Soutenance de thèse de Camille VALLES

Le début des années 2000 a été marqué par une augmentation exponentielle de la connaissance du monde microbien grâce au séquençage de nouvelle génération. Dans ce contexte, de nouvelles divisions bactériennes ont été découvertes dont le superphylum appelé Candidate Phyla Radiation (CPR). La découverte des premières séquences de CPR est relativement récente puisque c’est en 1996 que la première séquence du gène de l’ARN ribosomal 16S de CPR a été découverte. A ce jour, plus de 35 phyla de CPR ont été mis en évidence dans l’environnement et chez l’homme, plus particulièrement dans la cavité orale. Chez l’homme, les phyla les plus courants sont Candidatus Saccharibacteria et Absconditabacteria. Les CPR sont principalement étudiés par approche moléculaire ainsi que par microscopie. Les méthodes de culture de ces minimicrobes sont très peu développées avec uniquement des approches de coculture mises en place à ce jour. Ainsi, les CPR ont été décrits comme étant des symbiontes de bactéries mesurant entre 100 et 400nm, connectés à leur hôte via un pili de type IV et présentant des voies métaboliques réduites et sont donc dépendants de leurs hôtes. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés aux CPR chez l’être humain, et plus précisément leur distribution dans le microbiome en situations physiologiques et pathologiques ainsi que leur culture. En effet, très peu d’études ont été publiées à ce sujet. Pour pallier cela et approfondir nos connaissances, nous avons réalisé une première étude bibliographique reprenant la distribution des CPR chez l’homme, puis une deuxième étude bibliographique rassemblant toutes les techniques de cultures connues à ce jour pour les cultiver en symbiose avec leur hôte ou de façon axénique . Enfin, nous avons effectué un travail préliminaire sur différents sites humains pour connaitre la distribution des CPR et plus particulièrement des Candidatus Saccharibacteria grâce à des méthodes de biologie moléculaire et de microscopie électronique. Les résultats obtenus ont conduit à évaluer le pouvoir infectieux des Candidatus Saccharibacteria en déterminant leur proportion dans des échantillons de sang et d’abcès provenant de patients fébriles. Suite à la détection de Candidatus Saccharibacteria dans le microbiote oral, nous avons participé à l’expansion du répertoire des Candidatus Saccharibacteria chez l’homme par la reconstruction de deux génomes à partir de métagénomes d’échantillons ayant une forte abondance en Candidatus Saccharibacteria. Tous ces travaux ont permis de mettre en évidence la présence du phylum Candidatus Saccharibacteria chez l’homme tant en situations physiologiques que pathologiques puisque des Candidatus Saccharibacteria ont été retrouvé dans du sang de patients fébriles ainsi que pour la première fois dans un abcès frontal et dans des valves cardiaques. Par ailleurs, nous ouvrons ainsi la voie à de nombreux autres travaux car le métabolisme des CPR reste peu connu. La co-culture de Candidatus Saccharibacteria avec leur hôte nous permettrait par leur génome ainsi que leur transcriptome de mieux appréhender leurs interactions symbiotiques et finalement permettre la culture axénique des Candidatus Saccharibacteria.

The rise of next-generation sequencing in the early 2000s led to an exponential increase in the knowledge of the microbial world. This led to the discovery of new bacterial divisions which include the superphylum Candidate Phyla Radiation (CPR). Although the detection of CPR is recent as the first 16S rRNA gene sequence of CPR was discovered in 1996, there are presently over 35 CPR phyla identified in the environment as well as in humans, particularly in the oral cavity. The most common CPR phyla in humans,are Candidatus Saccharibacteria and Absconditabacteria. CPR are mainly studied using molecular approaches as well as imaging. Culture-based approaches for these minimicrobes are very poorly developed with only co-culture approaches implemented to date. Thus, CPR have been described as symbionts of bacteria measuring between 100 and 400nm, connected to their host via a type IV pili and exhibiting reduced metabolic pathways. They are therefore dependent on their host. In this work, we focused on human CPR, and more precisely their distribution in the microbiome in physiological and pathological situations as well as their culture. Indeed, very few studies have been published on this subject. In order to overcome this problem and to deepen our knowledge, we first carried out a bibliographical study on the distribution of CPR in humans, followed by a second bibliographical study summarizing all the culture techniques known to date to cultivate them with their host or axenically. We subsequently carried out a preliminary study on different human sites to determine the distribution of CPR and more particularly Candidatus Saccharibacteria using molecular biology and electron microscopy methods. The results obtained led to the evaluation of the infectious role of Candidatus Saccharibacteria by determining their proportion in blood and abscess samples from febrile patients. Additionally, the reconstruction of two genomes from metagenomes of oral samples with a high abundance of Candidatus Saccharibacteria allowed the expansion of the repertoire of Candidatus Saccharibacteria. Therefore, this doctoral work has allowed us to demonstrate the presence of the phylum Saccharibacteria in humans in both physiological and pathological situations as Candidatus Saccharibacteria were found in the blood of febrile patients and for the first time in a frontal abscess as well as in cardiac valves. However, CPR metabolism is still poorly known. The co-culture of Candidatus Saccharibacteria with their host would allow a better understanding of their symbiotic interactions through their genome and transcriptome, and finally allow their axenic culture.