Soutenance de thèse de Luis Johnson NDAKPA KANGALE

Les planaires sont des invertébrés considérés comme des modèles d’études de relation hôte-pathogène. Plusieurs mécanismes de l'immunité des planaires ont été récemment identifiés, qui font intervenir des effecteurs comme les cellules réticulaires, les phagocytes intestinaux et les néoblastes ; ainsi que les gènes cruciaux tels que Morn2 et P38. De plus ce ver a une mémoire immunitaire dite immunité entrainée, qui est capable de réponse plus intense et plus rapide à une seconde infection. Cependant, le rôle du microbiote de la planaire dans cette résistance antimicrobienne n’a jamais été élucidé. Mon travail de thèse consistait à mettre en exergue le profil du microbiote cultivable de la planaire, de distinguer le microbiote intestinal du microbiote mucosal, et d’identifier les bactéries qui seraient impliquées dans la réponse antimicrobienne. Il ressort de ce travail que la détermination de la communauté bactérienne de la planaire par culturomique a permis d’isoler 40 espèces appartenant aux phyla Proteobacteria (60%), Bacteroidetes (20%) Firmicutes (10%) et Actinobacteria (10%). Dans cette population bactérienne, une forte prédominance de bactéries à Gram négatif (82.5 %) a été observée par rapport aux bactéries à Gram positif (17.5 %). L’utilisation de gel d’agarose à 13% a permis d’isoler 72,5% de bactéries dans l’intestin, 5% dans le mucus et 22,5% à la fois dans le mucus et l’intestin. De plus j’ai caractérisé et décrit 5 nouvelles espèces par l’approche taxonogénomique. Pour étudier le rôle du microbiote de la planaire, les planaires ont été rendues stériles (sans microbiote) par l’administration d’antibiotiques (ciprofloxacine 200 µg/ml ; colistine, imipenème, métronidazole et vancomycine 5 mg/ml). Ensuite, l’infection avec les bactéries S. aureus, E. faecalis, S. typhimurium, et K. pneumoniae a montré que les planaires stériles présentaient un défaut d’élimination de S. aureus et E. faecalis, alors que S. typhimurium, et K. pneumoniae étaient éliminées au bout de 3 ou 6 jours. Dans ce même contexte, une sous-expression de gènes antimicrobiens (Smed-P38 et Smed-Morn2) a été mise en évidence chez les planaires stériles. Par la suite, le microbiote intestinal des planaires stériles a été complémenté par des bactéries isolées dans l’intestin du ver, dont Ensifer adhaerens, Chryseobacterium balustinum, Micrococcus yunnanensis et Staphylococcus haemolyticus. Seulement Micrococcus yunnanensis et Staphylococcus haemolyticus ont restitué la capacité d’éliminer S. aureus. De ce fait, la planaire pourrait être utilisée comme un modèle d’étude du microbiote, et Micrococcus yunnanensis et Staphylococcus haemolyticus pourraient servir de probiotiques.

Planarians are invertebrates used as models for the study of host-pathogen relationships. Several mechanisms of planarians immunity have recently been identified, which involve effectors such as reticular cells, intestinal phagocytes and neoblasts as well as crucial genes such as Morn2 and P38. This worm has an immune memory called trained immunity, which is capable of a faster and more intense response in case of a second infection. However, the role of the planarian microbiota in this antimicrobial resistance has never been elucidated. My thesis objective was to highlight the profile of the planarian cultivable microbiota, to distinguish the intestinal microbiota from the mucosal microbiota, and to identify the bacteria that could be involved in antimicrobial response. In this work, the determination of the bacterial community of the planarian by culturomics has led to the isolation of 40 species classified in the Proteobacteria (60%), Bacteroidetes (20%) Firmicutes (10%) and Actinobacteria (10%) phyla. In this bacterial population, a strong prevalence of Gram-negative bacteria (82.5%) was observed (vs only 17.5% for Gram-positive bacteria). The use of 13% agarose gel has helped detect 72.5% of bacteria in the gut, 5% in mucus and 22.5% in both the mucus and intestine. In addition, I have characterized and described 5 new species using the taxonogenomic approach. In order to study the role of the planarian microbiota, planarians were sterilized (microbiota-free) by administrating antibiotics (ciprofloxacin 200 g/ml; colistin, imipenem, metronidazole and vancomycin 5 mg/ml). Then, following infection with the bacteria S. aureus, E. faecalis, S. typhimurium, and K. pneumoniae, we observed that sterile planarians were defective in eliminating S. aureus and E. faecalis, while S. typhimurium, and K. pneumoniae were eliminated after 3 or 6 days. In this context, a down expression of antimicrobial genes (Smed-P38 and Smed-Morn2) was observed in microbiota-free planarians. In a further step, the intestinal microbiota of sterile planarians was supplemented by bacteria isolated from the intestine of the worm, including Ensifer adhaerens, Chryseobacterium balustinum, Micrococcus yunnanensis and Staphylococcus haemolyticus. Only Micrococcus yunnanensis and Staphylococcus haemolyticus restored the capacity to eliminate S. aureus. As a result, the planarian may be used as a model for studying the microbiota. Micrococcus yunnanensis and Staphylococcus haemolyticus may be used as probiotics.