Laboratoire des bactéries lactiques
et immunité des muqueuses
Directeur : Bruno POT
Institut Pasteur de Lille
Rattachée à l'IFR 142

Depuis plusieurs années, le laboratoire "Bactéries lactiques et immunité des muqueuses" de l'Institut Pasteur de Lille s'intéresse aux applications santé des bactéries lactiques (LAB). Leur rôle bénéfique, ou rôle "probiotique" a été établi notamment dans le traitement de l'intolérance au lactose, la prévention ou le traitement des désordres intestinaux (diarrhées), le traitement de certaines formes d'allergie ou maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI). Il est aujourd'hui reconnu que ces effets probiotiques sont souches spécifiques et indépendants du statut taxonomique (espèce) ou de leur origine. Notre laboratoire, à l'aide de modèles in vitro et in vivo standardisés, a non seulement confirmé cet effet souche mais a aussi axé ses recherches sur la compréhension des mécanismes expliquant les différences observées, notamment par l'étude de leurs capacités immuno-modulatrices.

Approches
Dans ce contexte, des activités de recherche extensives ont été initiées pour la sélection de souches probiotiques pour des applications prophylactiques ou thérapeutiques contre des maladies chroniques inflammatoires telles que la maladie de Crohn ou l'allergie. Des modèles in vitro et in vivo ont été développés et validés à partir d'un grand nombre de souches LAB. Les résultats ont été centralisés dans une base de données standardisée permettant la comparaison et le regroupement de nouvelles souches comparativement à des souches de référence ayant propriétés bénéfiques étayées par des études cliniques en double aveugle et contrôlée par placébo.
De plus, notre équipe a pour but de comprendre les mécanismes d'action des probiotiques, notamment par l'identification des facteurs cellulaires et moléculaires impliqués dans la reconnaissance des bactéries lactiques/probiotiques au niveau de la muqueuse, et en particulier les voies de signalisation impliquées dans leurs capacités anti-inflammatoires. Nous avons montré le rôle crucial des composants de la paroi dans les propriétés immuno-régulatrices des probiotiques. Ces efforts seront poursuivis par l'identification des composés bactériens impliqués dans les diverses interactions avec le système immunitaire et l'étude des voies de signalisation par lesquelles des souches probiotiques sélectionnées peuvent exercer leurs capacités immuno-régulatrices. Notamment, ceci sera réalisé à l'aide de différents modèles de souris knock-out et de fractions bactériennes hautement purifiées (principalement du pepdidoglycanne et des acides nucléiques) obtenus de souches présentant des propriétés immuno-modulatrices opposées ainsi que de paires isogéniques de mutants. Nous avons récemment publié que certaines souches de bactéries lactiques possèdent des capacités tolérogènes, en particulier en agissant sur les cellules dendritiques (DCs). Nous poursuivrons cette étude par l'évaluation de la capacité de ces souches à induire des cellules T régulatrices en mettant en évidence les mécanismes et voies de signalisation impliquées.
D'autres modèles ont également été développés ces dernières années, dont un modèle animal de translocation basé sur le modèle de colite induite par le TNBS, ainsi que des modèles fonctionnels pour évaluer par exemple des effets anti-Salmonella ou anti-allergiques.
De plus, le potentiel de LAB génétiquement modifiées à délivrer des antigènes au niveau des muqueuses a été exploré avec succès, permettant notamment l'induction de réponses immunes protectrices. La possibilité d'améliorer l'adjuvanticité des LAB par la modification de la paroi bactérienne est devenue une voie importante de recherche, qui a débouché sur un brevet. Cette application a été poursuivie par le développement de LAB recombinantes pour la délivrance locale de différentes molécules thérapeutiques, tels que des allergènes ou des molécules anti-inflammatoires dont l'efficacité est étudiée à l'aide de différents modèles animaux.
En conclusion, les activités de recherche de notre laboratoire se situent autour de deux axes majeurs de recherche : la sélection et le développement des LAB comme agents biothérapeutiques, utilisant les propriétés immuno-modulatrices intrinsèques autant que l'exploitation et l'amélioration de leur potentiel en tant que vecteurs de délivrance de molécules biologiques in situ. Ces deux propriétés clairement liées peuvent être utilisées simultanément pour améliorer la performance des souches. Néanmoins, la compréhension des mécanismes soutenant les effets bénéfiques sur la santé observés reste cruciale, pour le développement et introduction des LAB dans des applications thérapeutiques ou prophylactiques.
Notre équipe, par une approche multidisciplinaire de microbiologie, d'immunologie et biologie moléculaire axée sur la comparaison de souches sauvages ayant des propriétés opposées, de mutants ou l'effet de composants purifiés bactériens, permettra d'étendre les connaissances concernant les mécanismes et les interactions entre les bactéries commensales et l'hôte. Cette approche multidisciplinaire nécessite une équipe compétente composée de microbiologistes, immunologistes et biologistes moléculaires.