Rôle de la dysbiose microbienne intestinale dans le développement de la spondyloarthrite – MICROSPA

La relation entre microbiote intestinal et arthrites reste encore peu étudiée. Nos études récentes dans la spondyloarthrite (SpA) -séquençage haut débit des selles de 350 patients et témoins (T)- ont révélé une dysbiose intestinale spécifique de cette pathologie, caractérisée par une réduction de la diversité microbienne et de l'abondance de plusieurs taxa, contrastant avec l'abondance accrue de quelques espèces bactériennes, dont Ruminococcus gnavus, corrélées à l'activité de la maladie.
Notre hypothèse est que les espèces bactériennes en expansion durant les phases actives de la SpA pourraient jouer un rôle pathogène direct. Cela concerne en particulier R. gnavus, dont le génome est hautement variable, comportant des souches déjà identifiées comme associées aux maladies inflammatoires de l'intestin ou au Lupus et présentant des gènes qui pourraient contribuer à sa pathogénicité par différents mécanismes. Certaines souches de R. gnavus ont notamment une activité mucolytique qui pourrait fragiliser la barrière épithéliale ou produisent des constituants pro-inflammatoires (polysaccharide de paroi, superantigènes B).
Ce projet repose sur un Consortium de partenaires académiques collaborant activement. Ses buts sont 1) d'isoler des souches d'espèces bactériennes d'intérêt, de caractériser leurs gènes/produits spécifiquement associés à la SpA ; 2) de tester la pathogénicité de ces souches in vitro sur des cellules de patients ou de T ; 3) de caractériser in vivo leur rôle pathogène dans le modèle de SpA du rat transgénique HLA-B27 (rat-B27).
La Tâche 1 concerne l'administration du projet, le suivi des réalisations, la valorisation et la propriété intellectuelle.
Dans la Tâche 2, nous isolerons des souches de R. gnavus à partir d'échantillons (selles, biopsies intestinales) de patients atteints de SpA et de T. Ces souches seront caractérisées sur le plan génétique et metabolique pour identifier des propriétés spécifiques de la SpA potentiellement pathogènes. Ces données seront complétées par l'analyse des gènes et des voies métaboliques des métagénomes disponibles et par l'étude métabolomique de selles et de plasma de SpA et de T, pour en déduire des conséquences biologiques spécifiques de la SpA.
La Tâche 3 testera in vitro le rôle pro-inflammatoire des gènes bactériens sélectionnés sur des lignées cellulaires grâce au système de criblage Metafun et celui des souches d'intérêt sur des organoides intestinaux et des "gut-on-chips" générés à partir de biopsies d'intestin ainsi que sur les monocytes et lymphocytes T intestinaux de 50 couples SpA/T. Les souches de R. gnavus associées à la muqueuse intestinale seront quantifiées par RT-q-PCR.
La Tâche 4 testera la causalité des souches bactériennes chez le rat-B27 in vivo et in vitro. Les rats-B27 seront colonisés avec les souches -de R. gnavus ou d'autres espèces- isolées de SpA. Leur effet pro-inflammatoire sera testé sur des rats-B27 traités au sevrage avec des antibiotiques ou du polyéthylène glycol puis gavés quotidiennement durant plusieurs semaines avec les bactéries candidates puis sur des rats-B27 germ-free monoassociés avec les bactéries candidates. La réactivité des lymphocytes T de rats-B27 sera testée in vitro vis-à-vis des bactéries ayant servi à les gaver.
En résumé, ce projet permettra la caractérisation approfondie de bactéries intestinales suspectes de pathogénicité dans la SpA. Il est conçu pour apporter une preuve de concept que le microbiote intestinal pourrait jouer un rôle pathogène direct dans le développement de la SpA en étudiant ses conséquences sur le métabolome, sur la réactivité des cellules immunes et épitheliales de l'intestin, et dans le modèle de SpA du rat-B27. S'il est démontré que des certaines souches de bactéries peuvent jouer un rôle causal dans la SpA, cela ouvrira la voie aux interventions thérapeutiques cherchant à corriger la dysbiose par la vaccination, les prébiotiques ou probiotiques, la phagothérapie, ou la transplantation fécale.