Dialogue moléculaire entre probiotique et cellules de l'hôte : rôle des protéines de choc thermique et des vésicules extracellulaires

par David Da Silva Barreira

Projet de thèse en Biotechnologies agro-alimentaires

Sous la direction de Jean Guzzo et de Aurélie Rieu.

Thèses en préparation à Bourgogne Franche-Comté , dans le cadre de École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....) , en partenariat avec Procédés Alimentaires et Microbiologiques (PAM) (Dijon) (laboratoire) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    Les lactobacilles sont des bactéries non pathogènes et sans danger largement utilisées pour la production d'aliments fermentés depuis des siècles et largement étudiées et valorisées pour leurs effets bénéfiques en tant que probiotiques. Cette activité probiotique est souche spécifique et se caractérise par exemple en modulant la réponse immunitaire dans le tractus gastro‐intestinal. Le mécanisme de communication entre les bactéries probiotiques et l'hôte reste à élucider. Un travail récent au sein de l'UMR PAM (équipe VALMIS) démontre que la souche de Lactobacillus casei ATCC334 cultivée en biofilm présente une activité antiinflammatoire accrue, liée à la présence d'une protéine de choc thermique (Hsp) appelée GroEL dans le milieu extracellulaire. Cette Hsp essentielle à la vie de la cellule, bien connue pour ses propriétés de chaperon et de « folding » assure majoritairement son activité dans le cytoplasme mais peut se retrouver par un mécanisme de transport non connu à la surface des bactéries et même sécrétée sans posséder de peptide signal. Pour mieux comprendre le dialogue entre L. casei et l'hôte, il est nécessaire d'élucider le mécanisme moléculaire par lequel GroEL est sécrétée. Or, des études récentes ont révélé que les lactobacilles pouvaient libérer des vésicules extracellulaires (EVs) et que celles‐ci pouvaient moduler l'activité des cellules immunitaires de l'hôte. Notre projet consiste (i) à caractériser les mécanismes decommunication entre un probiotique et l'hôte impliquant des EVs et des Hsp comme GroEL, (ii) à déterminer l'effet anti‐inflammatoire sur des cellules de mammifères du complexe EVs‐ GroEL et (III) à élucider les voies de signalisation cellulaire mises en jeu.

  • Titre traduit

    Molecular dialogue between probiotic and host cells: role of heat shock proteins and extracellular vesicles


  • Résumé

    The lactobacilli are non‐pathogenic and safe bacteria widely used for the production of food fermented for centuries and are widely studied and valued for their beneficial effects as probiotics. This probiotic activity is strain specific and is characterized for example by modulating the immune response in the gastrointestinal tract. The mechanism of communication between probiotic bacteria and the host remains to be clarified. Recent work within the UMR PAM (VALMIS team) shows that Lactobacillus casei ATCC334 cultured under biofilm condition increased anti‐inflammatory activity. This effect is due to the overproduction of a heat shock protein (Hsp) called GroEL in the extracellular medium. This essential Hsp, well known for its chaperone and folding properties, is mainly responsible for its activity in the cytoplasm but can be found by an unknown transport mechanism on the surface of bacteria and even secreted in absence of peptide signal. To better understand the molecular dialogue between L. casei and the host, the mechanism by which GroEL is secreted need to be elucidated. Recent studies have shown that lactobacilli can release extracellular vesicles (EVs) and that they can modulate the activity of host immune cells. Our project consists of (i) characterizing the mechanisms of communication between a probiotic and the host involving EVs and Hsp such as GroEL, (ii) determining the anti‐inflammatory effect on mammalian cells of the EVs‐GroEL complex and (III) elucidating the cellular signaling pathways involved.