de la LBP a révélé que la réponse liée aux deux LTA est fonction de la concentration en LBP. Une étude menée par résonance plasmonique de surface a montré que les LTA isolés des deux espèces présentaient une affinité similaire pour la LBP. Cependant l'étude des voies de signalisation ainsi que celle des récepteurs de co-stimulation activés en présence des LTA démontrent que les LTA de B. Bifidum induisent d'avantage que ceux de B. Longum une surexpression des molécules de co-stimulation CD83/CD86 ainsi qu'une augmentation de la phosphorylation du facteur NF-kappa B et de la p38 Kinase dans les cellules THP-1. Nous avons par ailleurs démontré que les LT A de B. Bifidum et de B. Longum induisent une production de TNF-alpha beaucoup plus faible que les LPS de E. Coli. Cependant, l'affInité des LTA de B. Bifidum (Kd= 8,92. 10-8 M) et de B. Longum (Kd= 5,12. 10-8 M) pour la LBP est plus forte que celle décrite pour les LPS (Kd =3,5. 10-9 M). En conclusion, les résultats obtenus montrent que la réponse immunitaire induite par les bifidobactéries est liée en partie aux LTA et que les LTA des bifidobactéries pourraient inhiber l'interaction de la LBP avec les LPS par compétition et diminuer ainsi la réponse inflammatoire induite par les LPS.

  • Titre traduit

    Study of the immunomodulatory potential of the bifidobacteria : analysis in vitro of the molecular mechanisms involved


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    The modulation of the immune responses is one of the most interesting hypotheses to explain the benefical effects allotted to the bifidobacteria. However, the molecular mechanisms involved in this response are not weIl studied. THP-1/macrophages-like cells and PBMC cells were used to compare the capacity of several bifidobacterial strains to induce the production of the pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines in vitro. B. Bifidum DSM 20082 is proved to be the most stimulatory strain of the production of the pro-inflammatory cytokines TNF-alpha and IL-8 while the strain B. Longum DSM 20219 is the least inductive. Thereafter, we tried to evaluate the involvement and the effects of the LTA (bacterial cell wall components) in this immune response. After extraction, purification and structural characterization of the LTA by NMR, the study of the biological activity of the two LTA revealed that B. Bifidum LTA induce more strongly pro-inflammatory cytokines TNF-alpha and IL-8 than B. Longum ones. These results are consistent with those obtained for the whole bacteria. Identification of the receptors involved in this response showed for the first time that these activities was lipopolysaccharide binding-protein (LBP)-dependent, are mediated through a CD14- TLR-2 and TLR-l pathway, and are independent of the TLR-4 receptor. The analysis of the role played by LBP in this immuno- modulatory effect revealed that host response against bifidobacterial LTA was LBP concentration dependant. A study conducted by surface plasmon resonance showed that both bifidobacterial isolated LTA displayed a similar affinity for the human LBP. However, study of the THP-1-cellular signaling pathways showed that B. Bifidum LTA induce stronger than those of B. Longum a surexpression of CD83/CD86 costimulation-molecules as weIl as an increase of NF-kappa B phosphorylation level and p38 Kinase activity. On other hand, we also provide evidence that even tough both bifidobacterial strains related LTA induce a strongly lower TNF-alpha synthesis than E. Coli LPS does, LBP affmity of either the B. Bifidum LTA (Kd = 8,92. 10-8 M) or B. Longum one (Kd = 5,12. 10-8 M) is significantly higher than the one reported for the E. Coli LPS (Kd=3,5. 10-9 M). FinaIly, aIl the results presented here suggest that the immune response induced by bifidobacteria is partially related to cell wall associated LTA. Interestingly, ones can predict that, in vivo, LBP/LTA affine association could compete with LBP/LPS binding and consequently decrease the inflammatory response induced by LPS.

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  • Détails : 1 vol. (XVI-224 f.)
  • Annexes : Bibliographie f.188-224. 458 réf. Liste des publications et communications

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  • Bibliothèque : Lilliad Learning Center Innovation (Villeneuve d'Ascq, Nord).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-2007-245
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