PRIMAVERA — Caractérisation des vésicules membranaires et des virus dans l’intestin pour le diagnostic et la compréhension des Maladies Inflammatoires Chroniques de l’Intestin

Les virus et les vésicules membranaires produites par les bactéries et l’épithélium constituent une fraction importante mais négligée du microbiote intestinal. Plusieurs études indiquent que la composition en virus du microbiote intestinal est modifiée chez les patients atteints de Maladies Inflammatoires Chroniques de l'intestin (MICI), maladie de Crohn et recto-colite hémorragique, qui concernent plus de 200 000 malades en France. Par ailleurs, l’importance des vésicules membranaires commence tout juste à être appréhendée, avec la découverte de leur rôle dans la médiation des effets anti-inflammatoire de certaines bactéries par exemple. Dans l’ensemble, il existe de nombreuses indications que la fraction "nanométrique" du microbiote intestinal, ie les virus et les vésicules, est liée à l’état de santé des individus. Le but de ce projet est d’identifier les spécificités de cette nano fraction du microbiote intestinal chez des patients atteints de la maladie de Crohn, et ce dans un double objectif de diagnostic et de compréhension de la maladie. Ces objectifs nécessitent le développement de nouvelles approches expérimentales. En effet, si nos connaissances sur les virus du microbiote intestinal sont bien moindre que celles sur la fraction bactérienne de cet écosystème, c’est en partie en raison de difficultés techniques, liées à la fois à leur très petite taille et à leur très grande diversité génétique. Leur petite taille rend leur numération et caractérisation globale très difficile, tandis que la diversité génétique complique grandement leur description et classification par le séquençage haut-débit. Dans ce projet, nous souhaitons développer deux approches nouvelles et complémentaires pour décrire la fraction nanométrique du microbiote intestinal de patients atteints de la maladie de Crohn et de sujets sains. La première approche utilise un nouveau dispositif optique, breveté par les partenaires 2 et 4, et a la potentialité de donner la distribution de taille et de densité de toutes les particules de plus de 25 nm de diamètre, soit la très grande majorité des virus et des vésicules présents dans le microbiote intestinal. Ce dispositif optique devrait nous permettre d’obtenir une signature optique de la maladie de Crohn, qui sera la base d’un nouvel outil de diagnostic très rapide. En effet, par rapports aux autres techniques existantes de dénombrement et caractérisation des virus, ce dispositif a une très grande facilité d’utilisation et ne nécessite pas de purifier les particules avant leur observation. Le développement du dispositif optique en vue de sa commercialisation sera également poursuivi en parallèle. Cette approche devrait permettre de différentier les malades des individus sains, mais elle ne donnera que très peu d’informations concernant les mécanismes en jeu. Pour élucider le rôle des virus et vésicules dans la maladie, nous allons utiliser de nouvelles approches en métagénomiques (méta3C et méthode de coabondance, développée dans l’unité du partenaire INRA de cette proposition), qui devraient nous permettre d’identifier les hôtes des virus, et donc de comprendre leur impact dans le déroulement de la maladie. Les vésicules seront analysées par spectroscopie Raman, qui permet, par l’identification des lipides qui constituent les membranes, d’identifier les cellules productrices, eucaryotes ou bactériennes. Nous espérons que ces résultats, en révélant les mécanismes en jeu, ouvriront la voie à de nouvelles stratégies de traitement de la maladie.