Soutenance de thèse de Sarah BENABDELKADER

Les maladies parodontales, sont mondialement répandues touchant toutes les tranches d’âge. Ce sont des maladies à l’étiologie plurifactorielle et certains facteurs de risque comme le tabagisme sont très bien identifiés. Sur le plan microbiologique, elles se caractérisent par une dysbiose favorisant l’émergence de pathogène, détruisant le tissu parodontal appelé parodonte par des processus inflammatoires chroniques. Depuis plusieurs décennies, il existe un panel de publications dans la littérature étudiant la composition de la flore orale chez des patients atteints de maladies parodontales. Cela a été possible grâce à la comparaison avec le microbiote sain notamment depuis l’avènement de l’amélioration des techniques de séquençage nouvelle génération (NGS). L’objectif de cette thèse est donc d’élaborer de nouvelles stratégies et d’utiliser de nouvelles techniques d’études pour étudier les potentiels acteurs dans l’apparition des maladies parodontales. Dans un premier temps, une bibliographie exhaustive sur les maladies parodontales a permis la publication d’une revue avec pour objectif de mettre en évidence les dernières connaissances sur l'association entre la parodontite et la composition du microbiome, ainsi que les stratégies de diagnostic et les techniques de traitement récents. Cette revue a permis d’orienter l’étude de l’étiologie microbiologique, les pathogènes impliqués et les profils de microbiote associés aux maladies parodontales. Dans une seconde étude, un protocole de culture, un nouvel outil d’identification par la réaction de polymérisation en chaine (q-PCR) et un système de typage Multi-Locus Sequence Typing (MLST) basé sur le génome ont été créés pour étudier l’implication du protiste Trichomonas tenax dans la survenue de la parodontite. En effet, il s’agit du seul protiste avec Entamoeba gingivalis à avoir été suspecté de participer au développement de la maladie. Les résultats de biologie moléculaire démontrent un portage asymptomatique fréquent de T. tenax aussi bien chez les patients que chez les contrôles, un lien entre la présence du protiste et la sévérité de la maladie mais également l’existence de souches spécifiques associée à la gravité de la parodontite. Il important de noter l’originalité de ce travail de typage qui est basé d’abord sur la culture fastidieuse cet agent (et par la même la constitution de la plus grande collection du monde) puis du séquençage, certes grossier, qui a permis d’obtenir tout de même ce génome eucaryote de 46 millions de paires de bases en 4161 scaffolds. Dans un autre travail, la combinaison de deux approches d’analyses, culturomique et métagénomique a permis de mettre en évidence un le lien éventuel entre la diversité du microbiote oral et les maladies parodontales. L’étude par culturomique reposant sur la multiplication des conditions de culture utilisée ainsi qu’une nouvelle approche d’analyse des résultats obtenus par pyroséquençage ont permis de mettre en évidence des espèces, des genres et des familles spécifiques chez les patients atteints de parodontites, de même que des bactéries dites « protectrices » présentent en majorité chez des contrôles ainsi que la détection d’une nouvelle espèce. Les bactéries retrouvées dans les formes sévères et avancées sont relativement comparables à ce qui a été déjà publié, même si certains agents considérés comme communs n’ont pas été retrouvés que ça soit en culture ou en métagénomique. En revanche, les formes modérées/débutantes permettent de détecter de nouveaux agents bactériens, notamment un groupe particulier de minimicrobes que nous suspectons d’être liés, voire responsables, avec l’apparition de la maladie. Accessoirement, les nouvelles espèces bactériennes isolées par la technique de culturomique ont été étudiée par une approche taxonogénomique.

Periodontal diseases are worldwide prevalent in all age groups. These are diseases with a multifactorial etiology and some risk factors such as smoking are very well identified. Microbiologically, they are characterized by dysbiosis that promotes the emergence of a pathogen, destroying periodontal tissue called periodontal disease by chronic inflammatory processes. For several decades, there has been a panel of publications in the literature studying the composition of oral flora in patients with periodontal diseases. This was possible due to the comparison with healthy microbiota, since the inflow and advancement of next generation sequencing techniques (NGS). The goal of this thesis is to develop new strategies and use new advanced techniques to study the potential actors in the onset of periodontal diseases. Initially, an exhaustive bibliography on periodontal diseases allowed the publication of a review, with the aim of highlighting the latest knowledge on the association between periodontitis and microbiota composition, as well as diagnostic techniques and recent therapeutic strategies. This review led to study the microbiological etiology, involved pathogens, and microbiota profiles associated with periodontal diseases. In a second study, a culture protocol, a new chain polymerization reaction identification tool (q-PCR) and a genome-based Multi-Locus Sequence Typing (MLST) typing system were created to study the involvement of the protist Trichomonas tenax in the occurrence of periodontitis. Indeed, it is the only protist with Entamoeba gingivalis potentially associated with the development of the disease. Molecular biology results demonstrated frequent asymptomatic carriage mechanism of T. tenax and was identified in both patients and controls. Nevertheless, a link between the presence of the protist and disease’s severity, also the existence of specific strains associated with the severity of periodontitis. It is important to note the originality of this work, which is based first on the fastidious culture of this agent (and by the same constitution of the largest collection of the world) then sequencing, which allowed still obtain this eukaryotic genome of 46 million base pairs in 4161 scaffolds. In another work, the combination of two approaches of analysis, culturomics and metagenomics, highlighted on a possible link between the diversity of the oral microbiota and periodontal diseases. Culturomics tool, based on exhaustive culture conditions, as well as results obtained by a new NGS data analysis strategy, allowed identifying specific bacterial species, genera and families in patients with periodontitis. In addition, this procedure identified bacteria called "protective" mostly detected in controls, as well as the isolation of a new bacterial species. Bacteria found in severe and advanced forms were relatively comparable to recent published data, even if some common microorganisms were not found using culture or metagenomics. On the other hand, the moderate / mild forms allowed the detection of new bacterial agents, especially “minimicrobes” a particular group of microorganisms suspected in relation with the occurrence of periodontal diseases. Finally, the new bacterial species isolated by the technique of culturomics were studied by a taxonogenomic approach.