Soutenance de thèse de Edmond KUETE YIMAGOU

La relation complexe et intime entre les humains et leur microbiome est devenue moins obscure, en partie grâce aux technologies de séquençage à haut débit, permettant des analyses compositionnelles et fonctionnelles qui étaient auparavant une opération irréaliste mais également par les techniques de culture rebâptisé plutard culturomique qui a permis d’augmenter de manière drastique les répertoires du microbiote humain. Cependant, malgré les progrès considérables de la métagénomique et la culturomique, elles ne permettent pas de de répondre de façon satisfaisante a toutes les questions relatives au microbiome et génèrent quelques-fois des résultats discordants. Elles ne permettent pas notamment de saisir la diversité microbienne et la dynamique des communautés dans leur complexité totale. Afin de résoudre le problème de discordance obtenue par ces deux approches, l’introduction de nouvelles approches d’étude du microbiome s’avère nécessaire afin de réduire la ’matière noire microbienne’ (dark matter) qui correspond à un nombre incalculable de séquences nucléotidiques n’étant assignées à aucun microorganisme connus. Les progrès récents en microscopie notamment améliorations des techniques de marquage, l'augmentation de la résolution et de l'automatisation ont fait de la microscopie un outil analytique robuste complémentaire aux autres approches OMICS. Dans cette thèse, après la revue bibliographique nous discutons de l'émergence de la microscopie et de sa contribution dans l'étude du microbiote intestinal humain. Dans la deuxième partie nous étudions le microbiote intestinal en utilisant les approches microscopiques que nous avons dénommée "microscomics". Cette approche nous a permis d’apporter des explications sur les discordances observées par les approches métagénomique et culturomique d’une part, d’identifier des ultrastructures microscopiques qui n’avaient pas encore été décrites dans la littérature et surtout de mettre en évidence pour la première fois dans les selles humaines les candidate phyla radiation (CPR). Dans la troisième partie de ce travail, nous avons associé l’approche culturomique et métagénomique pour explorer particulièrement le microbiote intestinal des sujets avec des infections récidivantes à Clostridium difficile afin d’identifier des cocktails bactériens pouvant servir de bactériothérapie. L’utilisation de la culturomique dans cette partie et de travaux collaboratifs nous a permis d’isoler et d’identifier 21 nouvelles espèces bactériennes décrites dans la dernière partie de ce travail. Mots clés : microscopie optique, microscopie électronique, microbiote intestinal, microscomics, culturomique, métagénomique, minimicrobes, répertoire.

The complex and intimate relationship between humans and their gut microbial communities is becoming less obscure, in part due to high throughput sequencing technology, allowing compositional and functional analyses that were previously an unrealistic operation, but also due to culture techniques renamed later culturomics which allowed a significant increase in human microbial repertoire. However, despite the considerable progress in the field of metagenomics and culturomics, they do not allow satisfactory answers to all the questions related to microbiome and sometimes produce discordant results. They do not allow to capture microbial diversity and community dynamics in their total complexity. In order to solve the problem of discordance obtained by these two approaches. The introduction of new approaches to the investigation of microbiome is necessary to reduce the dark matter. Recent advances in microscopy including improvements in labeling techniques, increased resolution and automation have made microscopy a robust analytical tool complementary to other OMICS approaches. In this thesis, after a literature review, we discuss the emergence of microscopy and its potential impact in the study of intestinal microbiota. In the second part we study the intestinal microbiota using microscopic approaches that we have called "microscomics". This approach allowed us to explain the discrepancies observed by the metagenomics and culturomics approaches on the one hand, to identify microscopic ultrastructure or morphotypes that had not yet been described in the literature and especially to highlight for the first time the candidate phyla radiation (CPR) in the stool. In the third part of this work, we combined the culturomics and metagenomics approach to explore particularly the intestinal microbiota of subjects with recurrent Clostridium difficile infections to identify bacterial cocktails that could be used as bacteriotherapy. The use of culturomics in this part and collaborative work resulted in the identification of 21 new bacterial species described in the last part of this work. Keywords : light microscopy, electron microscopy, gut microbiota, Microscomics, Culturomics, Metagenomics, minimicrobes, repertoire.