UMR INSERM 1241 - Microbiome oral et Biofilm buccal

Les odontologistes chercheurs dans l’unité 1241 Inserm Université Rennes 1, équipe CIMIAD développent des thèmes de recherche en lien avec l’Odontologie :

L’Etude du microbiome buccal
La recherche fascinante sur les microbiomes et plus particulièrement ceux de la cavité buccale présentent un excellent modèle facile d’accès pour appréhender les variations et interactions possibles entre maladies chroniques localisées (parodontites) et systémiques telles que l’hémochromatose (surcharge en fer), la polyarthrite rhumatoïde, les maladies cardio-vasculaires…
L’équipe dispose de bases de données et d’accès aux nouvelles générations de séquençage qui lui permettent de réaliser des analyses in silico des microbiomes parodontaux prélevés chez des patients sains, atteints de parodontites ou de pathologies à distance.

Ces études ont pour objectif :

L’équipe utilise les outils informatiques dédiés à l’analyse du microbiote humain sont apparus. Les principaux étant : QIIME (Quantitative Insights In Microbial Ecology), mothur, VAMPS (Visualization and Analysis of Microbial Population Structures) ou MGRAST (metagenomics RAST server). Après leur installation et l’apprentissage de leurs fonctionnalités, leur première utilisation a été une méta-analyse regroupant des échantillons de microbiote sous-gingival provenant de différentes études. L’objectif était de rechercher un profil microbiologique spécifique des patients atteints de parodontite en comparaison avec des sujets sains. Les résultats de cette étude ont fait l’objet d’une publication en 2017 dans Applied and Environmental Microbiology (Meuric V. et al. Appl. Environ. Microbiol. 83, e00462-17 ; 2017).
 

L’étude des biofilms buccaux
L’équipe a développé depuis plusieurs années des modèles de biofilms pluri bactériens et étudie l’architecture du biofilm et l’expression des gènes de Porphyromonas gingivalis en présence de différents partenaires. Le respirasome de Porphyromonas gingivalis est particulièrement étudié.
L’équipe dispose d’une collection importante de bactéries buccales impliquées dans la maladie parodontale. Les équipements du laboratoire permettent de cultiver en anaérobie plusieurs espèces bactériennes en chambre à flux et de modéliser le biofilm buccal. Les synergies bactériennes sont étudiées par transcriptomique.
L’objectif des études est de comprendre les interactions bactériennes et leur mécanisme de régulation en lien avec l’étude du microbiome.
 

Savoir-faire et expertises

• Bactériologie anaérobie
• Biofilm en flux
• Biofilm ring test
• Etude d’activités anti –bactériennes
• Etude in silico des microbiomes/microbiotes

Liens entre métaux, maladie parodontale et microbiote buccal.
Cet axe de recherche, réalisé en association avec le service d’Hépatologie du CHU de Rennes, prend pour point de départ l’association démontrée entre parodontite chronique et surcharge en fer liée à l’hémochromatose d’origine génétique (Meuric V. et al. J. Clin. Periodontol. 44, 892-897 ; 2017). Sachant que le contrôle de ce fer circulant est l’un des enjeux de la défense de l’hôte contre des microorganismes pathogènes (la capture du fer est l’un des premiers mécanismes de la défense immunitaire innée), la question de l’impact d’une surcharge en fer sur l’équilibre hôte-microbiote est posée.
Les premiers résultats obtenus à partir de l’analyse du microbiote sous-gingival chez l’homme montrent en effet un impact sur la composante bactérienne de la maladie parodontale (Boyer E. et al. Sci. Rep. 8,15532 ; 2018). L’utilisation de modèles murins (souris Hfe-/- et parodontite induite) nous permet d’étudier la mécanique de cette association.

Le microbiote buccal chez l’enfant de 12 ans, en association avec l’obesite et le surpoids. Nous sommes porteurs du projet MicrObes, lauréat à l’appel d’offre 2018 du CORECT (Comité de la Recherche Clinique et Translationnelle du CHU de Rennes). Il s’agit une collaboration entre NuMeCan, l’Irset et le CHU de Rennes. Ce projet est intégré à la cohorte bretonne mère-enfant Pélagie qui étudie l’impact de l’environnement chimique (polluants persistants, perturbateurs endocriniens) sur la croissance et le développement pubertaire et neurocomportemental de l’enfant. La période d’inclusion des sujets de l’étude Pélagie #12 s’est étendue entre janvier 2016 et novembre 2018 ; 549 enfants de 12 ans ont été vus en consultation au CHUde Rennes. Lors de l’examen médical des enfants au Centre d’Investigation Clinique de Rennes, un examen dentaire ainsi que des prélèvements du microbiote oral ont été réalisés pour pouvoir comparer enfants de poids normal et enfants en surpoids ou obèses. L’objectif secondaire est d’obtenir une cartographie du microbiote oral
de l’enfant de 12 ans, une catégorie de population absente des bases de données actuelles (type Human Microbiome Project).

Maladie parodontale et atherothrombose.
L’athérothrombose — qui soustend les infarctus du myocarde et certains accidents vasculaires cérébraux — est la première cause de décès au monde. Les progrès de son traitement se sont ralentis. Le RHU iVASC (Innovation in Atherothrombosis Science – 2017- 2020) est un
consortium de chercheurs, de cliniciens et d’industriels rassemblés autour du DHU FIRE. Intégrée à ce consortium, l’unité NuMeCan participe au Work Package 4 Athérothrombose et santé orale. Ce dernier doit évaluer le rôle de la parodontite dans l’initiation et la progression de la maladie athérothrombotique et intègre une analyse des communautés microbiennes et des effecteurs immunitaires de l’hôte dans des échantillons créviculaires gingivaux.

