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Payros, Delphine. Etude de l'effet de la colonisation des nouveau-nés par des souches de Escherichia coli génotoxiques sur le développement et la fonctionnalité de la barrière intestinale

Payros, Delphine (2012). Etude de l'effet de la colonisation des nouveau-nés par des souches de Escherichia coli génotoxiques sur le développement et la fonctionnalité de la barrière intestinale.

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Résumé en francais

Au cours du développement post-natal, le microbiote intestinal interagit intimement avec l'hôte et module à la fois la différenciation de l'épithélium intestinal et la maturation du système immunitaire. Hôte commun de la microflore commensale intestinale de l'Homme et des animaux à sang chaud, E. coli s'établit dans le tractus digestif dès les premières heures ou jours qui suivent la naissance. E. coli est alors une des espèces bactériennes dominantes de la flore du nouveau-né avant de devenir la bactérie aérobie facultative prédominante au sein du microbiote adulte. Certaines souches commensales de E. coli sont capables d'induire des dommages à l'ADN dans les entérocytes. La génotoxicité des ces souches résulte de la production d'une toxine, la Colibactine, synthétisée à partir de synthases de polycétides et de peptides non ribosomaux. Cette voie de biosynthèse est codée par un îlot génomique appelé pks. Plusieurs études épidémiologiques récentes montrent que plus de 30% des jeunes enfants âgés de trois jours sont colonisés par des E. coli qui portent l'îlot pks. Afin d'analyser les effets à long terme de la colonisation précoce des nouveau-nés par des souches de E. coli génotoxiques, nous avons développé un modèle animal expérimental qui mime la transmission naturelle des E. coli du microbiote de la mère au nouveau-né. Pour cela, des femelles rats gestantes sont gavées avec une souche commensale humaine génotoxique (E. coli WT), son mutant isogénique non génotoxique (E. coli DeltaclbA) ou le mutant complémenté (E. coli DeltaclbA+clbA) pour lequel la production de la Colibactine a été restaurée. Après la naissance, la transmission des souches bactériennes et la persistance de la colonisation chez les nouveau-nés ont été évaluées. En parallèle, les dommages à l'ADN occasionnés par ces souches sur l'épithélium intestinal ont été comparés sur une période de 100 jours. Enfin, le développement et la maturation de l'épithélium intestinal ainsi que sa fonction de barrière ont été analysés sur cette même période. Les souches de E. coli, produisant ou non la Colibactine, sont transmises à la descendance et colonisent de manière stable le tractus digestif tout au long de la vie de l'animal. Dès le deuxième jour après la naissance, des cassures double-brin de l'ADN (CDB) ont été observées dans les entérocytes des ratons colonisés par la souche de E. coli WT ou E. coli DeltaclbA+clbA complémentée mais sont absentes chez les nouveau-nés colonisés par le mutant E. coli DeltaclbA. Si de manière surprenante, aucune CDB n'a été détectée chez ces rats devenus adultes (100 jours), une fraction des cellules en mitose présente en revanche des signes de persistance des CDB : des ponts anaphasiques sont observés chez les animaux adultes colonisés par des souches génotoxiques. L'étude des conséquences du portage à long terme de souches génotoxiques sur le développement de l'épithélium intestinal, a révélé une augmentation significative de la prolifération et de l'apoptose des entérocytes corrélée avec une augmentation de la vitesse de migration de ces cellules épithéliales le long de l'axe crypte-villosité chez les animaux exposés à des souches génotoxiques depuis la naissance. De plus, une augmentation du nombre des cellules entéroendocrines et des cellules de Paneth a été constatée chez ces mêmes animaux. Les répercussions des perturbations précédemment observées sur la fonction de la barrière intestinale ont été analysées ex vivo en chambres de Ussing et montrent une augmentation de la perméabilité intestinale chez les rats colonisés depuis la naissance par des souches génotoxiques en comparaison à des animaux colonisés par le mutant non génotoxique. Ainsi, la colonisation du nouveau-né par des E. coli génotoxiques altère non seulement le développement et la maturation de l'épithélium intestinal à l'âge adulte mais également son intégrité. Ces modifications ont clairement des conséquences physiopathologiques pour l'hôte qui dépassent une prédisposition au développement de cancers colorectaux.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Oswald, Eric
Plaisancie, Pascale
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Toxicologie Alimentaire (TOXALIM), UMR 1331
Mots-clés libres :Escherichia coli - Génotoxine - Dommage à l'ADN - Microbiote - Développement et Maturation intestinale
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :22 Jun 2015 12:23