ATELIER
OUTILS ET MODÈLES D’ÉTUDE DUMICROBIOTE INTESTINAL17 Novembre 2014 ‐ Hôpitaux Lyon Sud, Pavillon Médical
En partenariat avec
PROGRAMME
Atelier outils et modèles d’étude du microbiote intestinal – 17 novembre 2014, Lyon 2
9h30 ‐ Présentations plénières : état de l’art et outils technologiquesModérateur : François LEULIER, Directeur d’équipe, Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon9h30 : Introduction par Lyonbiopôle et CENS
9h40 : Rôle du microbiote intestinal dans la santé et la maladie Stanislav DUSKO EHRLICH, Directeur de recherche, Unité de recherche de génétique microbienne, INRA
10h30 : Outils et modèles d’analyse du microbiote ‐ Exemples des dispositifs développés en Rhône‐Alpes François LEULIER, Directeur d’équipe, Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon Artem KHLEBNIKOV, Développement partenariat, BIOASTER
11h20 : Point de vue d’un clinicien sur le rôle du microbiote en pathologie Denis FOUQUE, Pu‐PH, Unité de Néphrologie, Dialyse et Nutrition Rénale, HCL
11h50 : Le microbiote, l'étranger intime Vincent BATY, Gastro‐entérologue, Clinique mutualiste de l'union Christine DURIF‐BRUCKERT, Psychologue, Anthropologue, GRePS, Université Lyon 2 Elodie GIROUX, Philosophe, IRPHIL, Université Lyon 3
12h25 : Présentation de la méthodologie des tables rondes Claudia CHAGNEAU, Responsable des projets R&D, Lyonbiopôle
12h30 ‐ Déjeuner buffet
13h30 ‐ Tables rondes de brainstorming
TABLE RONDE 1 : Outils d’analyse du microbiote intestinalAnimée par Stéphane BULTEAU, Project Manager, bioMérieux
TABLE RONDE 2 : Modèles (animaux, in vitro, in silico) innovants pour l’étude du microbiote Animée par François LEULIER, Directeur d’équipe, Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon
16h00 ‐ Conclusions de la journée
16h30 ‐ Networking
OBJECTIF DES TABLES RONDES
Atelier outils et modèles d’étude du microbiote intestinal – 17 novembre 2014, Lyon 3
Mettre en évidence les défis technologiques à relever
Identifier des actions/projets à engager en matière de développements technologiques, scientifiques, cliniques et industriels
Qualifier et définir les actions fédératrices à engager
Tables rondes de brainstorming pour poursuivre les échanges sur la base des présentations du matin afin de faire émerger de nouveaux projets innovants répondant aux problématiques technologiques, scientifiques et aux besoins médicaux actuels.
Table ronde N°2 :
Modèles (animaux, in vitro, in silico) innovants pour l’étude du microbiote
intestinal
Table ronde N°1 :
Outils d’analyse du microbiote intestinal
13H30 – 14H30 SÉQUENCE 1 :
introduction
14H30 – 15H30 SÉQUENCE 2 :
identification des actions
15H30 – 16H00 SÉQUENCE 3 :
Qualification des actions et synthèse
Définition des besoins non couverts par les modèles actuels Tour de table de présentation des participants : activités et expertises
Retour sur les présentations du matin : bilan des outils (TR1) / modèles (TR2)
existants et de leurs caractéristiques
identification des besoins non couverts par les outils (TR1) / modèles (TR2) actuels
Brainstorming, identification d’actions potentielles Réflexion individuelle sur des actions permettant de répondre aux besoins non
couverts (chaque participant dispose de quelques post‐its pour formuler par écrit ses
propositions d’actions => 1 idée d’action par post‐it)
Explicitation des propositions par chaque participant
Regroupement des actions similaires par grappe et reformulation des idées
Qualification et positionnement des actions sur la matrice Qualification des actions selon 2 critères (potentiel/ durée de mise en œuvre)
Positionnement des actions sur la matrice de restitution
Bilan des points clés discutés et conclusion
DÉROULEMENT DES TABLES RONDES
4Atelier outils et modèles d’étude du microbiote intestinal – 17 novembre 2014, Lyon
Table ronde 1Outils d’analyse du microbiote intestinalAnimée par Stéphane BULTEAU, Project Manager, bioMérieux
Atelier outils et modèles d’étude du microbiote intestinal – 17 novembre 2014, Lyon
Liste des participants TR1
Atelier outils et modèles d’étude du microbiote intestinal – 17 novembre 2014, Lyon 6
NOM Prénom SOCIETE
BOMCHIL Natalia MERIAL
BULTEAU Stéphane BIOMERIEUX
DELATRE Delphine ANTAGENE
DURIF‐BRUCKERT Christine GREPS ‐ UNIVERSITE LYON2
EL JAAFARI Assia CARMEN ‐ INSERM U1060
FOUQUE Denis UCBL / HCL
GAY Olivia GENOSTAR
MIGANEH Celine GENOSTAR
POUZOL Stéphane FONDATION MERIEUX
RAVEL Denis ALMA BIOTHERAPEUTICS
SZULC Pawel HEH ‐ INSERM U1033
TROCME Candice LABORATOIRE BEP ‐ CHU GRENOBLE
VACHON Carole BIOMERIEUX
VALENTIN Christian LYONBIOPOLE
VINCENT Estelle LYONBIOPOLE
animateur
Principales actions identifiées dans la Table Ronde TR1
7
POTE
NTI
EL
DUREE DE MISE EN OEUVRE
Atelier outils et modèles d’étude du microbiote intestinal – 17 novembre 2014, Lyon
COURT TERME MOYEN TERME LONG TERME
FAIB
LEM
OYE
N
ELEV
É
Standardiser la prise d’essai => quantité de faeces
Logistique de transport adapté aux lieux (culture, climat) (Validée)
Communication grand public sur la métagénomique
Méthode d’isolement différentiel de l’ADN microbien dans un excès d’ADN de l’hôte
Créer un portail d’entrée unique vers les bases de données et les outils d’analyse
Standardisation de l’extraction (protocole générique?)
