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CD Ciblage des mécanismes impliqués dans l'émergence des troubles psychiques induits par une carence périnatale en micronutriments donneurs de méthyle et une perturbation de l'axe microbiote – intestin – cerveau.

Offre de thèse

CD Ciblage des mécanismes impliqués dans l'émergence des troubles psychiques induits par une carence périnatale en micronutriments donneurs de méthyle et une perturbation de l'axe microbiote – intestin – cerveau.

Date limite de candidature

01-06-2025

Date de début de contrat

01-10-2025

Directeur de thèse

POURIE Grégory

Encadrement

encadrement à 50/50 pour la totalité des items d'encadrement du doctorant

Type de contrat

Concours pour un contrat doctoral

école doctorale

BioSE - Biologie Santé Environnement

équipe

contexte

Une perturbation de l'équilibre entre les bactéries symbiontes et pathobiontes, que l'on nomme communément « dysbiose intestinale », engendre des effets néfastes sur l'hôte. Cette dysbiose contribue à l'augmentation de la perméabilité intestinale se traduisant par un syndrome d'hyperperméabilité intestinale qui peut induire une réponse immunitaire exacerbée pouvant être à l'origine d'une inflammation chronique aussi bien au niveau du tractus gastro-intestinal qu'aux niveaux systémique et cérébral (Haroon et al., 2012 ; Mörkl et al., 2018). En effet, la présence d'une dysbiose a été rapportée dans de nombreuses pathologies tant intestinales comme les MICI (Rajca et al., 2014) ou encore le SII (Chassard et al., 2012), que cérébrales telles que les troubles psychiques comme la dépression (Lv et al., 2017 ; Mörkl et al., 2018). Les troubles anxio-dépressifs sont régulés par les vitamines, les neurotransmetteurs ou encore les métabolites microbiens neuroactifs dépendants de la flore intestinale (Badawy, 2017). En effet, le microbiote intestinal est capable de synthétiser des précurseurs de certains neurotransmetteurs tels que le tryptophane (précurseur de la sérotonine) ou la tyrosine (précurseur de la dopamine). Ces précurseurs sont capables de traverser la barrière hémato-encéphalique (BHE) engendrant une augmentation du taux de sérotonine et dopamine au niveau cérébral (Jenkins et al., 2016). De nombreuses bactéries sont également impliquées dans la production de neurotransmetteurs tels que : la noradrénaline produite par Escherichia coli, Bacillus, et Saccharomyces ; l'acide -aminobutyrique (GABA) produit par Lactobacillus et Bifidobacterium ; la dopamine produite par Bacillus, Escherichia coli et la sérotonine produite par Klebsiella et Escherichia coli, Enterococcus, Streptococcus et Bifidobacterium (Lyte et al., 2011 ; Chevalier et al., 2020). La sérotonine (5-HT) est un neurotransmetteur qui peut impacter à la fois le SNC et le SNE. Au niveau périphérique, la sérotonine affecte la motilité intestinale, la sécrétion d'enzymes digestives et le recrutement de neutrophiles stimulant ainsi la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires. Au niveau du SNC, la sérotonine a des effets anorexigènes et elle est fortement impliquée dans la survenue de troubles anxio-dépressifs (Mandić et al., 2019 ; Israelyan et al., 2019). Mais malgré son rôle primordial dans la régulation de la fonction cérébrale et le comportement, environ 90% de la teneur en sérotonine de l'organisme est synthétisée au niveau intestinal par les cellules entérochromaffines à partir du tryptophane. Le microbiote intestinal est le principal régulateur de la biodisponibilité du tryptophane qui provient essentiellement de l'alimentation (Carlino et al., 2013). Notre objectif est donc de cibler les mécanismes en lien avec les bactéries du microbiote, les acteurs moléculaires libérés, les voies sérotoninergiques, dans le cadre des troubles psychiques et les carences en donneur de méthyles qui sensibilisent à ces dérégulations.

spécialité

Sciences de la Vie et de la Santé - BioSE

laboratoire

NGERE - Nutrition-Génétique et Exposition aux Risques Environnementaux

Mots clés

axe intestin-cerveau, troubles psychiques, microbiote, métabolisme des monocarbones, sérotonine

Détail de l'offre

La prévalence des troubles psychiques apparaît plus élevée chez les personnes atteintes de maladies intestinales. Inversement, les patients dépressifs présentent un risque multiplié par deux de développer une pathologie intestinale. Une dysbiose intestinale a été rapportée dans chacune de ces pathologies suggérant son implication dans ce dialogue. La composition du microbiote intestinal dépend fortement de l'alimentation. Une carence maternelle en micronutriments donneurs de méthyle (vitamines B9 et B12) engendre une altération du microbiote intestinal, une inflammation intestinale et cérébrale ainsi qu'une perturbation du métabolisme du tryptophane et des voies sérotoninergiques chez la descendance. Alors qu'un premier projet de thèse sur ce sujet (2024) a pu démontrer l'existence de ces mécanismes, notre projet vise à identifier les souches bactériennes impactées par ces carences périnatales afin d'élucider leurs interactions avec l'hôte et leurs rôles dans la perturbation des voies sérotoninergiques. Cette étude permettra ainsi de mieux comprendre les mécanismes conduisant à l'émergence des troubles psychiques et ainsi de contribuer au développement de stratégies thérapeutiques ciblées, avec notamment une restauration du microbiote intestinal chez des patients résistants aux traitements de références en psychiatrie.

