Dégradation des glycanes de l'hôte par les CAZymes fongiques du MYCobiote intestinal humain – CAZyMYC

Le microbiote intestinal humain (MIH) est une communauté complexe de micro-organismes, qui joue un rôle majeur dans de nombreux aspects de la santé humaine. Il est notamment établi que le MIH est impliqué dans la formation de l'épithélium intestinal et le maintien de son intégrité, la récupération d'énergie, mais aussi la régulation de l'immunité de l'hôte. Le MIH représente également une protection contre la colonisation par des agents pathogènes. En conséquence, une composition déséquilibrée du microbiote, appelée dysbiose, est corrélée avec de nombreuses maladies (comme les maladies intestinales, l'obésité, le diabète). Au cours de la dernière décennie, des efforts massifs ont été déployés pour caractériser la fraction procaryote du microbiote. Profitant des méthodes de séquençage à haut débit, des initiatives à grande échelle ont déployé leurs efforts pour séquencer et cataloguer les espèces bactériennes composant le microbiote et suivre leurs fluctuations au cours de la vie et lors de l’apparition de maladies. Sur le plan fonctionnel, des efforts ont également été entrepris pour décrypter l'interaction de l'hôte avec les bactéries intestinales. Entre autres rôles cruciaux, le MIH est impliqué dans la dégradation d'une très grande diversité de polysaccharides, issus de notre alimentation et produits par nos cellules. La dégradation d'une telle diversité de glycanes nécessite de nombreuses enzymes actives spécifiques (CAZymes). En conséquence, de nombreux travaux ont porté sur la caractérisation fonctionnelle des CAZymes bactériennes du microbiote, mettant en évidence le rôle clé de plusieurs espèces. Ces études illustrent la complexité de la coopération enzymatique et des mécanismes utilisés par les bactéries pour obtenir une dégradation complète d'un polysaccharide donné.
Contrairement à la fraction bactérienne du MIH, les champignons ont été largement ignorés jusqu'à présent. Des études taxonomiques ont commencé à identifier les genres et les espèces qui composent la fraction fongique du microbiote (également appelée mycobiote). Plusieurs études très récentes ont également mis en lumière l’impact de protéines et de métabolites fongiques sur l’hôte. Cependant, à ce jour, la caractérisation fonctionnelle du mycobiote au niveau moléculaire fait toujours défaut et, à notre connaissance, il n'existe aucune donnée sur le rôle fonctionnel du mycobiote dans la dégradation des glycanes. Il est désormais établi que des champignons spécifiques (i) jouent un rôle important dans l'interaction normale hôte-microbiote et (ii) sont impliqués dans des infections et des maladies à incidence croissante (par exemple le syndrome du côlon irritable ou l’obésité), et il est donc nécessaire de relever le défi de sa caractérisation fonctionnelle. Dans ce contexte, le projet CAZyMYC propose une stratégie originale basée sur l'exploration de données génomiques (et autres -omiques) pour identifier les enzymes d'intérêt pour la dégradation des polysaccharides par les principaux champignons intestinaux. Notre stratégie nous permettra de sélectionner des ensembles de protéines cibles à partir d'organismes déjà identifiés comme champignons d'importance du mycobiote tels que Candida albicans, Malassezia restricta ou encore Rhodotorula mucilaginosa. La production hétérologue des enzymes sera réalisée dans la levure Pichia pastoris, et les enzymes recombinantes obtenues seront criblées grâce à une collection de polysaccharides hébergée au CERMAV et qui sera enrichie au cours du projet. Les enzymes les plus originales découvertes dans CAZyMYC seront caractérisées biochimiquement et structurellement. Par conséquent, CAZyMYC permettra une exploration à grande échelle des CAZymes provenant de champignons intestinaux importants et mettra à jour leur potentiel métabolique pour la dégradation des glycanes.