Thèse Réensauvagement du Microbiote Intestinal du Porc Microbes Dérivés du Sanglier en Tant que Synbiotiques à Base de Fibres Comme Modèle pour la Santé Humaine H/F Doctorat.Gouv.Fr

Objectifs. Le projet vise à (1) cartographier les fonctions appauvries chez le porc d'élevage par comparaison avec le sanglier ; (2) isoler les souches correspondantes à partir de la banque fécale de sangliers de Singapour, en utilisant le catalogue génomique pour concevoir les enrichissements ; (3) encapsuler les souches retenues et vérifier le maintien de leur phénotype fermentaire ; (4) cribler in vitro les combinaisons souche x fibre de coproduit, sous forme encapsulée ou libre ; (5) identifier les mécanismes écologiques en jeu et préparer un passage in vivo.

Méthodes. La phase française repose sur un système de fermentation in vitro couplé à une digestion préalable : le substrat subit d'abord une digestion enzymatique en deux étapes (pepsine à pH gastrique, puis pancréatine à pH intestinal, protocole adapté de Jha) ; la fraction soluble digestible par l'hôte est écartée et seule la fraction insoluble qui atteindrait réellement le gros intestin est offerte à l'inoculum microbien. La fermentation est conduite en flacons anaérobies scellés à 39 degrés C, avec suivi des cinétiques gazeuses par pression, composition des gaz (H2, CO2, CH4) par micro-GC, acides gras à chaîne courte par HPLC et GC, et séquençage 16S des communautés en fin de fermentation. Le fonctionnement en dizaines à centaines de flacons en parallèle rend réaliste un criblage combinatoire dans le temps d'une thèse. Ce dispositif est déjà validé face à des phénotypes in vivo : chez des porcs sélectionnés de façon divergente sur la consommation moyenne journalière résiduelle, la fermentation de la fraction insoluble a montré chez les animaux efficaces une production accrue d'acétate (+15 pourcent) et de propionate (+56 pourcent), un propionate attribué principalement à Prevotella et Lactobacillus, et fortement corrélé à l'épaisseur de lard dorsal (rho = 0,80) (Zemb et al., hal-05322317).

Organisation. La thèse se déroulera sur 36 mois : douze mois à Singapour (NUS/SCELSE, équipe de Yann Boucher) pour l'analyse comparative et l'isolement anaérobie ; douze mois à Toulouse (INRAE GenPhySE, équipe PILOTE) pour l'encapsulation et le criblage fonctionnel ; six mois de marge permettant la consolidation et, si possible, un pilote in vivo ; six mois de rédaction. Ce passage in vivo est crédible, l'équipe française ayant déjà montré qu'une inoculation microbienne précoce chez le porcelet oriente durablement son microbiote, avec des effets encore détectables après le sevrage (Achard et al., 2020).

Retombées. Le porc étant un modèle physiologique pertinent pour l'intestin humain, le produit visé - une fibre issue de coproduits agro-industriels associée à un probiotique sauvage encapsulé sélectionné pour la fermenter - est transposable de la santé animale à la nutrition humaine, dans une logique d'économie circulaire. Le partenariat est indissociable : Singapour détient la ressource sangliers et le savoir-faire d'isolement, Toulouse le système de criblage validé à haut débit. La domestication, l'élevage en bâtiment, les régimes céréaliers hautement digestibles, l'hygiène et l'exposition aux antimicrobiens ont progressivement rétréci le microbiote intestinal du porc. Le catalogue métagénomique mondial du microbiote fécal de sanglier met en évidence des taxons nouveaux et des dégradeurs de glucides qui distinguent Sus sauvage de Sus domestique (Heng et al., 2026).

Chez la souris, Sonnenburg et al. (2016) ont montré qu'un régime pauvre en fibres provoque la perte progressive de taxons et qu'après quatre générations seulement ces pertes deviennent largement irréversibles : réintroduire des fibres ne suffit plus, il faut réintroduire les organismes manquants. C'est l'hypothèse centrale de REWILD - on ne restaurera pas une fonction fermentaire en donnant davantage de fibres à une communauté qui n'héberge plus les micro-organismes capables de les dégrader. Le sanglier constitue alors le réservoir naturel de ces organismes.

