Thèse Exploitation des Mucines Fucosylées par les Prevotellaceae Étude Fonctionnelle des Fucosidases de Palleniella Intestinalis H/F - 59

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Biologie Santé de Lille
Laboratoire de recherche : UGSF - Unité de Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle
Direction de la thèse : Yannick ROSSEZ ORCID 0000000154351373
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-28T23:59:59

Le mucus intestinal constitue une interface essentielle entre l'hôte et le microbiote, assurant à la fois une fonction de barrière et une source de nutriments pour les bactéries commensales. Les mucines, principaux constituants du mucus, sont des glycoprotéines fortement O-glycosylées, dont les glycanes fucosylés jouent un rôle clé dans la structuration du microbiote intestinal. Si les mécanismes de dégradation des mucines ont été largement étudiés chez certaines bactéries modèles, tels que Bacteroides spp. ou Akkermansia muciniphila, ils restent encore mal compris chez les bactéries de la famille des Prevotellaceae, pourtant abondantes dans le microbiote intestinal (comme Segatella copri). Ce projet de thèse vise à élucider les mécanismes de dégradation des O-glycanes des mucines intestinales murines par Palleniella intestinalis, une bactérie appartenant à la famille des Prevotellaceae. Un intérêt particulier sera porté aux fucosidases bactériennes, cinq enzymes candidates ont été déjà identifiées et leur activité a déjà été caractérisée in vitro. L'objectif est de déterminer leur spécificité, leur rôle fonctionnel dans la dégradation des mucines et leur contribution à l'adaptation bactérienne à la niche muqueuse. Le projet combinera des approches de microbiologie, de biochimie enzymatique et de glycobiologie analytique, incluant des analyses des O-glycanes par LC-MS/MS, des colorations histologiques et des marquages lectiniques. Des modèles murins seront utilisés afin d'étudier l'impact de la colonisation par P. intestinalis sur la structure et la fucosylation des mucines intestinales, en comparaison avec des groupes contrôles. L'étude de Prevotella dans des modèles murins est particulièrement pertinente car, malgré leur forte prévalence et leur grande diversité au sein du microbiote intestinal humain, ces bactéries restent encore peu étudiées et leur rôle fonctionnel demeure mal défini. En effet, chez l'Homme, les Prevotella occupent de nombreuses niches écologiques et sont associées à des contextes nutritionnels et pathologiques variés, sans qu'il soit possible de déterminer clairement si elles exercent des effets bénéfiques, délétères ou simplement opportunistes. Les modèles murins permettent ainsi de dépasser les approches purement corrélatives et d'établir des relations causales entre la présence de Prevotella, la modulation du microbiote et les réponses de l'hôte. Ce travail permettra de mieux comprendre le rôle des bactéries des Prevotellaceae dans les interactions hôte-microbiote, et plus largement d'apporter de nouvelles connaissances sur l'importance de la fucosylation des mucines dans l'homéostasie intestinale et la structuration fonctionnelle du microbiote.

Le microbiote intestinal est une communauté microbienne complexe jouant un rôle central dans la digestion, le métabolisme, l'immunité et l'intégrité de la barrière muqueuse. Parmi ses nombreuses fonctions, la capacité de certaines bactéries à dégrader les mucines (glycoprotéines majoritairement constituées d'O-glycanes) est essentielle pour l'exploitation des ressources nutritives du mucus et pour l'établissement de relations symbiotiques avec l'hôte. Les glycanes fucosylés présents sur les mucines constituent des points d'accroche et des sources d'énergie pour de nombreux commensaux intestinaux ; leur déconstruction nécessite l'expression de glycosidases spécialisées telles que les fucosidases, qui retirent les résidus de fucose avant l'action d'autres enzymes dégradatives. Les études récentes montrent que les bactéries mucinophiles comme Akkermansia muciniphila s'appuient sur des fucosidases et des sialidases pour accéder aux glycanes et soutenir des interactions écologiques au sein du mucus intestinal : ces enzymes sont cruciales pour la dégradation initiale des O-glycanes et pour l'échange de monosaccharides avec d'autres membres du microbiote.
Le genre Prevotella, récemment redéfini taxonomiquement et incluant des espèces comme Palleniella intestinalis issues de ce clade, est l'un des groupes bactériens les plus répandus dans le tractus gastro-intestinal des mammifères, mais son rôle fonctionnel dans la dégradation des mucines reste mal compris en comparaison des modèles classiques (Bacteroides thetaiotaomicron, Akkermansia muciniphila, Ruminococcus gnavus...). Prevotella spp. ont été associés à des modifications du microbiote intestinal, à la modulation des métabolites microbiens et à des caractéristiques immunologiques de l'hôte dans plusieurs modèles expérimentaux, ce qui suggère qu'elles peuvent jouer un rôle déterminant dans l'homéostasie et les pathologies intestinales. Cependant, l'identification des principaux effecteurs enzymatiques et des voies métaboliques impliquées, notamment les fucosidases capables de cliver les motifs fucosylés des mucines, reste fragmentaire. Méthode
Caractérisation enzymatique in vitro :
Production recombinante et purification des cinq fucosidases identifiées. Détermination de la spécificité de liaison (1-2, 1-3, 1-4, 1-6) et de l'activité catalytique sur substrats synthétiques et mucines purifiées de souris.
Modèles murins colonisés :
Des souris de lignée C57BL/6N, contrôles et axéniques, seront colonisées par Palleniella intestinalis. Un groupe contrôle recevra un gavage avec le tampon seul, identique à celui utilisé pour l'inoculation bactérienne, afin de contrôler les effets liés à la procédure expérimentale. Les O-glycanes portés par les mucines purifiées seront analysés par LC-MS/MS. Des colorations histologiques (PAS, Alcian blue), couplées à des marquages lectiniques (UEA-I, AAL), seront réalisées afin d'évaluer la fucosylation et la distribution des mucines. Les mucines seront purifiées après 28 jours de colonisation (après sacrifice), ainsi que par prélèvements hebdomadaires à partir des fèces.