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Site internet de l'UMR454 MEDIS

Unité de Recherche Microbiologie

Microbiote intestinal : Fonctions et impacts sur la nutrition et la santé de l’hôte (Minhos)

Responsable
Annick Bernalier-Donadille
Directrice de Recherche, HDR
Tel : 04.73.62.46.42
annick.bernalier-donadille@clermont.inra.fr
Le microbiote intestinal est aujourd’hui considéré comme un acteur important dans la santé humaine. Cette communauté microbienne joue en effet un rôle primordial en exerçant de nombreuses fonctions biologiques (métabolisme des substrats, lutte contre les pathogènes, développement et maturation de la réponse immune innée…) ayant des répercussions bénéfiques, mais aussi parfois délétères, pour l’hôte. Des déséquilibres entre différentes populations bactériennes ont ainsi été mis en cause dans le développement de diverses pathologies et désordres métaboliques. Le maintien de l’équilibre du microbiote semble donc être essentiel à la santé de l’hôte. Dans ce contexte, l’objectif des recherches de l’axe est de mieux appréhender les mécanismes microbiens qui régissent les états d’équilibre/déséquilibre des populations microbiennes ainsi que les répercussions de ces états sur l’hôte. A terme, il s’agit de pouvoir proposer des stratégies nutritionnelles (pré-, probiotiques…) permettant de traiter/prévenir les pathologies fonctionnelles et infectieuses (infection à EHEC) via la modulation du microbiote intestinal.
Fonctions métaboliques du microbiote intestinal et impacts sur l’hôte
Les fonctions métaboliques du microbiote intestinal, correspondant à la capacité des espèces bactériennes à transformer les composés alimentaires en molécules actives sur l’organisme, ont un rôle prépondérant sur la nutrition et la santé de l’hôte. La diversité fonctionnelle de l’écosystème et la répercussion de ses activités sur l’hôte restent cependant encore mal connues. L’objectif de nos travaux de recherche est ainsi centré sur l’étude des principales activités métaboliques du microbiote intestinal de l’Homme et leur rôle potentiel dans la genèse des pathologies digestives fonctionnelles, en particulier les troubles fonctionnels intestinaux. Les TFI représentent une pathologie digestive très fréquente (environ 20% de la population occidentale) affectant fortement la qualité de vie des individus qui en souffrent. L’origine de ces TFI reste mal connue, le microbiote intestinal étant aujourd’hui considéré comme l’un des acteurs majeurs de la physio-pathologie TFI. Le projet est orienté vers la prévention nutritionnelle de ces pathologies via la recherche de nouvelles stratégies permettant d’optimiser le métabolisme microbien intestinal en limitant les effets délétères associés.
Les recherches sont développées selon deux axes :

  • Le premier axe de nos travaux est focalisé sur l’impact de la nature des fibres alimentaires sur la dynamique et l’activité des populations fonctionnelles du microbiote (espèces fibrolytiques en particulier). La réponse du microbiote à la nature de l’alimentation, et en particulier des fibres pariétales, reste en effet encore mal connue. Les mécanismes régissant l’équilibre entre ces différentes espèces fibrolytiques sont étudiés ainsi que leurs interactions avec les microorganismes des autres principaux groupes fonctionnels. Les gènes et protéines impliqués dans le métabolisme des polyosides chez les espèces d’intérêt sont recherchés. Par ailleurs, un suivi global de l’ensemble des gènes impliqués dans la dégradation des fibres végétales est réalisé grâce au développement d’une biopuce fonctionnelle ciblant les écosystèmes digestifs.
  • Le second axe de recherche est focalisé sur l’impact du microbiote intestinal et de ses activités métaboliques sur la santé de l’hôte. Les objectifs des travaux de recherches sont 1) de déterminer lesmécanismes microbiens impliqués dans la dysbiose fonctionnelle observé chez les sujets atteints de SII,et 2) d’évaluer l’impact de cesdéséquilibres microbiens sur la physio-pathologie du SII en collaboration avec des physiologistes et immunologistes. La connaissance accrue du rôle de la communauté microbienne intestinale dans la genèse des TFI devrait permettre, à terme, une meilleure prise en charge nutritionnelle et thérapeutique de ce syndrome digestif via l’identification de nouvelles stratégies pour traiter et/ou prévenir cette pathologie.

Dialogue EHEC - Hôte - Microbiote intestinal humain
Les EHEC induisent chez l’homme des colites hémorragiques. Chez un petit nombre de malades notamment chez les enfants de moins de 15 ans, ces pathologies dégénèrent en syndrome hémolytique et urémique (SHU) responsable de séquelles rénales graves et quelquefois fatales.
Lors d’une épidémie, la souche bactérienne infectieuse est la même chez toutes les personnes infectées. La susceptibilité de l’hôte aux EHEC est donc variable d’un individu à l’autre, mais très peu de données sont disponibles quant aux facteurs de l’hôte favorisant l’expression de la virulence des EHEC et le développement du SHU. Pour augmenter nos connaissances dans ce domaine et participer à l’élucidation des bases cellulaires et moléculaires à l’origine de ces infections, nous proposons d’analyser l'expression des gènes de virulence et des interactions hôte/pathogène dans des modèles in vitro et in vivo. Il s’agit d’étudier l’influence de facteurs environnementaux, du microbiote digestif et de la réponse immune intestinale sur l’expression des gènes de virulence des EHEC, mais aussi le rôle des déterminants de la virulence des EHEC sur la réponse immune innée de l’hôte. Les acteurs de ces interactions seront identifiés et les mécanismes moléculaires impliqués seront caractérisés. Les résultats de ces recherches devraient aboutir à un meilleur contrôle des infections à EHEC et à une meilleure prise en charge des patients.