Modern diet-induced microbiota alterations : impact on diseases susceptibility and transgenerational effects
Altérations du microbiote induites par l'alimentation moderne : impact sur la susceptibilité aux maladies et effets transgénérationnels
par Clara DELAROQUE sous la direction de Benoit CHASSAING
Thèse de doctorat en Microbiologie
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le mercredi 06 novembre 2024 à Université Paris Cité

Sujets
  • Interactions hôte-microbes
  • Maladies de la nutrition
  • Maladies héréditaires
  • Microbiote

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Mots clés
Microbiote, Obésité, Inflammation, Diabète de type 1, Interactions hôte-microbiote, Intestin
Resumé
Au cours des dernières décennies, la modernisation de nos modes de vie a influencé notre microbiote intestinal, perturbant ainsi sa relation symbiotique avec l'hôte. Parallèlement à ces changements, l'incidence de maladies telles que les maladies inflammatoires de l'intestin, le syndrome métabolique et le diabète de type 1 (DT1) a significativement augmentée, suscitant un intérêt croissant pour le rôle du microbiote dans le développement de ces maladies complexes. Parmi les changements associés aux modes de vie modernes, les aliments ultra-transformés et leurs additifs, tels que les émulsifiants, ont été identifiés comme ayant des effets néfastes sur le microbiote intestinal. De plus, ces altérations du microbiote induites par les émulsifiants conduisent à des dérégulations métaboliques et l'inflammation de l'intestin chez l'hôte. Cependant, l'impact au travers des générations et les mécanismes sous-jacent restent inconnus. Dans ces travaux, l'impact de l'altération du microbiote alimentaire par les émulsifiants sur le développement du DT1 a d'abord été étudié. En utilisant un modèle murin de DT1 spontané, nous avons observé que les émulsifiants accéléraient le développement du DT1, en parallèle de modifications de la composition et de la fonction du microbiote. Une analyse machine learning a permis de partiellement prédire le développement du DT1 à partir du microbiote, soulignant les interactions complexes entre l'hôte, son microbiote et l'alimentation dans le développement du DT1. Cela suggère que les perturbations de l'homéostasie hôte-microbiote par les émulsifiants alimentaires pourraient avoir contribué à l'augmentation du DT1 ces dernières années. De plus, au début de la vie, chaque individu traverse une période spécifique pendant les deux années qui suivent sa naissance, pendant laquelle le microbiote se met en place. Les interactions hôte-microbiote pendant cette période sont cruciales, car leur perturbation induit une empreinte délétère sur l'hôte, entraînant une susceptibilité accrue aux maladies. Nous avons donc ensuite étudié l'effet de la consommation maternelle d'émulsifiants sur les interactions hôte-microbiote de sa descendance et la susceptibilité aux maladies inflammatoires et métaboliques. Nous avons observé que l'exposition maternelle aux émulsifiants induisait des altérations du microbiote de la descendance pendant cette période spécifique du début de la vie. Cette perturbation était suffisante pour augmenter leur susceptibilité à l'obésité et à l'inflammation intestinale à l'âge adulte. Cette altération transgénérationnelle était également associée à une perturbation du passage des antigènes à travers l'épithélium intestinal. La restauration du microbiote, ou le passage des antigènes au début de la vie de ces descendant a été suffisant pour totalement prévenir la susceptibilité aux maladies, soulignant le rôle central joué par l'interaction entre l'hôte et son microbiote au début de la vie. Ainsi, l'alimentation maternelle joue un role majeur dans le développent du microbiote de sa descendance, et donc dans les interactions hôte-microbiote modulant ainsi la santé à long-terme. Ces aspects transgénérationnels ne sont pas encore pris en compte dans l'étiologie des maladies, et pourraient pourtant contribuer significativement à l'augmentation récemment observée de l'incidence de ces maladies inflammatoires et métaboliques. En démontrant que les altérations du microbiote induites par les émulsifiants peuvent prédire l'apparition de maladies et influencer la susceptibilité aux maladies à travers les générations, ces résultats soulignent l'implication des facteurs de l'alimentation moderne sur le développement de ces maladies. Les mécanismes identifiés, impliquant la transmission du microbiote maternel et la communication hôte-microbiote, fournissent de nouvelles cibles d'action dans la recherche d'interventions ciblées pour la prévention en amont de l'apparition des maladies dans les générations futures.