Ecole Doctorale

Sciences de la Vie et de la Santé

Spécialité

Biologie-Santé - Spécialité Maladies Infectieuses

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

Malnutrition aigue sevère,Enfants,Microbiote,Bactéries lactiques,Probiotiques,Butyrate

Keywords

Malnutrition,chlidren,Microbiota,Lactic acid bacteria,Probiotics,Butyrate

Titre de thèse

Caractérisation de la dysbiose associée à la malnutrition aigue sévère au Mali par approche moléculaire
Characterization of gut dysbiosis in severe acute malnutrition in Mali by molecular approch

Date

Vendredi 26 Novembre 2021

Adresse

Institut hospitalo-univesitaire méditerranée Infection, 19 - 21 Boulevard Jean Moulin, Marseille 13005 Salle 8

Jury

Directeur de these M. Matthieu MILLION Institut Hospitalo-Universitaire Méditerranée Infections
CoDirecteur de these M. Mahamadou Aly THERA USTTB/ FMOS/ DEAP/ Malaria research and training center
Rapporteur Mme Safiatou Niaré DOUMBO Université de Bamako
Examinateur M. Jean Bernard LEKANA Université des Sciences de la Santé (USS) Libreville
Rapporteur M. Michel CARLES Centre hospitalier universitaire de Nice
Examinateur Mme Florence FENOLLAR Institut Hospitalo-Universitaire Méditerranée Infections

Résumé de la thèse

La persistance du retard de croissance et la mortalité dans la malnutrition aiguë sévère demeurent des défis majeurs de santé publique. Le développement de nouvelles stratégies de prise en charge est essentiel d’autant plus que cette persistance est de plus en plus associée aux perturbations du microbiote intestinal. Le but de ce travail était d’étudier, dans un premier temps, la composition et la fonction du microbiote intestinal, par approche de biologie moléculaire, chez les enfants sains et en état de malnutrition aiguë sévère. Dans un second temps, l’objectif était d’identifier les microorganismes associés ou non à cette pathologie ainsi que leur rôle au niveau du système intestinal. Pour ce faire nous avons effectué une étude cas témoins avec 143 malnutris aigus sévères et 110 enfants sains de moins de 5 ans sélectionnés selon les normes de croissance de l’OMS dans une zone d’endémie à Kalaban coro, Bamako, Mali. Après approbation du comité d’éthique de la Faculté de Médecine de Bamako et l’obtention du consentement éclairé et signé des participants, les données socio-démographiques et anthropométriques ont été renseignées avant de prélever des échantillons de matière fécale. Pour les enfants malnutris un échantillon de selle étaient recueilli avant le début du protocole de traitement et un autre après résolution de la phase clinique aigue. Chez les enfants sains le premier échantillon de selle était prélevé lors de l’inclusion et le deuxième15 jours après. Ces prélèvements ont été aliquotés et envoyés à Marseille avant de mesurer les paramètres physico-chimiques, de faire la PCR ciblée en temps réel, la métagénomique 16S ainsi que la mesure d’acide gras à chaines courtes par chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse pour une exploration exhaustive du microbiote infantile. Nous avons ainsi confirmé la déplétion globale de bactéries anaérobies et une déplétion spécifique de bactéries lactiques telles que Bifidobacterium au niveau du genre et Streptococcus au niveau de l’espèce avec un enrichissement aux bactéries du genre Enterococcus. Nous avons aussi observé une déplétion de bactéries productrices de butyrate telles que Faecalibacterium prausnitzii qui était associé à un effondrement de ce métabolite clé du système immunitaire intestinal. Nous avons enfin montré la perte spectaculaire d’archée méthanogènes dans la malnutrition avec Methanobrevibacter smithii qui n’était plus détecté à l’âge de 24 mois alors qu’il était présent chez 90% des enfants sains à cet âge. Nos résultats suggèrent que ces bactéries diminuées ou perdues dans la malnutrition constituent une entité à explorer sur un plan physiologique et métabolique en vue de proposer de nouvelles lignes thérapeutiques à base de probiotiques pour une amélioration de la prise en charge de la malnutrition aiguë sévère

Thesis resume

Persistent stunting and severe acute malnutrition mortality remain major public health challenges. The development of new management strategies is essential especially as this persistence is in-creasingly associated with disturbances of the gut microbiota. The aim of this work was to assess the composition and function of the gut microbiota, by molecular biology approach, in healthy children and those suffering from severe acute malnutrition. Second objective was to identify the microorganisms associated or not with this pathology as well as their role in the intestinal system. We carried out a case-control study with 143 severely malnourished and 110 healthy children under 5 selected according to WHO growth standards in an endemic area in Kalaban Coro, Bamako, Mali. After approval by the ethics committee of the Faculty of Medicine and odonto-stomatology of Bamako and obtaining the informed and signed consent of the participants, the socio-demographic and anthropometric data were entered before taking fecal samples. For malnourished children first stool sample was collected before the start of the treatment protocol and another after resolution of the acute clinical phase. In healthy children, the first stool sample was taken at inclusion and the second 15 days later. These samples were aliquoted and sent to Marseille before measuring the physicochemical parameters, performing the targeted real-time PCR, 16S metagenomics as well as the measurement of short-chain fatty acid by gas chromatography-mass spectrometry for a comprehensive exploration of the infantile gut microbiota. We thus confirmed the overall depletion of anaerobic bacteria and a specific depletion of lactic acid bacteria such as Bifidobacterium at the genus level and Streptococcus at the species level with an enrichment for bacteria of the genus Enterococcus. We also observed a depletion of butyrate-producing bacteria such as Faecalibacterium prausnitzii which was associated with a breakdown of this key metabolite of the intestinal immune system. Finally, we have shown the spectacular loss of methanogenic archaea in malnutrition with Methanobrevibacter smithii which was no longer detected at the age of 24 months whereas it was present in 90% of healthy children at this age. Our results suggest that these bacteria, reduced or lost in malnutrition, constitute an entity to be explored at physiological and metabolic level with a view to proposing new generation therapeutic lines based on probiotics for an improvement in the management of severe acute malnutrition.