1. Identification of bacterial lipopeptides as key players in IBS
- Author
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Camille Petitfils, Sarah Maurel, Gaelle Payros, Amandine Hueber, Bahija Agaiz, Géraldine Gazzo, Rémi Marrocco, Frédéric Auvray, Geoffrey Langevin, Jean-Paul Motta, Pauline Floch, Marie Tremblay-Franco, Jean-Marie Galano, Alexandre Guy, Thierry Durand, Simon Lachambre, Anaëlle Durbec, Hind Hussein, Lisse Decraecker, Justine Bertrand-Michel, Abdelhadi Saoudi, Eric Oswald, Pierrick Poisbeau, Gilles Dietrich, Chloe Melchior, Guy Boeckxstaens, Matteo Serino, Pauline Le Faouder, Nicolas Cenac, SEGUIN, Nathalie, APPEL À PROJETS GÉNÉRIQUE 2018 - Les lipopeptides produits par le microbiote : de l'hypersensibilité à la thérapie dans le syndrome de l'intestin irritable - - LiBacPain2018 - ANR-18-CE14-0039 - AAPG2018 - VALID, Signalisation des lipides du microbiote sur l'hôte - - MILI2020 - ANR-20-CE14-0011 - AAPG2020 - VALID, Ecole Universitaire de Recherche Interdisciplinaire sur la Douleur - - EURIDOL2017 - ANR-17-EURE-0022 - EURE - VALID, Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation - - METABOHUB2011 - ANR-11-INBS-0010 - INBS - VALID, Equipements plateforme animalerie infectieuse de haute-sécurité de Midi Pyrénées - - ANINFIMIP2011 - ANR-11-EQPX-0003 - EQPX - VALID, Institut de Recherche en Santé Digestive (IRSD ), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), MetaToul Lipidomics, MetaboHUB-MetaToul, Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut des Maladies Métaboliques et Casdiovasculaires (UPS/Inserm U1297 - I2MC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut des Maladies Métaboliques et Casdiovasculaires (UPS/Inserm U1297 - I2MC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives (INCI), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Toulousain des Maladies Infectieuses et Inflammatoires (Infinity), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Biomolécules Max Mousseron [Pôle Chimie Balard] (IBMM), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), Université de Montpellier (UM), Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse), ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Metatoul AXIOM (E20 ), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-ToxAlim (ToxAlim), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Catholic University of Leuven - Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven), University of Gothenburg (GU), Nutrition, Inflammation et axe Microbiote-Intestin-Cerveau (ADEN), Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institute for Research and Innovation in Biomedicine (IRIB), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institute for Research and Innovation in Biomedicine (IRIB), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Service d'Hépato-Gastroentérologie [CHU Rouen], Hôpital Charles Nicolle [Rouen], CHU Rouen, Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-CHU Rouen, Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU), Centre d'Investigation Clinique [CHU Rouen] (CIC Rouen), Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), UNIROUEN - UFR Santé (UNIROUEN UFR Santé), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU), Federation pour la Recherche sur le Cerveau (FRC) FRC20200411001, Centre National de la Recherche Scientifique. PP and GG received support from CNRS and University of Strasbourg. GG, CP and SM received a scholarship from Ministere de l'Enseignement Superieur, de la YRecherche et de l'Innovation., ANR-18-CE14-0039,LiBacPain,Les lipopeptides produits par le microbiote : de l'hypersensibilité à la thérapie dans le syndrome de l'intestin irritable(2018), ANR-20-CE14-0011,MILI,Signalisation des lipides du microbiote sur l'hôte(2020), ANR-17-EURE-0022,EURIDOL,Ecole Universitaire de Recherche Interdisciplinaire sur la Douleur(2017), ANR-11-INBS-0010,METABOHUB,Développement d'une infrastructure française distribuée pour la métabolomique dédiée à l'innovation(2011), and ANR-11-EQPX-0003,ANINFIMIP,Equipements plateforme animalerie infectieuse de haute-sécurité de Midi Pyrénées(2011)
- Subjects
VISCERAL HYPERSENSITIVITY ,[SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology ,IRRITABLE-BOWEL-SYNDROME ,IRRITABLE BOWEL SYNDROME ,[SDV.BC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology ,ENTERIC BACTERIAL MICROFLORA ,PRENATAL STRESS ,INTESTINAL MICROBIOTA ,LACTIC ACID BACTERIA ,[SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN] ,[SDV.BC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology ,CLOSTRIDIUM-CLOSTRIDIOFORME ,RISK ,Science & Technology ,Gastroenterology & Hepatology ,Gastroenterology ,[SDV.MHEP.HEG]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Hépatology and Gastroenterology ,[SDV.MP.BAC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology ,[SDV.MHEP.HEG] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Hépatology and Gastroenterology ,[SDV.BIO] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology ,[SDV.AEN] Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition ,SEVERITY ,[SDV.BBM.GTP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN] ,[SDV.MP.BAC] Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Bacteriology ,Life Sciences & Biomedicine ,[SDV.AEN]Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition ,LIPIDS - Abstract
ObjectivesClinical studies revealed that early-life adverse events contribute to the development of IBS in adulthood. The aim of our study was to investigate the relationship between prenatal stress (PS), gut microbiota and visceral hypersensitivity with a focus on bacterial lipopeptides containing γ-aminobutyric acid (GABA).DesignWe developed a model of PS in mice and evaluated, in adult offspring, visceral hypersensitivity to colorectal distension (CRD), colon inflammation, barrier function and gut microbiota taxonomy. We quantified the production of lipopeptides containing GABA by mass spectrometry in a specific strain of bacteria decreased in PS, in PS mouse colons, and in faeces of patients with IBS and healthy volunteers (HVs). Finally, we assessed their effect on PS-induced visceral hypersensitivity.ResultsPrenatally stressed mice of both sexes presented visceral hypersensitivity, no overt colon inflammation or barrier dysfunction but a gut microbiota dysbiosis. The dysbiosis was distinguished by a decreased abundance ofLigilactobacillus murinus, in both sexes, inversely correlated with visceral hypersensitivity to CRD in mice. An isolate from this bacterial species produced several lipopeptides containing GABA including C14AsnGABA. Interestingly, intracolonic treatment with C14AsnGABA decreased the visceral sensitivity of PS mice to CRD. The concentration of C16LeuGABA, a lipopeptide which inhibited sensory neurons activation, was decreased in faeces of patients with IBS compared with HVs.ConclusionPS impacts the gut microbiota composition and metabolic function in adulthood. The reduced capacity of the gut microbiota to produce GABA lipopeptides could be one of the mechanisms linking PS and visceral hypersensitivity in adulthood.
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- 2022
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