Thèse Rôle des Plaques de Peyer dans la Colonisation Précoce du Microbiote Intestinal H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse École doctorale : BSB - Biologie, Santé, Biotechnologies Laboratoire de recherche : IRSD - Institut de Recherche en Santé Digestive Direction de la thèse : Nicolas CENAC ORCID 0000000215527812 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-07-01T23:59:59 Ce projet de thèse s'inscrit dans le cadre du concept des origines développementales de la santé et des maladies (DOHaD), selon lequel la période allant de la conception aux deux premières années de vie constitue une fenêtre critique pour la programmation des fonctions physiologiques. Durant cette période, l'établissement du microbiote intestinal, notamment au moment de la naissance, de l'allaitement et du sevrage, joue un rôle déterminant dans le développement du système immunitaire et du tractus gastro-intestinal. Une altération précoce de ce processus peut entraîner un déséquilibre durable du microbiote, favorisant une inflammation de bas grade et l'apparition de maladies chroniques à l'âge adulte.

Dans ce contexte, nos travaux ont montré que le stress prénatal (SP) induit chez la descendance adulte une dysbiose caractérisée par une diminution de l'abondance de Ligiolactobacillus murinus, une réduction de lipopeptides bactériens à effet analgésique et une augmentation des acides gras à chaîne courte, associées à une hypersensibilité viscérale. Fait marquant, la diminution de L. murinus est observée dès la période pré-sevrage, suggérant une perturbation précoce de la colonisation bactérienne. Par ailleurs, une atrophie des plaques de Peyer est observée chez les souriceaux issus de mères stressées, suggérant une altération du développement de ces structures immunitaires clés dans l'interaction hôte-microbiote.

L'objectif de cette thèse est de décrypter les mécanismes par lesquels le stress prénatal perturbe la colonisation microbienne intestinale, en explorant le rôle central des plaques de Peyer et du lait maternel dans ce processus.

Le premier axe vise à caractériser finement le microbiote du lait maternel. Des données préliminaires obtenues par séquençage 16S (MiSeq) indiquent une forte dominance de L. murinus, représentant jusqu'à 98 % des bactéries détectées. Afin d'accéder à une résolution taxonomique plus fine, un séquençage full-length du gène 16S sera réalisé. Cette approche sera complétée par une stratégie de culturomique ciblée pour isoler les souches bactériennes viables, ainsi que par une quantification précise des principaux genres bactériens par qPCR TaqMan.

Le deuxième axe se concentre sur l'étude des plaques de Peyer. Une analyse transcriptomique en cellule unique (scRNA-seq) sera menée chez des souriceaux contrôles et SP avant le sevrage afin d'identifier les altérations des populations cellulaires et des programmes transcriptionnels. Ces analyses seront complétées par des approches histologiques et de cytométrie en flux. En parallèle, la colonisation bactérienne sera évaluée par séquençage full-length 16S au niveau du contenu luminal, du tissu intestinal et des plaques de Peyer, afin d'étudier les interactions locales entre microbiote et immunité.

Le troisième axe explore le rôle des métabolites du lait maternel dans la colonisation bactérienne. Des résultats préliminaires ont mis en évidence des altérations de lipides bioactifs chez les souriceaux issus de mères stressées, notamment une augmentation d'acides biliaires secondaires (isoLCA, 3-oxoLCA) et une diminution de prostaglandines (PGE2, PGF2). Ces analyses seront étendues à un large panel de métabolites microbiens et dérivés de l'hôte, incluant les acides gras à chaîne courte, les acides gras hydroxylés, les lipoamines, les lipopeptides et les acides biliaires, par GC-MS et LC-MS/MS. Les cytokines seront également quantifiées par approche multiplex.

Enfin, une approche fonctionnelle permettra de tester la causalité en administrant aux souriceaux des bactéries ou métabolites identifiés comme différentiellement abondants, afin d'évaluer leur impact sur la maturation des plaques de Peyer et l'établissement du microbiote intestinal.