Guide de montage d’une étude clinique (un projet) de métagénomique
Méthodes d’analyse standardisées
Créer un échantillon / panel de référence du microbiote
Analyse in situ
Méthode de collecte non invasive
Méthode bas coûtde caractérisation d’un échantillon complexe
Centre de référence(centralisation / diffusion de méthodes standardisées / coordination d’études)
Table ronde 2Modèles (animaux, in vitro, in silico) innovantspour l’étude du microbioteAnimée par François LEULIER, Dir. d’équipe, Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon
Atelier outils et modèles d’étude du microbiote intestinal – 17 novembre 2014, Lyon
Liste des participants TR2
Atelier outils et modèles d’étude du microbiote intestinal – 17 novembre 2014, Lyon 9
NOM Prénom SOCIETE
AFFAGARD Hervé
BAIN Christine PLATINE PHARMA SERVICES
BARCZA STOCKLER‐PINTO Milena CARMEN ‐ INSERM U1060
BAUM Binah ALMA BIOTHERAPEUTICS
DE LUCA Karelle MERIAL
FANÇA‐BERTHON Pascale NATUREX
GAUTIER Christian UBCL, CNRS, INRIA
GUDIN Simon LYONBIOPOLE
HRADECKY Pavel ALTRABIO
LEULIER François IGFL
NAZARE Julie‐Anne CENS
PLANTAMURA Emilie INSERM U1111
TAMELLINI Andrea BIOASTER
TOUSSAINT Bertrand UNIVERSITE DE GRENOBLE
VERON Amélie THE COSMO COMPANY
YOUNG Joanne CYTOO
animateur
Principales actions identifiées dans la Table Ronde TR2
10
POTE
NTI
EL
DUREE DE MISE EN OEUVRE
Atelier outils et modèles d’étude du microbiote intestinal – 17 novembre 2014, Lyon
COURT TERME MOYEN TERME LONG TERME
FAIB
LEM
OYE
N
ELEV
É
Elargir les cohortes de patients dont le paramètre « microbiote » est décrit (+ phénotypage)
Etudier des modèles de microbiotes plus simples (communautés plus petites) pouvant évoluer rapidement entre pathogénicité et symbiose
Sur des populations naturelles, compromis entre transmission de microbiote et transmission de parasites=> faut il valider la campagne « main propre » ?
Identifier les métabolites microbiens et développer les outils pour les observer
Projet PILOTE : former un consortium interdisciplinaire pour une exploration systématique (clinique , microbiologie, modèles in silico, SHS…)Sur inflammation chronique? Obésité?
Analyser l’impact des métabolites produits
Développer une gamme de modèles animaux standardisés
Développer des modèles in vitro (communauté, communauté/hôte)
Développer des modèles communautaires de réseaux de gènes et réseaux métaboliques (modèles in silico)
Réfléchir à l’ingénierie du microbiote
Principaux points abordés dans les discussions (1/3)
• Modèles animaux– murin : peut être germ‐free (GF), puis standardisation du microbiote ; – drosophile : idem et moins onéreux ; – aviaire : non présenté, mais peut‐on influencer l’œuf ? Transmission de microbiote avant l’éclosion– Pour les modèles (animaux et in vitro) : standardisation de souches (fond génétique). Exemple : Souris SPF ( ?)– Existe‐t‐il des modèles humanisés avec microbiote humain => Réponse : Oui, souris GF observation du système immunitaire : il
est éduqué en fonction du microbiote autologue. Le système immunitaire est moins bon avec un microbiote de rat, et encore pire avec un microbiote humain.