Keywords

gut-brain axis, psychic disorders, microbiota, one-carbon metabolism, serotonine

Subject details

The prevalence of mental disorders like depression or anxiety appears higher in patients with gastrointestinal diseases. Conversely, depressed patients have a twice higher risk of gastrointestinal disorders. Moreover, an altered microbiota, called “dysbiosis” has been reported in both neurological and intestinal diseases, which suggests strong interactions between gut microbes and their host. The emergence of the intestinal microbiota as one of major regulators of gut-brain dialogue led to establish the concept of “microbiota-gut-brain axis”, especially in a modified nutritional context. A deficiency in the methyl donor status (i.e. folate and cobalamin) during the fetal and perinatal periods leads to a dysbiosis, bowel and brain inflammations, and modifications of the tryptophane and serotonin pathways in offspring. As a first PhD project in our laboratory has characterized these mechanisms, the present project aims to reveal the principal bacteria among the microbiota involved in the production of molecular markers at the origine of the described modified mechanisms. Our hypothesis is that these bacteria produce the deregulation of serotonin pathways linked to mental disorders. We aim to describe the mechanisms and key molecules involved in the development of psychic disorders, and then propose new therapeutic approaches. The correction of microbiota in patient resistant to conventional pharmacological treatments could be an alternative or a complementary approach in psychiatry.

Profil du candidat

Le candidat doit avoir un niveau Master 2 Recherche ou équivalent préférentiellement dans le domaine des neurosciences. Un profil physiologie générale peut représenter une alternative. Une expérience en méthodes d'analyses telles que la RT-q-PCR, le western-blot, sera un point très positif.

Candidate profile

The student must present an academic Master level, engineer or equivalent degree, especially in the Neuroscience domain. An alternative could be considered in Physiology. An experience in analytical methods such as RT-q-PCR and Western Blotting would be a positive aspect.

Référence biblio

Frolkis AD, Vallerand IA, Shaheen AA, et al. Depression increases the risk of inflammatory bowel disease, which may be mitigated by the use of antidepressants in the treatment of depression. Gut. 2018 Oct 18. pii: gutjnl-2018-317182. doi: 10.1136/gutjnl-2018-317182.

Haroon E, Raison CL, Miller AH: Psychoneuroimmunology meets neuropsychopharmacology: translational implications of the impact of inflammation on behavior. Neuropsychopharmacology 2012; 37: 137.

Mörkl S, Lackner S, Meinitzer A, Mangge H, et al. (2018). Gut microbiota, dietary intakes and intestinal permeability reflected by serum zonulin in women. Eur J Nutr 2018.

Rajca S, Grondin V, Louis E, Vernier-Massouille G, et al. (2014). Alterations in the intestinal microbiome (dysbiosis) as a predictor of relapse after infliximab withdrawal in Crohn's disease. Inflamm Bowel Dis. 2014;20:978–86.

Chassard C, Dapoigny M, Scott KP, Crouzet L, et al. (2012). Functional dysbiosis within the gut microbiota of patients with constipated-irritable bowel syndrome. Aliment Pharmacol Ther.2012;35:828–38.

Lv F, Chen S, Wang L, Jiang R, et al. (2017). The role of microbiota in the pathogenesis of schizophrenia and major depressive disorder and the possibility of targeting microbiota as a treatment option. Oncotarget 2017; 8: 100899.

Badawy AA. Tryptophan availability for kynurenine pathway metabolism across the life span: control mechanisms and focus on aging, exercise, diet and nutritional supplements. Neuropharmacology. 2017;112(pt B):248–263.

Jenkins TA, Nguyen JC, Polglaze KE, et al. Influence of tryptophan and serotonin on mood and cognition with a possible role of the gut-brain axis. Nutrients. 2016;8:56.

Lyte M. Probiotics function mechanistically as delivery vehicles for neuroactive compounds: microbial endocrinology in the design and use of probiotics. Bioessays. 2011;33:574–81.

Chevalier G, Siopi E, Guenin-Macé L, Pascal M, et al. (2020). Effect of gut microbiota on depressive-like behaviors in mice is mediated by the endocannabinoid system. Nat Commun. 2020 Dec 11;11(1):6363. doi: 10.1038/s41467-020-19931-2.

Mandić AD, Woting A, Jaenicke T, Sander A, Sabrowski W, et al. Clostridium ramosum regulates enterochromaffin cell development and serotonin release. Sci Rep. 2019 Feb 4;9(1):1177. doi: 10.1038/s41598-018-38018-z.

Israelyan N, Del Colle A, Li Z, Park Y, Xing A, et al. Effects of Serotonin and Slow-Release 5-Hydroxytryptophan on Gastrointestinal Motility in a Mouse Model of Depression. Gastroenterology. 2019 Aug;157(2):507-521.e4. doi: 10.1053/j.gastro.2019.04.022.

Carlino D., De Vanna M., Tongiorgi E., Is altered BDNF biosynthesis a general feature in patients with cognitive dysfunctions? Neuroscientist 19 (2013) 345–353.