France 2021 France Grant Winner

ANNUAL THEME

Microbiote intestinal & santé humaine

SUPPORTED PROJECT

Dr Thomas Bazin

Dr Thomas Bazin, Hépato-gastro-entérologie, hôpital Ambroise-Paré

Effets de la colonisation de cellules épithéliales digestives par Ruminococcus gnavus, bactérie anaérobie du microbiote digestif, dans un modèle innovant de type gut-on-chip

PROJECT DESCRIPTION

Le lauréat 2021 est le Dr. Thomas Bazin, gastroentérologue diplômé de la faculté de médecine Paris Diderot, pour son projet concernant l'étude des effets de la colonisation de cellules épithéliales digestives par une bactérie anaérobie du microbiote digestif, Ruminococcus gnavus.

Son projet est soutenu par le Pr. Maxime Breban, expert de renommée internationale dans les maladies inflammatoires chroniques rhumatologiques. En 2021, après un clinicat de gastro-entérologie à l’AP-HP, le Dr. Thomas Bazin est post-doctorant dans l’équipe du Pr. Maxime Breban, Co-Directeur de l’unité de recherche Inserm/UVS-UPS UMR 1173 à l’Université Paris-Saclay.

 

Résumé du projet lauréat :
Effets de la colonisation de cellules épithéliales digestives par Ruminococcus gnavus, bactérie anaérobie du microbiote digestif, dans un modèle innovant de type gut-on-chip

De nombreuses maladies inflammatoires chroniques sont associées à des anomalies de la tolérance digestive envers les microorganismes du microbiote intestinal. Les modèles épithéliaux actuels présentent de nombreuses limites et en particulier ne permettent pas d’étudier les interactions directes entre cellules épithéliales et bactéries du microbiote ; les cellules épithéliales ont en effet besoin de conditions de culture aérobie alors que les bactéries du microbiote sont majoritairement anaérobies.

Les nouvelles technologies de microfluidique et de nanotechnologie ont permis le développement d’outils performants, qui permettent la culture conjointe de cellules humaines et de bactéries anaérobies, en leur apportant deux milieux de culture différents, respectivement aérobie et anaérobie.

Notre équipe a récemment identifié une surabondance d’une bactérie anaérobie du microbiote digestif, Ruminococcus gnavus, chez les patients atteints de maladies inflammatoires rhumatismales. Cette surabondance a déjà été décrite dans les maladies inflammatoires digestives. R. gnavus possède des propriétés mucolytiques ; en exposant davantage la muqueuse intestinale au contenu luminal, elle pourrait induire la production de médiateurs inflammatoires, augmenter la perméabilité intestinale ou moduler la différenciation lymphocytaire au niveau digestif. Ces modifications sont toutes susceptibles d’entraîner des effets pro-inflammatoires systémiques.

Notre objectif est d’étudier in vitro, à l’aide d’un système de type gut-on-chip, les effets de la colonisation de R. gnavus sur l’épithélium digestif. Grâce à une collaboration avec l’INRA, nous disposerons de cellules épithéliales coliques humaines de patients et de témoins, obtenues à partir de biopsies coliques après une étape de culture de type organoïde. Nous disposerons également de souches bactériennes comprenant R. gnavus mais aussi de bactéries possédant des propriétés inflammatoires isolées à partir d’échantillons de selles de patients et de témoins par une approche de culturomique.

Nous étudierons la modulation de la perméabilité intestinale, de la production de cytokines pro-inflammatoires et de l’équilibre lymphocytaire Th17/Treg avant et après la colonisation bactérienne par différentes souches de R. gnavus, en la comparant à la colonisation par des bactéries connues possédant des propriétés anti-inflammatoires.

Cette étude pourrait permettre d’améliorer la compréhension des mécanismes physiopathologiques mis en jeu dans les maladies inflammatoires chroniques grâce à l’utilisation d’un nouvel outil arrivé à maturation technologique reproduisant mieux que n’importe quel autre modèle cellulaire les interactions hôte/microbiote. Grâce à l’utilisation conjointe de cellules épithéliales, immunitaires et de bactéries issues de patients, notre système micro-physiologique pourra être utilisé en médecine personnalisée.