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Soutenance de thèse de Fillipe Rosa do Carmo

Amphi Matagrin, AGROCAMPUS OUEST campus de Rennes

La protéine de couche de surface SlpB assure la médiation de l’immunomodulation et de l’adhésion chez le probiotique Propionibacterium freudenreichii CIRM-BIA 129

Thèse dirigée par Gwenaël Jan, UMR STLO

Résumé

Propionibacterium freudenreichii est une bactérie Gram-positive bénéfique, traditionnellement utilisée comme levain d’affinage fromager, qui bénéficie du statut GRAS (Generally Recognized As Safe). Elle a des aptitudes probiotiques qui reposent sur la sécrétion de métabolites bénéfiques (acides gras à chaine courte, vitamines, facteur bifidogène). P. freudenreichii a révélé un effet immunomodulateur qui a été confirmé in vivo par la capacité à protéger des souris d’une colite aigüe induite. L’effet anti-inflammatoire est cependant hautement souche-dépendant. Il est dû, au moins en partie, à des composés de surface clés qui favorisent ces effets probiotiques. Les bactéries Gram-positives, y compris P. freudenreichii, peuvent être recouvertes d’une couche extérieure protéique, appelée « surface-layer », paracristalline, et formée par l’auto-assemblage de protéines dite de S-layer (Slps). Les Slps, dans différentes bactéries, sont impliquées dans plusieurs caractéristiques probiotiques, telles que l’adhésion aux cellules de l’hôte et au mucus, la persistance dans l’intestin, ou encore l’immunomodulation. Cependant, chez P. freudenreichii, les mécanismes moléculaires qui sous-tendent les effets probiotiques sont encore mal connus. Le but de cette étude est d’étudier, chez une souche probiotique de P. freudenreichii, la protéine de surface qui joue le principal rôle dans les interactions probiotiques avec l’hôte. La souche P. freudenreichii CIRM-BIA 129, récemment reconnue comme immunomodulatrice prometteuse, possède plusieurs protéines de surface Slps, y compris SlpB. Dans la présente étude, l’inactivation du gène correspondant, dans la souche mutante CB129∆slpB, a provoqué une baisse drastique de l’adhésion aux cellules intestinales épithéliales HT-29, confirmant le rôle clé des Slps dans l’adhésion aux cellules. Cette mutation a eu des effets pléïotropes sur la souche CB129∆slpB, affectant les propriétés de surface, les charges (potentiel ζ) et l’hydrophobie de surface, par rapport à la souche sauvage parentale P. freudenreichii CIRM-BIA 129. A la suite de l’observation de ces effets pléïotropes de la mutation du gène SlpB, nous avons étudié la réponse immune de cellules HT-29 stimulées par le sauvage ou par le mutant. Le sauvage induisait principalement l’expression de la cytokine immunomodulatrice IL-10. Le mutant induisait, de façon intéressante, moins d’IL-10, mais plus d’IL-8. Afin d’évaluer the rôle de cette protéines clé SlpB dans les effets antiinflammatoires de P. freudenreichii, nous avons testé ces deux souches dans un modèle murin de mucosite induite par le 5-Fluorouracile. La consommation de la souche sauvage prévenait la perte de poids, préservait l’architecture des villosités, ainsi que la densité des granules de sécrétion au sein des cellules de Paneth, chez les souris atteintes de mucosite. Par contre, le mutant n’avait pas cet effet protecteur. De plus, chez la souris saine, l’administration de cette souche mutante favorisait une réponse pro-inflammatoire en augmentant les dommages causés à l’épithélium intestinal, ainsi que l’expression de l’IL-17A. De plus, dans le but de favoriser l’effet probiotique dans le contexte de la mucosite, nous avons étudié l’effet thérapeutique d’une nouvelle boisson, fermentée par P. freudenreichii, dans le même modèle de mucosite induite par le 5-FU chez la souris. Cette boisson fermentée a prévenu la perte de poids, ainsi que les dommages intestinaux, chez les souris inflammées recevant le 5-FU. Cette étude a mis en évidence l’implication de la protéine SlpB de P. freudenreichii dans les propriétés anti-inflammatoires de cette bactérie et confirme le rôle versatile joué par les Slps dans les interactions probiotique/hôte. Elle ouvre des perspectives nouvelles pour la compréhension des déterminants probiotiques des bactéries propioniques laitières, pour la sélection des meilleures souches probiotiques de P. freudenreichii, et pour le développement d’aliments fermentés fonctionnels, ciblant les maladies inflammatoires, et consommés en accompagnement des traitements allopathiques appropriés.

Mots clés : propionibactéries, probiotique, immunomodulation, protéine de S-layer, colite, mucosite.