Mise en place de modèle de microbiotes intestinal et cutané in vitro pour l'étude de leur interaction avec les xénobiotiques
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Les microbiotes intestinal et cutané humains sont deux écosystèmes stables et propres à chaque individu. Néanmoins, il existe dans chacun d’eux, un socle de souches communes, le core microbiote. De nombreux facteurs exogènes, comme les xénobiotiques, peuvent perturber et influencer la composition des microbiotes et provoquer une dysbiose, pouvant participer à plusieurs pathologies. En outre, ces microorganismes peuvent métaboliser, voire dégrader ces composés les rendant ainsi inactifs. Il est donc important de pouvoir mettre en évidence les effets potentiels des xénobiotiques sur les bactéries mais également d’identifier les souches responsables de la métabolisation des composés. Les buts de la thèse ont été la mise en place de modèle de microbiote intestinal et cutané, tout d’abord en individualisant les souches, puis en les regroupant en consortium afin de déterminer i- les effets de différents xénobiotiques sur les microbiotes et ii- l’impact de ces microbiotes sur les molécules testées. Un modèle représentatif du core microbiote intestinal composé de 30 souches ainsi qu’un modèle d’étude des souches individuelles a été en réalisé en microplaque dans un milieu unique. Les résultats ont montré que la croissance des 36 souches en culture unique ainsi que le consortium stabilisé de 30 souches est inhibée majoritairement en présence d’antibiotiques. L’analyse des surnageants de culture (souches uniques ou consortium) par UHPLC-MS/MS a, quant à elle, révélé que des xénobiotiques peuvent être modifiés chimiquement par les bactéries. Concernant le modèle cutané, nous avons mis en évidence que les parabènes n’ont pas d’action sur les staphylocoques du microbiote cutané mais que des modifications de structure de ces perturbateurs endocriniens sont retrouvés en présence de nombreuses souches bactériennes. Sur la base de nos résultats, ce modèle simplifié pourrait permettre à terme de faciliter l’étude de l’impact des xénobiotiques sur certains microbiotes, facilitant certaines étapes du développement de nouvelles thérapies.
Mots-clés libres : Microbiote intestinal, microbiote cutané, xénobiotique, métabolisme, métagénomique, anaérobiose, spectrométrie de masse.
The human intestinal and skin microbiota are stable ecosystems that are specific to each individual. Nevertheless, there is in each of them, a common base of strains, the core microbiota. Many exogenous factors such as xenobiotics can disturb and influence the bacterial composition of the microbiotes and cause an imbalance called dysbiosis which can participate in several pathologies. In addition, these microorganisms can metabolize or even degrade these compounds, thus rendering them inactive. In this context, it is important to highlight the potential effects of xenobiotics on bacteria but also to be able to identify the strains responsible for the metabolization of compounds. The aims of the thesis were to set up a model of intestinal and skin microbiota, first by individualizing the strains, then by grouping them in a consortium in order to determine i- the effects of different xenobiotics on the microbiotes and ii- the impact of these microbiota on the tested molecules. A representative model of the intestinal microbiota core composed of 30 strains and a model for the study of individual strains were produced in a microplate in a single medium. The results showed that the growth of the 36 strains in a single culture as well as the stabilized consortium of 30 strains is inhibited for the most part in the presence of antibiotics. Analysis of the culture supernatants (single strains or consortium) by UHPLC-MS/MS revealed that xenobiotics can be chemically modified by bacteria. Concerning the skin model, we have shown that parabens do not act on staphylococci of the cutaneous microbiota but that structural modifications of these endocrine disruptors are found in the presence of numerous bacterial strains. Based on our results, this simplified model could eventually facilitate the study of the impact of xenobiotics on certain microbiota, facilitating certain stages of the development of new therapies.
Keywords : Gut microbiota, skin microbiota, xenobiotic, metabolism, metagenomics, anaerobiosis, mass spectrometry.
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