Cette question a une portée dépassant l'élevage. Le porc est un modèle physiologique pertinent pour l'intestin humain, et l'appauvrissement en diversité fibrolytique qui sépare le sanglier du porc d'élevage sépare aussi les régimes traditionnels des régimes industrialisés. Le produit visé - une fibre de coproduit associée à un probiotique sauvage encapsulé sélectionné pour la fermenter - relève donc autant de la nutrition humaine que de la santé animale. Le projet REWILD vise à démontrer que des fonctions fermentaires appauvries chez le porc d'élevage peuvent être restaurées en réintroduisant des micro-organismes issus du sanglier, associés à des fibres de coproduits agro-industriels.

Cinq objectifs structurent la thèse :

1) Cartographier les taxons et les fonctions présents chez le sanglier et appauvris ou absents chez le porc conventionnel, à partir du séquençage 16S et des catalogues métagénomiques disponibles.
2) Isoler les organismes ciblés à partir de la banque fécale de sangliers de Singapour, par enrichissement anaérobie orienté et culturomique, et les caractériser (croissance sur fibres, profil d'AGCC, génome).
3) Encapsuler les souches retenues dans des matrices compatibles avec la fabrication d'aliments, et vérifier la survie à la digestion haute, la cinétique de libération et le maintien du phénotype fermentaire.
4) Cribler in vitro les combinaisons souche × fibre de coproduit, sous forme libre ou encapsulée, sur microbiote de porcs conventionnels, et identifier celles qui augmentent de façon reproductible le butyrate et le propionate.
5) Élucider les mécanismes écologiques en jeu (production directe, dégradation primaire, cross-feeding, restructuration de la communauté), évaluer l'implantation des souches ajoutées et préparer un pilote in vivo. Isolement (Singapour, M1-M12). Enrichissements anaérobies ciblés à partir de la banque fécale de sangliers, en conditions dérivées du catalogue génomique afin d'orienter le choix des substrats. Identification par 16S complet, séquençage de génomes entiers, caractérisation de la croissance sur substrats fibreux candidats et des profils d'AGCC. Constitution d'une collection de souches déposée dans les deux institutions.

Encapsulation (Toulouse, M13-M24). Formulation en matrices protectrices (alginate/chitosane, enrobages lipidiques ou protéiques) compatibles avec les procédés de fabrication d'aliments. Contrôle de la survie à l'étape de digestion haute simulée, de la cinétique de libération en conditions coliques et du maintien du phénotype fermentaire. Les formes libres et encapsulées sont comparées systématiquement.

Fermentation in vitro avec digestion préalable. Le substrat subit d'abord une digestion enzymatique en deux étapes (pepsine à pH gastrique, puis pancréatine à pH intestinal, protocole adapté de Jha). La fraction soluble digestible par l'hôte est écartée et seule la fraction insoluble qui atteindrait réellement le gros intestin est offerte à l'inoculum microbien. La fermentation est conduite en flacons anaérobies scellés à 39 °C, avec suivi des cinétiques gazeuses par pression, composition des gaz (H, CO, CH) par micro-GC, AGCC (acétate, propionate, butyrate, valérate, acides ramifiés) par HPLC et GC, et séquençage 16S des communautés en fin de fermentation. Le fonctionnement en dizaines à centaines de flacons en parallèle rend réaliste un criblage combinatoire souche × fibre × formulation dans le temps d'une thèse.

Validation antérieure du dispositif. Chez des porcs sélectionnés de façon divergente sur la consommation moyenne journalière résiduelle, la fermentation de la fraction insoluble a montré chez les animaux efficaces une production accrue d'acétate (+15 %) et de propionate (+56 %), le propionate étant attribué principalement à Prevotella et Lactobacillus et fortement corrélé à l'épaisseur de lard dorsal ( = 0,80) (Zemb et al., hal-05322317). Le système capte donc des phénotypes fermentaires ayant un sens biologique à l'échelle de l'animal.

Analyse et éventuel passage in vivo (M25-M30). Intégration des données de génomique des souches, de profils 16S et de métabolites ; modèles mixtes et analyses multivariées (PERMANOVA, analyses d'abondance différentielle, sPLS). Si le calendrier le permet, la meilleure combinaison synbiotique sera évaluée dans un pilote in vivo court.