Mécanismes d’action de l’inuline et du pantoprazole sur la dysbiose induite par une beta-lactamine chez la souris, et sur la permissivité du microbiote à la colonisation digestive par un pathogène opportuniste

Le microbiote intestinal est un des principaux réservoirs de micro-organismes responsables de maladies comme des bactéries résistantes aux antibiotiques ou des levures. La colonisation digestive par un de ces micro-organismes est leur présence prolongée dans l’intestin, détectable dans les selles. Nous avons précédemment démontré qu’un traitement composé d’une fibre alimentaire et d’un médicament anti-acide réduisait la concentration de bactéries résistantes aux antibiotiques dans les selles de souris exposées à un antibiotique. Le traitement n’était efficace cependant que chez une moitié des souris. Nous faisons l’hypothèse que l’efficacité du traitement pourrait dépendre de l’alimentation des souris. Par ailleurs, afin de confirmer l’efficacité du traitement du traitement chez la souris avant d’envisager son étude chez l’Homme, nous devons démontrer que ces résultats s’appliquent à la colonisation digestive par un autre micro-organisme, comme une levure. Les objectifs de ce projet sont les suivants : 1° décrire l’effet de l’anti-acide seul, de la fibre alimentaire seule, et de leur association sur le microbiote intestinal. 2° mettre au point un modèle de colonisation digestive par une levure chez des souris exposées à un antibiotique 3° évaluer l’impact de l’anti-acide seul, de la fibre seule et de leur association sur la colonisation digestive par la levure 4° évaluer l’impact d’un régime occidental sur le microbiote intestinal et sur la colonisation intestinale par une bactérie résistante aux antibiotiques ou par une levure, chez des souris exposées ou non à un antibiotique.

La colonisation digestive par une bactérie résistante aux antibiotiques ou une levure ne provoque pas de symptôme, tant que le microorganisme reste à l’intérieur de l’intestin. Cependant, le micro-organisme peut finir par passer dans le sang ou les urines et provoquer une infection difficile à traiter. Par ailleurs, l’élimination du microorganisme lors de la défécation peut contaminer l’environnement et d’autres personnes qui vont devenir à leur tour colonisées. Il n’y a actuellement pas de traitement efficace de la colonisation digestive par une bactérie résistante aux antibiotiques ou une levure. Dans nos travaux antérieurs, nous avons identifié un traitement capable de limiter le niveau de colonisation digestive par une bactérie résistante aux antibiotiques. Ce traitement, basé sur deux composés bien tolérés par l’Homme et peu onéreux, serait facile à utiliser chez l’Homme dès le début d’une antibiothérapie. Avant d’envisager un essai clinique chez l’Homme, les mécanismes d’action de ce traitement chez la souris doivent être compris, y compris en cas d’alimentation de type occidental. Par ailleurs, l’efficacité de ce traitement sur la colonisation par une levure doit également être évaluée chez la souris. Ce projet vise à traiter en premier lieu un problème de santé chez l’Homme. Cependant la colonisation digestive par des bactéries résistantes aux antibiotiques existe également chez des animaux d’élevage et les petits animaux domestiques, avec un risque potentiel de transmission à l’Homme. Enfin, la diminution de l’élimination de bactéries résistantes aux antibiotiques dans les selles pourrait limiter la contamination des eaux usées, et donc la dissémination de la résistance aux antibiotiques dans l’environnement. La prévention de la colonisation digestive par des bactéries résistantes aux antibiotiques, cible de ce projet, a donc un impact potentiel positif sur les 3 composants d’une santé globale – humaine, animale et environnementale. Si ce projet expérimental conforte les résultats antérieurs, et si des études observationnelles humaines en cours laissent envisager l’extrapolabilité de ces résultats à l’Homme, un essai clinique pourra être débuté chez l’Homme, dont nous sommes en droit de prévoir la fin d’ici 10 ans. Les bénéfices de ce projet animal doivent donc être envisagés à moyen terme, et nous n’en identifions pas à court terme.

Tous les animaux auront des prélèvements de selles à l’état vigile (1 par jour). Pour ce faire, chaque souris sera installée dans une nouvelle cage, le temps d’émettre une nouvelle selle (temps généralement inférieur à 30 minutes). Selon les groupes, 10 à 14 prélèvements de selle seront réalisés. Le seule procédure invasive sera une instillation intragastrique (une par animal) sous anesthésie, pour 17 groupes de souris (durée avec anesthésie, 5 minutes). Les autres procédures seront une modification du régime alimentaire, et l’administration dans l’eau de boisson de médicaments ou d’une fibre alimentaire, tous bien tolérés.

La seule procédure invasive prévue dans le protocole est une instillation intra-gastrique, réalisée au maximum une fois par souris. L’instillation intragastrique consiste à poser sous anesthésie une sonde dans l’estomac, en passant par la bouche, pour administrer le micro-organisme destiné à coloniser le microbiote intestinal. Notre expérience avec ce modèle montre que les souris souffrent peu tout au long de l’expérience : pas de douleur, pas de perte de poids, pas de limitation de l’activité ou de la mobilité, pas de comportement anormal. Les souris ont des selles molles au cours du traitement antibiotique, mais nous n’avons pas observé de diarrhée ni de déshydratation. De même, notre expérience montre que les traitements par anti-acide ou par fibre alimentaire n’induisent pas de signe clinique. Notre protocole induit une source de stress : l’isolement en cage seule, nécessaire par le fait que les souris mangent naturellement leurs selles et celles des autres souris présentes dans la cage. Ce comportement est en effet susceptible de modifier les microbiotes digestifs et de gommer les différences entre les souris, que nous avons identifiées dans nos travaux antérieurs, et qui permettent de modéliser une approche de type médecine personnalisée. Afin de limiter ce stress lié à l’isolement, nous enrichirons l’environnement des cages individuelles.

Les interventions de la procédure expérimentale (traitement antibiotique ou par anti-acide, administration d’une fibre alimentaire, inoculation intragastrique d’une bactérie ou d’une levure) modifient durablement le microbiote des souris. L’âge des souris impacte également sa composition et ses fonctions. De ce fait, les souris ne sont pas réutilisables pour une nouvelle étude. De ce fait, toutes les souris seront mises à mort à la fin de l’expérimentation.

Le modèle de colonisation digestive chez la souris est un modèle de référence, simple et facilement reproductible. Notre équipe maîtrise parfaitement ce modèle pour tous les types d’analyses prévues pour cette étude. Les animaux seront des souris albinos de 5 semaines de vie. Les souris auront donc 6 semaines de vie après habituation. Cette souche de souris a déjà été utilisée dans des modèles d’études du microbiote, en particulier dans notre laboratoire. L’âge de 6 semaines après habituation autorise l’instillation de volumes satisfaisants lors de l’instillation intragastrique ainsi qu’une manipulation plus aisée.