Microbiote intestinal et vitamines B dans l’obésité sévère : le cas de la biotine

Gut microbiota and B vitamins in severe obesity : the biotin example

• Auteur / Autrice : Lise Voland
• Direction : Karine Clément
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie moléculaire et cellulaire
• Date : Soutenance le 08/07/2022
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physiologie, Physiopathologie et Thérapeutique (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Nutrition et obésités (approches systémiques) (Paris)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Marteau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Benoit Chassaing, Jean-François Gautier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : André Marette, Nathalie M. Delzenne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vitamines B

Flore intestinale

Biotine

Obésité

Mots clés libres

Obésité

Microbiote intestinal

Vitamines

Biotine

Prébiotiques

Diabète de type 2

Obesity

Gut microbiota

Vitamins

Résumé

L’obésité est une maladie multifactorielle, à laquelle contribuent de nombreux facteurs, dont le microbiote intestinal. L’étude des fonctions qu’il assure est un élément clé de la compréhension des interactions bactéries/hôte. Ce potentiel fonctionnel s’opère par l’intermédiaire de métabolites parmi lesquelles on trouve les vitamines du groupe B. L’analyse de données métagénomiques a permis de mettre en évidence un déficit relatif en vitamine B7/B8 (biotine) au niveau de l’hôte et du microbiote intestinal en situation d’obésité sévère. En conduisant une série d’expériences chez la souris, nous avons démontré i) la contribution du microbiote dans la production de biotine, ii) le rôle du régime gras (HFD) dans l’altération du statut en biotine du microbiote et de l’hôte et iii) l’effet d’une supplémentation en biotine combinée à un prébiotique (FOS) dans le rétablissement du métabolisme vitaminique bactérien et l’amélioration des altérations métaboliques et tissulaires induites par le HFD. Par ailleurs, nous avons cherché à faciliter l’absorption de la biotine, altérée en situation d’inflammation comme observée dans l’obésité, via une action anti-inflammatoire intestinale (5-ASA). Le 5-ASA combiné au FOS, sous HFD, n’a pas permis de rétablir le métabolisme vitaminique, mais a entrainé une limitation importante des altérations métaboliques induites par ce régime. Nos différentes interventions ont donc mis en évidence l’importance de la prise en compte du statut vitaminique des patients en situation d’obésité sévère. Ces résultats renforcent l’intérêt de l’utilisation combinaisons de traitements, ciblant différents organes et voies métaboliques, dans l’obésité sévère.

Obesity is a complex multifactorial pathology with many contributing factors, including the gut microbiota. The study of its functional role is a key component of understanding bacteria/host interactions. This functional potential is notably ensured through metabolites, among which we can find B vitamins. By investigating human metagenomics data, we observed an alteration in B7/B8 vitamin (biotin) metabolism at the host and bacterial level, in severe obesity. By performing a series of murine experiments, we demonstrated i) the contribution of the gut microbiota to biotin production, ii) the impact of a high-fat diet (HFD) on the alteration of biotin status for the host and the gut microbiota and iii) the action of the supplementation of biotin combined with a prebiotic (FOS) in restoring vitamin bacterial metabolism as well as improving metabolic and tissue impairments induced by HFD. We, then, tried to facilitate intestinal biotin absorption, known to be altered in inflammatory conditions, as found in obesity, via an intestinal anti-inflammatory (5-ASA) action. The 5-ASA, combined with FOS treatment in HFD-fed mice, was not efficient at restoring vitamin metabolism. Yet, this combination allowed an important limitation of metabolic alteration induced by the diet. Thus, these different interventions pointed out two main messages. First, the importance of vitamin status consideration in severe obesity. Second, the relevance of the use of combined therapies targeting different organs and metabolic pathways to improve obesity management.