Exploration de l'impact des probiotiques sur le microbiote urinaire humain par les approches culturomique et métagénomique

Exploration of the impact of probiotics on the human urinary microbiota using culturomic and metagenomic approaches

• Auteur / Autrice : Fatima Mekhalif
• Direction : Jean-Christophe Lagier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie santé. Maladies infectieuses
• Date : Soutenance le 26/11/2021
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Mephi (Marseille) - Méditerranée Infection
• Jury : Président / Présidente : Florence Fenollar
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Patricia Renesto, Max Maurin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Probiotiques

Voies urinaires

Microbiote

Transplantation de microbiote fécal

Mots clés libres

Microbiote

Tractus Urinaire

Probiotiques

Transplantation de Microbiote Fécale

Candidate Phyla Radiation

Nouvelles Espèces

Microbiota

Urinary Tract

Probiotics

Fecal Microbiota Transplantation

Candidate Phyla Radiation

New Species

Résumé

La reconnaissance récente du microbiome urinaire a suscité un intérêt accru pour les approches non-antibiotiques telles que les probiotiques. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés aux effets des probiotiques sur la flore urinaire dans deux contextes, en combinant des méthodes dépendantes et indépendantes de la culture. Dans la première partie, l'impact de la supplémentation en probiotiques via un yaourt du commerce, a été étudié en analysant 58 échantillons d'urine d'adultes en bonne santé avant et après sa consommation, permettant de démontrer une modification de la composition du microbiote; en outre, nous avons mis en évidence que les bactéries isolées du yaourt avaient la propriété antimicrobienne d'inhiber la croissance de pathogènes potentiels in vitro. Ce travail a également fourni la preuve d'un transfert oral de la souche de Lactobacillus reuteri contenue dans le yaourt dans les urines de 11% des sujets. L'objectif de notre seconde étude était d'évaluer l'influence de la transplantation fécale sur la diversité du microbiote urinaire et de vérifier si les souches fécales étaient capables de survivre et de coloniser les voies urinaires. Les matières fécales de donneurs sains ainsi que l'urine de patients ayant subi une transplantation fécale ont été analysées avant et après 3 jours suivant cette intervention. Après la transplantation, 10 isolats fécaux avec des génomes identiques ont été identifiés dans les échantillons d'urine de 50 % des patients. Nous avons également réussi à détecter la présence du phylum Saccharibacteria dans 7,9% des échantillons d'urine. Enfin, douze nouvelles espèces ont été décrites par le concept de taxonogénomique.

Recent recognition of the urinary microbiome has led to increased interest in non-antibiotic approaches such as probiotics. In this thesis, we investigated the effects of probiotics on the urinary flora in two contexts, using a combination of culture-dependent and culture-independent methods. In the first part, the impact of probiotic supplementation via a commercial yogurt was studied by analyzing 58 urine samples from healthy adults before and after its consumption, demonstrating a change in the composition of the microbiota; in addition, we demonstrated that the bacteria isolated from the yogurt had the antimicrobial property of inhibiting the growth of potential pathogens in vitro. This work also provided evidence of an oral transfer of the Lactobacillus reuteri strain contained in the yogurt into the urine of 11% of the subjects. The objective of our second study was to evaluate the influence of fecal transplantation on the diversity of the urinary microbiota and to test whether fecal strains were able to survive and colonize the urinary tract. Fecal material from healthy donors as well as urine from patients who underwent fecal transplantation were analyzed before and after 3 days following the procedure. After transplantation, 10 fecal isolates with identical genomes were identified in the urine samples of 50% of the patients. We were also able to detect the presence of the phylum Saccharibacteria in 7.9% of urine samples. Finally, twelve new species were described by the taxonogenomic concept.