Soutenance de thèse de Manon BOXBERGER

Ecole Doctorale
Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité
Biologie-Santé - Spécialité Maladies Infectieuses
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
culturomique,microbiote cutané,métagénomique,Age,Probiotique,Vieillissement
Keywords
culturomics,cutaneous microbiota,metagenomics,Age,Probiotic,Aging
Titre de thèse
Le microbiote cutané : analyse exploratoire de sa composition et de sa variation avec l’âge chez la femme adulte
The skin microbiota: exploratory analysis of the composition and variation with age in adult women
Date
Friday 21 January 2022
Adresse
IHU-Méditerrannée Infection 19-21 Boulevard Jean Moulin 13005 - Marseille
Salle 8
Jury
Directeur de these M. Bernard LA SCOLA Aix-Marseille Université
Rapporteur M. Olivier JOIN-LAMBERT Université de Caen Normandie
Rapporteur Mme Evelyne PICARD-MEYER Nancy Laboratory for Rabies and Wildlife, ANSES, 51220 Malzéville, France
Examinateur Mme Virginie MONNET-CORTI Aix-Marseille Université

Résumé de la thèse

La peau est habitée par une pléthore de micro-organismes aussi différents que des bactéries, des archées, des champignons et même de petits arthropodes. Ensemble, ils constituent le microbiote cutané. Ce microbiote est soumis à de nombreux paramètres de variation, à la fois intrinsèques et extrinsèques. Des études récentes ont identifié des associations entre des changements dans ces populations commensales et des changements physiologiques tels que le vieillissement et diverses maladies dermatologiques non seulement chez l'homme mais chez tous les vertébrés. Avec l'avènement récent de la biologie moléculaire et du séquençage de nouvelle génération (NGS) comme outils d'identification microbiologique, les connaissances sur le microbiome cutané ont augmenté de façon exponentielle. Cependant, les méthodes de culture restent un outil essentiel pour étudier les caractéristiques des microorganismes in vivo. Ces dernières années, la culturomique a été une méthode qui n'a cessé de s'améliorer et est devenue un pilier pour la découverte de nouveaux organismes en relation avec l'homme. Ce dernier repose sur la multiplication des conditions d'isolement et de culture de micro-organismes, pour permettre la croissance de la plus grande diversité de bactéries, levures, ou champignons parmi lesquels ceux habituellement considérés comme non cultivables sans être nécessairement minoritaires et dont le rôle est donc largement méconnu. Parmi les méthodes décrites comme permettant la culture de microorganismes considérés comme « difficiles à cultiver », l'une des premières stratégies repose sur la supplémentation, la personnalisation ou la modification des milieux d'isolement et de culture, une autre sur le mimétisme des conditions de croissance en milieu naturel. Le milieu MB2L a été développé et utilisé dans cette étude pour isoler et sélectionner des bactéries cutanées dont la croissance est masquée par les principales espèces cutanées (telles que Staphylococcus).Dans cette étude, en plus de montrer un schéma préférentiel de portage de différentes espèces bactériennes entre les deux groupes d'âge, nous avons isolé 20 nouvelles espèces bactériennes jamais décrites auparavant. L'analyse du portage par qPCR de ces nouvelles espèces bactériennes a été réalisée sur un premier panel de 170 échantillons (registre 1) dont 85 échantillons du front et 85 échantillons de la main, puis après épuisement de cette dernière, un second panel de 62 prélèvements (registre 2) du front uniquement. Cette analyse a permis de déterminer si ces bactéries étaient commensales ou transitoires. Sur nos 20 nouvelles espèces bactériennes, 7 ont été déterminées comme commensales, donc potentiellement plus intéressantes pour des investigations plus poussées sur leurs rôles ou ce qu'elles pourraient produire, et leur interaction avec la peau, notamment via la coculture avec des modèles cutanés 3D. Ces organismes sont le point de départ point d'investigations futures qui visent à découvrir leur rôle bénéfique potentiel pour la peau et à créer des attentes pour leur utilisation comme probiotique et postbiotique ou la découverte de nouveaux composés bioactifs dérivés de bactéries (pour l'utilisation comme postbiotique), ils pourraient également être le substrat de détermination expérimentale de composés prébiotiques. Les 13 autres ont été soumis à une description publique.

Thesis resume

The skin is inhabited by a plethora of microorganisms as different as bacteria, archaea, fungi and even small arthropods. Together, they make up the skin microbiota. This microbiota is subject to numerous parameters of variation, which are both intrinsic and extrinsic. Recent studies have identified associations between changes in these commensal populations and physiological changes such as aging and various dermatological diseases not only in humans but in all vertebrates. With the recent advent of molecular biology and next-generation sequencing (NGS) as tools for microbiological identification, knowledge about the skin microbiome has grown exponentially. However, culture methods remain an essential tool to study the characteristics of microorganisms in vivo. In recent years, culturomics has been a method that has continued to improve and become a mainstay for the discovery of new organisms in relation to humans [. The latter is based on the multiplication of the conditions of isolation and culture of microorganisms, to allow the growth of the greatest diversity of bacteria, yeasts, or fungi among which those usually considered as non-cultivable without necessarily being in the minority and whose role is thus largely unknown. Among the methods described as allowing the cultivation of microorganisms considered as "difficult to cultivate", one of the first strategies is based on the supplementation, customization or modification of isolation and culture media, another on the mimicry of growth conditions in the natural environment.The MB2L medium was developed and used in this study to isolate and select skin bacteria whose growth is masked by the main skin species (such as Staphylococcus). In this study, in addition to showing a preferential pattern of carriage of different bacterial species between the two age groups, we isolated 20 new bacterial species never described before. Carriage analysis by qPCR of these new bacterial species was performed on a first panel of 170 samples (register 1) of which 85 samples were from the forehead and 85 samples from the hand, and then after exhaustion of the latter, a second panel of 62 samples (register 2) from the forehead only. This analysis made it possible to determine whether these bacteria were commensal or transient. Of our 20 novel bacterial species 7 were determined as commensals, so potentially of greater interest for further investigations of their roles or what they could produce, and their interaction with the skin, notably through the coculture with 3D skin models.These organisms are the starting point of future investigations that aim to discover their potential beneficial role for the skin and create expectations for their use as probiotic and postbiotic or the discovery of new bacterial-derivated bioactive compounds (for the use as postbiotic), they also could be the substrate for experimental determination of prebiotic compounds. The 13 others were subjected for public description.