• Modèles de digestion artificiels– A Clermont‐Ferrand : intestin artificiel initialisé par une flore complexe issue du MB fécal humain– solutions commerciales : SHIME (Simulator of Human Intestinal Microbial Ecosystem) de ProDigest
www.prodigest.eu/en/technology/2simulatorofhumanintestinalmicrobialecosystemshime
– D’autres modèles de digestion artificielle pourraient être développés
• Puce « body on a chip »– Existence d’une puce « body on a chip » avec des compartiments de co‐culture de types cellulaires et un fluide qui circule d’un
compartiment à l’autre.– A Lyon : co‐culture avec entérocytes – passage LPS dans les tissus adipeux– Naturex a un projet FP7 avec ProDigest => Extrait de plante et digestion
• Compréhension du rôle d’une espèce spécifique dans le microbiote– Est‐il possible de faire des knock‐out de bactéries dans le microbiote pour étudier l’effet spécifique ?– Remarque : le microbiote est un écosystème complexe => besoin de suivi longitudinal sur l’évolution de la pathologie– Autre possibilité serait d’étudier l’impact d’une antibiothérapie ou de phages qui ciblent une famille bactérienne spécifique – Question : la réponse de l’hôte au microbiote dépend‐elle de la génétique ?
11Atelier outils et modèles d’étude du microbiote intestinal – 17 novembre 2014, Lyon
Principaux points abordés dans les discussions (2/3)
• Démonstration de transmission d’une maladie infectieuse par transmission de microbiote : – Colite induite de la souris : souris sauvages élevées dans la cage de souris malades deviennent malades.– Fonctionne aussi avec les souris allergiques : une souris non allergique peut le devenir si elle est élevée avec des souris
allergiques (animaux coprophages)
• Le HMP – human microbiome project– www.hmpdacc.org
– a mis en place une composante de crowd funding : un individu envoie 100$, reçoit un kit, envoie un échantillon à HMP, qui analyse le microbiote et met le résultat (richesse, déviance par rapport à la moyenne) à disposition du donneur.
– Ce projet crée des débats philosophiques
• Besoin d’harmonisation des procédés d’extraction et analyse du microbiote fécal. Les projets principaux sont sensés collaborer, mais ils sont concurrents.
• Modèles in vitro : – Constat : aucun modèle in vitro n’a été présenté en séance plénière. – Prébiotiques et modèles de croissance : possibilité de modèles in vitro – en anaérobie + milieu acide.– Pour l’instant les milieux in vitro sont non standardisés pour le microbiote : ce sont des milieux complexes « naturels » – est‐ce que le séquençage remplace le microscope ? Choix de gènes vs. Métabolites (volatiles + pas encore quantitatif – manque
d’outils de mesure : prélèvement + mesure quantitative)
12Atelier outils et modèles d’étude du microbiote intestinal – 17 novembre 2014, Lyon
• Métabolites – Comment détecter de nouveaux métabolites ?– Quelle influence le microbiote a‐t‐il sur les métabolites ? – Lien entre microbiote et alimentation : observer les métabolites (suivi de glucose par marqueurs ? butyrate ?) plutôt
que les gènes – une fois le métabolite d’intérêt identifié, chercher le mécanisme de production – Question de la cinétique longitudinale (time scale) / de l’échéance de temps (minutes / heures ?)– Importance d’avoir une carte métabolique des microbiotes pour y identifier les nœuds (gènes, métabolites) clés– L’étude luminex / cytokine ( ?) hormone ( ?) a permis de mettre en avant la présence de métabolites dans différents
contextes : effet du microbiote – structuration des populations microbiennes dans le microbiote lié à la nutrition à court terme : quelques jours (dont
les probiotiques qui peuvent typiquement être pris tous les jours)– développement d’une maladie chronique : mois, années et mise en place de cercles vicieux
– Pistes de recherches : si l’hôte a besoin d’un métabolite quelconque : quelle communauté du microbiote peut le lui procurer ? (étude du réseau métabolique des souches bactériennes + du méta‐réseau)
– => Besoin de cohortes plus nombreuses avec un suivi et une standardisation de l’extraction et du traitement du microbiote.
13
Principaux points abordés dans les discussions (3/3)
Atelier outils et modèles d’étude du microbiote intestinal – 17 novembre 2014, Lyon
Un réseau d’experts scientifiques, cliniciens et industriels
pour répondre aux enjeux de santé publique liés à la nutrition
www.cens‐nutrition.com
1517 novembre 2014 ‐ présentation
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