Role of fungal polysaccharides and gut microbiota in the digestive clearance of Candida glabrata

La maladie de Crohn (MC) est une maladie inflammatoire chronique de l'intestin qui peut s'expliquer par une dysbiose et une dérégulation de la réponse immune chez des individus génétiquement susceptibles. Des observations expérimentales et cliniques suggèrent le rôle prépondérant de certains microorganismes du microbiote intestinal comme agents pouvant contribuer au déclenchement ou au maintien de l'inflammation associée à la MC. Parmi ces derniers, nous retrouvons les levures commensales du genre Candida dont la colonisation digestive est accrue chez les patients atteints de MC. Dans ce contexte, notre équipe étudie le rôle des composants pariétaux fongiques dans la régulation de l'inflammation intestinale. Dans le cas de Candida glabrata (C. glabrata), ces études montrent que la chitine fongique est capable d'atténuer l'inflammation tout en réduisant la prolifération fongique dans un modèle murin de colite chimio-induite. Dans ce même modèle, nous avons montré que la biodiversité bactérienne intestinale se réduit au fur et à mesure du développement de la colite et que cette diminution est corrélée à une augmentation de la prolifération de C. glabrata. De plus, l'ajout de la chitine a pour conséquence de modifier le microbiote intestinal en faveur des bactéries anaérobies : Bacteroides thetaiotaomicron et Lactobacillus johnsonii. Par la suite et dans ce même modèle, l'administration orale de ces deux bactéries anaérobies ont permis de révéler que celles-ci participent au même titre que la chitine à l'atténuation de l'inflammation intestinale et à la réduction des populations pathobiontes.Toutefois, les mécanismes qui régissent l'interaction Candida-bactéries anaérobies ainsi que les déterminants moléculaires mis en jeu restent à caractériser. La première partie de ce projet a été d'étudier les métabolites impliqués dans l'interaction bactéries anaérobies- cellules épithéliales intestinales coliques de souris. Nos études montrent que l'acide oléique (OA), seul ou combiné avec l'acide palmitique (PA), présente des propriétés anti-inflammatoires notables en réduisant l'expression de plusieurs marqueurs inflammatoires exprimés par les cellules Caco-2 exposées au DSS (Dextran sulfate de sodium). Nos investigations ont également démontré que l'activité de l'OA sur les macrophages induirait une augmentation de l'expression de l'IL-10 et une diminution de divers marqueurs pro-inflammatoires, probablement en lien avec la reconnaissance de l'OA par les récepteurs FFARs et AhR. Ces AG présentent aussi des propriétés inhibitrices sur la formation du biofilm, l'adhérence et la viabilité fongique. L'ensemble de ces propriétés a été confirmé dans un modèle murin de colite DSS-induite où l'administration orale de ces deux AG atténue les paramètres inflammatoires tout en réduisant la prolifération de C. glabrata et des populations bactériennes pathobiontes.Dans la seconde partie de ce projet, nos investigations confirment les propriétés anti-inflammatoires et immunomodulatrices de la chitine administrée de manière curative (par voie intra-péritonéale) à des souris avec colite DSS-induite. Ce traitement induit une diminution des paramètres inflammatoires (scores clinique et histologique), de l'expression des cytokines et médiateurs pro-inflammatoires conduisant à une diminution des charges fongique et bactérienne aérobie fécales. Les souris, prétraitées avec de la chitine (administrée par voie sous-cutanée) préalablement à leur exposition au DSS, sont protégées contre la colonisation digestive par C. glabrata. Bien qu'il s'agisse d'un résultat déterminant, les mécanismes qui régissent la clairance fongique associés à ce traitement restent encore à explorer. Nos données montrent aussi que ce traitement préventif permet d'induire des anticorps dirigés contre la chitine. Cependant et contrairement au traitement curatif, ce traitement ne permet pas de réduire l'inflammation intestinale.Crohn's disease (CD) is a chronic inflammatory disease of the intestine caused by dysbiosis and dysregulation of the immune response in genetically-susceptible individuals. Experimental and clinical studies suggest that certain microorganisms in the intestinal microbiota play a major role in the triggering or maintenance of inflammation associated with CD. These microorganisms include commensal yeasts of the genus Candida, which increase significantly in the digestive tract of patients with CD. In this context, our group studied the role of fungal cell wall components in the regulation of intestinal inflammation. In the case of Candida glabrata, these studies showed that fungal chitin is capable of attenuating inflammation while reducing fungal proliferation in a murine model of chemically-induced colitis. In this same model, we also showed that the intestinal bacterial biodiversity decreases gradually as colitis develops and that this decrease is correlated with an increase in proliferation of C. glabrata. In addition, the addition of chitin modifies the intestinal microbiota in favour of the anaerobic bacteria Bacteroides thetaiotaomicron and Lactobacillus johnsonii. As a result, and in this same model, oral administration of these two anaerobic bacteria revealed that they participate in the same way as chitin in the attenuation of intestinal inflammation and the reduction of disease-causing populations.However, the mechanisms that regulate the interaction between Candida and anaerobic bacteria, as well as the molecular determinants brought into play, remain to be characterised. The first part of our work studied the metabolites involved in the interaction between anaerobic bacteria and colonic epithelial cells of mice. These studies showed that oleic acid (OA), alone or combined with palmitic acid (PA), had notable anti-inflammatory properties by reducing the expression of several inflammatory markers expressed by Caco-2 cells exposed to DSS (dextran-sulphate sodium). Our investigations also demonstrated that the action of OA on macrophages induced an increase in expression of IL-10 and a decrease in diverse pro-inflammatory markers, probably linked to the recognition of OA by the receptors FFARs and AhR. These fatty acids also had inhibitory properties on biofilm formation, adherence and fungal viability. All of these properties were confirmed in a murine model of DSS-induced colitis where the oral administration of these two fatty acids attenuated inflammation by reducing the proliferation of C. glabrata and disease-causing bacterial populations.In the second part of this project, our investigations confirmed the anti-inflammatory and immunomodulating properties of chitin administered curatively (by intra-peritoneal administration) to mice with DSS-induced colitis. This treatment induced a decrease in inflammatory parameters (clinical and histological scores) and the expression of cytokines and pro-inflammatory mediators, leading to a decrease in the fungal and aerobic bacterial load in the faeces. Mice, pretreated with chitin (administered subcutaneously) prior to their exposure to DSS, were protected against digestive colonisation by C. glabrata. Although this is a significant result, the mechanisms that lead to fungal clearance associated with this treatment are unknown. Our data show that this preventive treatment induces antibodies directed against chitin. However, and contrary to curative treatment, this treatment does not reduce intestinal inflammation