Ce projet, à l'interface entre microbiologie, immunologie et métabolomique, vise à identifier de nouveaux mécanismes impliqués dans la programmation précoce de la santé intestinale. Le concept des origines développementales de la santé et des maladies (Developmental Origins of Health and Disease), qui s'étend de la conception jusqu'aux deux premières années de vie de l'enfant, est désormais un pilier du discours en santé publique. Cette période représente une fenêtre critique durant laquelle les principaux systèmes physiologiques se développent et où se dessinent les trajectoires de santé futures. De nombreuses données épidémiologiques et expérimentales soulignent qu'une exposition à des perturbations environnementales durant cette période sensible augmente le risque de développer des maladies non transmissibles à l'âge adulte. L'établissement précoce du microbiote intestinal, au travers de trois grandes phases que sont la naissance, l'allaitement et le sevrage, influence de manière déterminante la santé future de l'hôte, principalement via son impact sur le développement du système immunitaire et du tractus gastro-intestinal. La colonisation microbienne pendant cette période façonne également la composition du microbiote adulte ; un déséquilibre dans ce processus peut favoriser une inflammation de bas grade, contribuant ainsi à diverses maladies chroniques. Dans nos travaux précédents, nous avons démontré que le stress prénatal (SP) induit une dysbiose fonctionnelle et taxonomique chez les descendants adultes. Celle-ci se manifeste par une diminution des lipopeptides bactériens à effet analgésique, une augmentation des acides gras à chaîne courte, ainsi qu'une réduction de l'abondance de Ligiolactobacillus murinus. Ces altérations étaient associées à une hypersensibilité viscérale. Notamment, la diminution de l'abondance de L. murinus était déjà observable avant le sevrage, suggérant une perturbation précoce de la colonisation bactérienne, susceptible d'engendrer des pathologies ultérieures. L'objectif général de ce projet est donc de décrypter les mécanismes sous-jacents à une colonisation microbienne altérée. Comme les souris SP présentent une atrophie des plaques de Peyer avant le sevrage, nous émettons l'hypothèse que le stress prénatal perturbe le développement de ces structures immunitaires, compromettant ainsi la colonisation intestinale par les bactéries issues du lait maternel. 1. Caractérisation du microbiote du lait maternel
Un premier séquençage des gènes codant pour l'ARN 16S, réalisé par la technologie MiSeq, a montré que L. murinus représente jusqu'à 98 % des bactéries identifiées dans le lait maternel. Toutefois, cette approche ne permet pas de capturer l'ensemble de la diversité microbienne. Afin d'affiner cette analyse, nous mettrons en oeuvre un séquençage full-length du 16S, permettant une identification taxonomique à plus haute résolution des espèces bactériennes présentes dans le lait des mères témoins et stressées. En parallèle, une approche de culturomique ciblée sera développée afin d'isoler et de caractériser les souches bactériennes viables. Enfin, une quantification ciblée par qPCR TaqMan sera mise en place pour estimer précisément l'abondance relative des principaux genres bactériens.

2. Étude des plaques de Peyer
Afin de mieux comprendre les altérations cellulaires induites par le stress prénatal, nous réaliserons une analyse transcriptomique en cellule unique (scRNA-seq) des plaques de Peyer chez les souris contrôles et PS avant le sevrage. Cette approche sera complétée par une caractérisation histologique et par cytométrie en flux, permettant d'identifier et de quantifier les différentes populations cellulaires présentes. Par ailleurs, un séquençage full-length du 16S sera effectué sur le contenu luminal et le tissu de l'intestin grêle, ainsi qu'au niveau des plaques de Peyer, afin d'évaluer l'impact du stress prénatal sur la colonisation bactérienne dans ces niches immunitaires spécifiques.

3. Lien entre lactation et colonisation bactérienne
Dans une étude préalable, nous avons analysé le contenu gastrique de nouveau-nés issus de mères contrôles et stressées comme proxy du lait maternel, et quantifié les lipides bioactifs d'origine bactérienne et de l'hôte. Nous avons mis en évidence une augmentation de deux acides biliaires secondaires (isoLCA et 3-oxoLCA), ainsi qu'une diminution des concentrations de PGE2 et de PGF2 chez les petits PS par rapport aux témoins. Nous étendrons cette analyse en quantifiant un large panel de métabolites bactériens et dérivés de l'hôte : les acides gras à chaîne courte (AGCC) par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS), ainsi que les acides gras hydroxylés à longue chaîne, les lipoamines, les lipopeptides, les métabolites des AGPI et les acides biliaires primaires et secondaires par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS). En complément, les concentrations de cytokines seront mesurées à l'aide d'une approche multiplex. Les métabolites présentant des variations significatives, ainsi que les bactéries du lait maternel différentiellement abondantes, seront ensuite administrés à des souriceaux PS ou contrôles. Cette approche permettra d'évaluer leur rôle causal dans la maturation des plaques de Peyer et dans l'établissement de la colonisation bactérienne intestinale.