Impact de la formation de vésicules et de la polylysogénie sur les caractéristiques probiotiques de Lactiplantibacillus plantarum – Lysis2Growth

Les métazoaires établissent des interactions complexes avec leurs microorganismes résidents, qui contribuent à différents aspects de la physiologie de l'hôte. L'un de ces aspects importants est la croissance juvénile, en particulier en cas de sous-nutrition chronique. Des conditions environnementales difficiles entraînent un retard de croissance linéaire ainsi qu'une altération de la maturation du microbiote intestinal, qui peut être atténuée par des interventions microbiennes et/ou des interventions nutritionnelles axées sur le microbiote. Malgré nos progrès récentes, la compréhension de la manière dont les microbes intestinaux minimise l'effet délétère de la sous-nutrition et contribuent à une croissance juvénile saine restent mal connus. L'utilisation de modèles animaux simples, tels que la drosophile, permettra d'élucider les mécanismes qui sous-tendent l'impact des bactéries intestinales sur la physiologie de leur hôte. Les membres du genre Lactiplantibacillus ont été largement utilisés comme bactéries lactiques modèles et sont reconnus comme des microorganismes potentiellement bénéfiques pour la santé dans le tractus gastro-intestinal humain. Lactiplantibacillus plantarum (Lp) récapitule l'effet bénéfique d'un microbiote plus complexe, en favorisant la croissance et la maturation de la drosophile lors d'une sous-nutrition chronique. Cet effet dépend en partie de l'augmentation de l'expression des protéases dans les entérocytes, induite par les composants de la paroi bactérienne via une voie de signalisation NF-?B dépendante du peptidoglycane et des signaux supplémentaires dépendant des acides lipoteichoïques d-alanylés (d-Ala-LTA). Il est intéressant de noter qu'en plus d'avoir démontré que Lp améliore la croissance juvénile des souris lorsque les animaux sont en sous-nutrition, nous avons récemment montré que les composants de la paroi bactérienne (y compris le peptidoglycane) isolées des souches de Lp sont des signaux suffisants pour stimuler la croissance des souris en dépit de la sous-nutrition. Ces résultats suggèrent que les mécanismes moléculaires encore inconnus qui sous-tendent la promotion de la croissance juvénile médiée par le microbiote sont probablement conservés au cours de l'évolution.
La question reste de savoir comment les signaux symbiotiques, le d-Ala-LTA et le peptidoglycane en particulier, atteignent les cellules intestinales de la drosophile afin d'exercer leur effet bénéfique sur la physiologie de l'hôte. En raison de la structure anatomique de l'intestin, les dialogues moléculaires entre bactérie et cellules de l’hôte, n'impliquent pas dans la plupart des cas, de contact cellulaire direct. De plus en plus de preuves indiquent que les vésicules bactériennes sécrétées sont des acteurs clés de cette interaction, délivrant des molécules effectrices dans les cellules de l'hôte. En ce qui concerne les bactéries Gram positif et en raison de l'architecture de leur paroi, les moyens de libération des vésicules ne sont pas aussi bien étudiés que pour les bactéries Gram négatif. Le modèle actuel implique des enzymes dégradant le peptidoglycane, en particulier celles associées à la lyse cellulaire induite par les prophages.
Avec ce projet, j'aimerais découvrir des nouveaux signaux symbiotiques impliqués dans la croissance juvénile de la drosophile et leurs moyens de transport des bactéries aux entérocytes, en particulier par les vésicules. Ainsi, je vais (i) caractériser les vésicules produites par Lp jusqu'à leurs contenus (ii) élargir nos connaissances sur les prophages de Lp en étudiant leur biologie et leur contribution à la libération de vésicules et, (iii) déterminer la contribution des vésicules et de leurs contenus aux caractéristiques probiotiques de Lp, en particulier sur leur capacité à promouvoir la croissance juvénile de l'animal.
Une connaissance plus approfondie des mécanismes moléculaires à l'origine des effets bénéfiques des probiotiques contribuera à soutenir leurs allégations de santé.