Ecole Doctorale

Sciences de la Vie et de la Santé

Spécialité

Biologie-Santé - Spécialité Microbiologie

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

Microbiote urinaire,cancer de la vessie,culturomique,Metagenomique,Uropathogenes,Microscopie électronique à balayage

Keywords

Urinary microbiota,bladder cancer,Culturomics,Metagenomics,Uropathogens,Scanning electron Microscopy

Titre de thèse

Etude du microbiote urinaire et cancer de la vessie
Study of the urinary microbiota and bladder cancer

Date

Jeudi 30 Juin 2022

Adresse

19-21 Bd Jean Moulin Salle 1

Jury

Directeur de these M. Jean-Christophe LAGIER IHU Méditerranée Infection
Rapporteur Mme Marie KEMPF CHU Angers
Rapporteur M. Michel CARLES CHU Nice
Examinateur M. Philippe PAROLA IHU Méditerranée Infection

Résumé de la thèse

De plus en plus, des études ont démontré que le microbiote urinaire pourrait jouer un rôle important dans le développement, la progression et même la survenue des récidives liées au cancer de la vessie. Cependant des questions fondamentales restent encore mal connues. Ces questions portaient sur l’existence de(s) biomarqueur(s) du cancer de la vessie, sur le rôle du microbiote uropathogène et des mycobactéries utilisées dans la BCG-thérapie du cancer superficiel de la vessie, et enfin sur le rôle du microbiote urinaire dans la disparité entre les sexes du risque de survenue du cancer de la vessie. Dans la première partie de ce travail, nous avons observé dans une revue systématique en considérant uniquement les taxa qui ont été rapportés dans au moins deux études différentes que : (i) Dans le tissu vésical : Le genre Lactobacillus était enrichi dans les tissus non néoplasiques par rapport aux tissus néoplasiques. (ii) Dans les urines obtenues par cathétérisme : Le genre Veillonella était enrichi dans le groupe cancer de la vessie par rapport au contrôle. (iii) Dans les urines mictionnelles : Les genres Acinetobacter, Actinomyces, Aeromonas, Anaerococcus, Pseudomonas et Tepidomonas étaient enrichis dans le groupe cancer de la vessie, tandis que Lactobacillus, Roseomonas, Veillonella étaient enrichis dans le groupe contrôle. Dans une approche polyphasique, combinant la culturomique la métagénomique 16S, et la PCR toutes mycobactéries, nous avons démontré que le microbiote uropathogène pourrait jouer un rôle important dans la faible incidence de survenue du cancer de la vessie chez les sujets de sexe féminin. Aucune espèce du genre Mycobacterium n’a été détectée dans le microbiote urinaire du groupe contrôle et cancer de la vessie. Par ailleurs, en comparant la base des données du microbiote urinaire obtenue par culturomique aux autres microbiotes, nous avons démontré également que le microbiote urinaire était plus proche du microbiote intestinal que du microbiote vaginal, suggérant un changement de paradigme dans la compréhension de ce micro-environnement. Malgré les apports considérables de la métagénomique et la culturomique dans l’étude du microbiote urinaire, celles-ci demeurent très lourdes à mettre œuvre en routine pour l’analyse des urines. Dans la deuxième partie de ce travail, en utilisant la microscopie électronique à balayage (SEM) et l’analyse dispersive en énergie (EDX) pour l’analyse du sédiment urinaire, nos résultats préliminaires suggèrent que les deux analyses peuvent être utilisées pour l’identification présomptive des bactéries et l’identification des cristaux en fonction de leur morphologie et leur composition élémentaire.

Thesis resume

Increasingly, studies have shown that the urinary microbiota may play an important role in the development, progression, and even occurrence of recurrence in bladder cancer. However, there are still fundamental questions that remain unclear. These questions concerned the existence of biomarker(s) for bladder cancer, the role of uropathogens in microbiota and mycobacteria used in BCG therapy of superficial bladder cancer, and finally the role of the urinary microbiota in the gender disparity of bladder cancer risk. In the first part of this work, we observed in a systematic review considering only those taxa that were reported in at least two different studies that: (i) In bladder tissue: The genus Lactobacillus was enriched in non-neoplastic tissue compared to neoplastic tissue. (ii) In catheterized urine: The genus Veillonella was enriched in the bladder cancer group compared to the control. (iii) In voided urine: Acinetobacter, Actinomyces, Aeromonas, Anaerococcus, Pseudomonas and Tepidomonas were enriched in the bladder cancer group, while Lactobacillus, Roseomonas, Veillonella were enriched in the control group. In a polyphasic approach, combining culturomics, 16S metagenomics, and all-mycobacteria PCR, we demonstrated that uropathogens in the microbiota could play an important role in the low incidence of bladder cancer occurrence in female subjects. No Mycobacterium species were detected in the urinary microbiota of the control and bladder cancer groups. Furthermore, by comparing the culturomics database of the urinary microbiota to other microbiota, we also demonstrated that the urinary microbiota was more similar to the gut microbiota than to the vaginal microbiota, suggesting a paradigm shift in the understanding of this microenvironment. Despite the considerable contributions of metagenomics and culturomics in the study of the urinary microbiota, they remain very cumbersome to implement in routine urine analysis. In the second part of this work, using scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX) for urine sediment analysis, our preliminary results suggest that both analyses can be used for presumptive identification of bacteria and identification of crystals based on their morphology and elemental composition.