Liens entre le microbiote buccal et la maladie de Parkinson.
Nous sommes associés au projet de recherche clinique Bucco-Park porté par l’équipe Comportements et noyaux gris centraux EA 4712, lauréat d’un appel d’offre de l’association France Parkinson. Ce projet vise à évaluer l’impact d’une prise en charge pluridisciplinaire (chirurgicale, pharmacologique, neurologique et buccodentaire) sur le devenir de patients parkinsoniens bénéficiant d’une chirurgie de stimulation cérébrale profonde au CHU de Rennes. La qualité de vie, tout comme l’évolution des microbiotes buccaux et digestifs seront les points majeurs de l’évaluation. Les objectifs sont d’améliorer la prise en charge pluridisciplinaire entourant cette intervention chirurgicale, d’évaluer l’amélioration de l’état buccodentaire et l’homéostasie hôte-microbiote en post-opératoire à 6 mois et de déterminer l’existence de biomarqueurs microbiologiques buccaux prédictifs de l’état général 1 an et 5 ans après la chirurgie.

Médecine personnalisée et maladie de Gougerot-Sjogren.
Le laboratoire est partenaire dans une proposition de projet européen porté par un consortium de chercheurs italiens, grecs et français impliqués dans la recherche sur le syndrome de Gougerot-Sjögren : EraPerMed ("Personalised Medicine : Multidisciplinary Research towards Implementation"). L’objectif du projet est d’améliorer le diagnostic et mieux caractériser le phénotype de chaque de manière à pouvoir adapter au mieux le traitement. Dans cette optique, nous devons intervenir pour réaliser l’analyse du microbiote salivaire de patients atteints du syndrome, à la recherche de nouveaux biomarqueurs.

Le microbiote buccal et le cancer chez l’enfant et adolescent.
Dans le cadre des nombreuses collaborations entre les services d’Odontologie Pédiatrique et d’Onco-Hématologie Pédiatrique du CHU de Rennes, nous souhaitons réaliser une nouvelle étude sur le microbiote buccal des enfants et adolescents atteints de cancer. Le projet — encore en cours d’élaboration — permettrait d’initier un suivi du microbiote buccal d’enfants et adolescents atteints de cancer, depuis leur diagnostic jusqu’à la guérison. Parmi les objectifs évoqués : comparer le microbiote d’enfants au moment du diagnostic de la maladie cancéreuse à celui d’enfants sains et rechercher des biomarqueurs prédictifs de la réponse aux traitements ou de la survenue d’effets indésirables (mucites, infection,. . . )

• Martine Bonnaure-Mallet (PU-PH)
• Vincent Meuric (PU-PH)
• Shao Bing Fong (Assistant Universitaire Associé)
• Zohreh Shacoori (Maître de Conférence)

1. Boyer E, Leroyer P, Malherbe L, Fong SB, Loréal O, Bonnaure-Mallet M, Meuric V. Oral dysbiosis induced by Porphyromonas gingivalis is strain-dependent in mice. J Oral Microbiol 2020;12:1.
2. Bregaint S, Boyer E, Fong SB, Meuric V, Bonnaure-Mallet M, Jolivet-Gougeon A. Porphyromonas gingivalis outside the oral cavity. Int J Dent Oral Health 2020;6(7).
3. Chathoth K, Martin B, Cornelis P, Yvenou S, Bonnaure-Mallet M, Baysse C. The events that may contribute to subgingival dysbiosis: a focus on the interplay between iron, sulfide and oxygen. FEMS Microbiol Lett. 2020;367(14).
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8. Sweidan A, Smida I, Chollet-Krugler M, Sauvager A, Vallet J, Gouault N, Oliviero N, Tamanai-Shacoori Z, Burel A, van de Weghe P, Chokr A, Tomasi S, Bousarghin L. Lichen butyrolactone derivatives disrupt oral bacterial membrane. Fitoterapia. 2019;137:104274.
9. Bunetel L, Tamanai-Shacoori Z, Martin B, Autier B, Guiller A, Bonnaure-Mallet M. Interactions between oral commensal Candida and oral bacterial communities in immunocompromised and healthy children. J Mycol Med. 2019;29(3):223-32
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11. Jolivet-Gougeon A, Bonnaure-Mallet M. Treponema, Iron and Neurodegeneration. Curr Alzheimer Res. 2018;15(8):716-22.
12. Martin B, Chathoth K, Ouali S, Meuric V, Bonnaure-Mallet M, Baysse C. New growth media for oral bacteria. J Microbiol Methods. 2018;153:10-13.
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18. Meuric V, Laine F, Boyer E, Le Gall-David S, Oger E, Bourgeois D, Bouchard P, Bardou-Jacquet E, Turmel V, Bonnaure-Mallet M, Deugnier Y. Periodontal status and serum biomarker levels in HFE haemochromatosis patients. A case-series study. J Clin Periodontol. 2017;44(9):892-7.
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22. Ehrmann E, Jolivet-Gougeon A, Bonnaure-Mallet M, Fosse T. Role of DNA gyrase and topoisomerase IV mutations in fluoroquinolone resistance of Capnocytophaga spp. clinical isolates and laboratory mutants. J Antimicrob Chemother. 2017;72(8):2208-12.
23. Blasco-Baque V, Garidou L, Pomie C, Escoula Q, Loubieres P, Le Gall-David S, Lemaitre M, Nicolas S, Klopp P, Waget A, Azalbert V, Colom A, Bonnaure-Mallet M, Kemoun P, Serino M, Burcelin R. Periodontitis induced by Porphyromonas gingivalis drives periodontal microbiota dysbiosis and insulin resistance via an impaired adaptive immune response. Gut. 2017;66(5):872-85.