Soutenance de thèse de Issa Isaac NGOM

L’intestin humain est colonisé par un grand nombre de microorganismes qui ont des associations intimes avec notre organisme. Les approches fondées sur la culture ont permis de mieux comprendre la complexité de ces communautés microbiennes. Cependant, l’application de technologies de séquençage à haut débit a permis d’identifier un grand nombre de membres de la communauté tant au niveau phylogénétique qu’au niveau du métagénome. Ce dernier a permis de définir un ensemble de référence de plusieurs millions de gènes principalement bactériens et a servi de base à l'élaboration d'approches omiques permettant de cibler la taxonomie, l'activité et la fonction du microbiome humain. La disponibilité d'informations exhaustives sur le génome de nombreux microbes, y compris des espèces non cultivables dans des écosystèmes microbiens complexes tels que l’intestin ont fourni un moyen d’accéder à des informations génomique, transcriptomique et protéomique. Par conséquent, la métaprotéomique, basée sur la puissance de la spectrométrie de masse à haute performance, permet d’effectuer la caractérisation à grande échelle de protéines issues du microbiote intestinal. Par ailleurs, elle devient une approche complémentaire aux données métagénomiques. Dans cette thèse nous nous sommes appesanti en premier sur les stratégies et applications de la métaprotéomique dans la recherche microbienne intestinale en présentant ses limites et défis dans l’ère des méta-omiques. Ensuite, nous avons montré dans la seconde partie qu’une intégration des données de culturomics, de métagénomique et de métaprotéomique permet d’avoir une vision exhaustive et complémentaire sur la cartographie taxonomique microbienne de l’intestin. L’utilisation de la culturomique dans cette partie a permis d’augmenter 19 nouvelles espèces bactériennes dans le répertoire du microbiote intestinal dont 7 sont décrites dans la dernière partie de ce travail. Dans la troisième partie de cette thèse nous avons étudié le profil métabolomique de patients atteints d’infection à Clostridium difficile après transplantation de microbiote fécal. Nous avons alors montré qu’après greffe de microbiote fécal il y a une restauration du métabolisme des acides gras à chaines courtes

The human gut is colonized by many microorganisms that are closely associated to the human body. Culture-based approaches have provided a better understanding of the complexity of these microbial communities. However, the application of high-throughput sequencing technologies has identified large numbers of community members at both the phylogenetic and the metagenome level. The latter has allowed us to define a set of several millions of references genes, mainly bacterial genes and provided the basis for developing approaches that target the taxonomy, activity and function of the human microbiome. The availability of extensive genome information for many different microbes, including unculturable species in complex microbial ecosystems such as the gut, has provided a means of accessing genomic, transcriptomic and proteomic information. Therefore, the metaproteomics, based on the power of high-performance mass spectrometry, allow the large-scale characterization of intestinal microbiota proteins. Moreover, it becomes a complementary approach to metagenomic data. In this thesis, we first focused on the strategies and applications of metaproteomics in intestinal microbial research, presenting its limits and challenges in the era of meta-omics. Secondly, we showed that, an integration of the culturomics, metagenomics and metaproteomics data provides a comprehensive and complementary view of microbial taxonomic mapping of the intestine. The application of the culturomics in this part has allowed to increase 19 new bacterial species in the repertoire of gut microbiota of which, 7 are described in the last part of this work. In the third part of this thesis, we studied the metabolomics profile of patients with Clostridium difficile infection after fecal microbiota transplantation. Then to finish, we demonstrated that after a fecal microbiota transplant, there is a restoration of the metabolism of short chain fatty acids.