Microbiote intestinal, Allergie aux protéines de lait de vache, Nourrisson, Modèle murin d'allergie alimentaire, Bifidobacterium, Bactérie recombinante, Système d'expression hétérologue

Les allergies alimentaires sont un problème de santé publique avec un impact significatif sur la qualité de vie et une morbidité élevée. L'allergie aux protéines de lait de vache (APL) est l'allergie la plus fréquente dans la petite enfance, touchant environ 5% des jeunes enfants. Des études cliniques et expérimentales mettent en évidence un lien entre le microbiote intestinal et le développement de ces allergies sans montrer si ces altérations du microbiote sont une cause ou une conséquence de l'allergie. Ces modifications du microbiote constituent un rationnel pour l'utilisation des probiotiques. Dans ce cadre, l'utilisation de probiotiques comme vecteurs vivants pour délivrer des cytokines biologiquement actives en combinant les propriétés bénéfiques intrinsèques de certaines souches et l'effet potentiel de la protéine délivrée est particulièrement intéressant. Le premier objectif de cette thèse a été de comparer l'impact de microbiotes issus d'un enfant allergique aux protéines de lait de vache et d'un enfant sain sur le développement de l'allergie dans un modèle murin gnotobiotique d'allergie aux protéines de lait de vache. La caractérisation des selles de nourrissons sains et allergiques appariés sur l'âge et sur la voie d'accouchement nous a permis de sélectionner un échantillon représentatif de chaque groupe, à savoir avec un moindre niveau de Bifidobacterium spp. et un niveau accrus du groupe Eubacterium rectale/Clostridium coccoides dans les selles de nourrissons allergiques. Les souris gnotobiotiques colonisées par ces deux microbiotes ont été sensibilisées une fois par semaine pendant 5 semaines avec des protéines de lactosérum et de la toxine cholérique, puis challengées par de la bêta-lactoglobuline. Nos analyses ont montré que le microbiote intestinal associé à l'APL influence la réponse clinique et oriente le système immunitaire vers un terrain atopique avec une augmentation des IgE totaux et du ratio IgG1/IgG2a. En revanche les marqueurs associés à une allergie IgE dépendante, immunoglobulines spécifiques de l'allergène et mMCP1, ne sont pas modifiés, suggérant un mécanisme non IgE médié. Le second objectif de cette thèse a été de construire des Bifidobacterium recombinants capable de produire de l'IL-10. Le système BEST pour Bifidobacterium Expression SysTem est basé sur le plasmide pWV01 (capable de se répliquer chez les bactéries Gram-positives et Gram-négatives), un promoteur inductible par le stress et deux peptides signal (SP) différents : SPExp4 issu de Lactococcus lactis et SPBL1181 issu de Bifidobacterium longum. La fonctionnalité du système BEST a été validée dans une souche de Bifidobacterium bifidum in vitro en étudiant la production et la sécrétion d'IL-10 puis in vivo dans un modèle murin d'inflammation de bas grade. La souche de B. bifidum hébergeant le plasmide pBESTBL1181 : IL-10 sécrète efficacement l'IL-10, 7 fois plus que son homologue B. bifidum hébergeant le plasmide pBESTExp4: IL-10 et présente des propriétés anti-inflammatoires in vivo. Nous avons par la suite testé cette souche de B. bifidum recombinante dans notre modèle d'allergie au lait de vache sans voir d'effets protecteurs. Le système BEST étant validé, la souche probiotique et la/les protéines immuno-modulatrices bénéfiques dans la prévention de l'allergie restent à définir. Ce travail confirme l'importance du microbiote dans le développement de l'allergie et ouvre de nouvelles perspectives dans sa prise en charge via les probiotiques recombinants.