Profils taxonomique et métabolique du microbiome intestinal du têtard : vers un modèle alternatif pour le criblage de probiotiques

Taxonomic and metabolic profiles of the Xenopus Tadpoles

• Auteur / Autrice : Thibault Scalvenzi
• Direction : Nicolas Pollet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 17/12/2015
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et dynamique des systèmes vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie systémique et synthétique (Evry)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université d'Évry-Val-d'Essonne (1991-....)
• Jury : Président / Présidente : Antoine Danchin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Julien Fellah
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Claire Rogel-Gaillard, Philippe Langella

Mots clés

Mots clés contrôlés

Probiotiques

immunologie

Flore intestinale

Xénopes

Mots clés libres

Métagénome

Métatranscriptome

Résumé

Par comparaison avec le très fort engouement pour la caractérisation du microbiote chez les mammifères et notamment chez l’homme, l’utilisation d’un modèle amphibien et notamment les grenouilles du genre Xenopus reste anecdotique. Cependant le modèle xénope et plus précisément les stades larvaires peuvent constituer un petit animal modèle alternatif pour les études sur les fonctions physiologiques liées au microbiote intestinal.Cette thèse a eu pour objectif de caractériser le microbiote intestinal du têtard de xénope par l’établissement d eprofils quantitatifs, taxonomique et métabolique. Pour ce faire nous avons couplé quatre approches différentes : de lacytométrie en flux, du metabarcoding 16S, de la métagénomique et de la métatranscriptomique. Nous nous sommes intéressés non seulement au microbiote durant le développement mais aussi au sein de différents tissus et entre différentes populations de xénope, notamment des populations naturelles. Nous avons également montré qu’il était possible de coloniser transitoirement l’intestin du têtard en ajoutant des bactéries à l’alimentation.Le microbiote n’est pas un ‘organe’ inerte au sein de son hôte mais interagit constamment avec celui-ci,notamment au niveau de la muqueuse intestinale et du système immunitaire. C’est pourquoi nous nous sommes également intéressés au gène foxp3 impliqué dans la différentiation des lymphocytes T régulateurs, des cellules impliquées dans la tolérance immunitaire et la régulation de la flore intestinale. Nous avons caractérisé l’expression de foxp3 dans différents tissus du têtard, et à différents stades de développement afin de mieux connaître les étapes du développement associées à des évènements de régulation de la tolérance immunitaire en lien avec les changements de composition de la flore intestinale.Les différents résultats obtenus nous confortent dans l’idée que le têtard de xénope est un bon modèle d’étude pour le microbiote intestinal et les recherches associées comme par exemple sur les probiotiques. Ces résultats constituent une base solide pour l’étude des interactions hôte-microbiote à travers ce modèle.

The amphibian Xenopus is not a commonly used model for host-microbiota studies. Yet, the tadpole could be a good small alternative model for these analyses. In this thesis we aimed to characterize the Xenopus tropicalist adpole microbiota by establishing quantitative, phylogenetic and metabolic profiles. To do this, we used four different approaches: flow cytometry, 16S metabarcoding, metagenomic and metatranscriptomic. We characterizedthe gut microbiota throughout tadpole development, between several gut tissues and between several Xenopuspopulations, including natural populations. We also observed that we could colonize the Xenopus by adding bacteriato the alimentation.The microbiota is not an inert ‘organ’ within the host, but is constantly interacting with its host, especially withthe intestinal mucosa and the immune system. We investigated the foxp3 gene, involved in the differentiation of theT regulatory lymphocyte cells (Tregs). Tregs are involved in the immune tolerance and regulation of the commensalintestinal flora. We characterized the expression of foxp3 throughout Xenopus development and in different tissues toidentify developmental stages associated with immune tolerance regulation event, linked to the modification of the microbiota composition and diversity.These results confirmed that Xenopus tadpoles can be good alternative models to study the host-microbiotainteraction, like the probiotic-associated research. These results provide useful information for future host-microbiota interaction studies using the Xenopus model.