Enriching the unculturable microbial majority of the human gastrointestinal tract through microfluidic encapsulation

Résumé

Le microbiote intestinal humain est un consortium de microorganismes composé principalement de bactéries, de mycètes et d’archées. La communauté complexe des bactéries, en particulier, fait l’objet de nombreuses recherches en raison de son lien avec la santé et les maladies humaines. Malheureusement, les études visant à comprendre cette relation alambiquée manquent d’informations essentielles, car une grande partie de cette population commensale n’a pas été cultivée in vitro. L’une des principales théories expliquant l’absence de souches cultivées est l’impossibilité d’imiter les conditions naturelles in vitro nécessaires à la croissance des bactéries. En raison de la prise de conscience croissante de l’importance du microbiote intestinal pour la santé humaine, il est nécessaire d’améliorer les techniques de culture. En particulier, l’encapsulation des cellules est une approche prometteuse pour améliorer les rendements de culture en raison des effets mécanostimulants et de l’isolement spatial des cellules. La génération de gouttelettes microfluidiques est une méthode d’encapsulation cellulaire préférable en raison du contrôle élevé de la formation des microbilles et de la compatibilité des biomatériaux. Dans cette thèse, l’encapsulation microfluidique de bactéries intestinales anaérobies est étudiée pour améliorer la culture in vitro. La génération de gouttelettes microfluidiques a été caractérisée et optimisée pour la compatibilité avec un biomatériau synthétique, à savoir le poly(éthylène glycol maleimide) (PEG4MAL) à quatre bras. L’aptitude du PEG4MAL à la culture de bactéries anaérobies a été caractérisée par l’évaluation des propriétés mécaniques, de la dégradation, de la microstructure et de la biocompatibilité. Enfin, l’effet de l’encapsulation a été évalué en examinant la viabilité cellulaire et la formation de colonies. L’application de la microencapsulation PEG4MAL pour l’enrichissement des bactéries intestinales anaérobies difficiles à cultiver a conduit à une forte densité de croissance à l’intérieur des microbilles. Ce travail jette les bases d’études futures explorant la possibilité d’une culture, d’un échantillonnage et d’une distribution in situ dans le tractus gastro-intestinal humain.

Date	15 mai 2025
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Ali Ahmadi (Directeur(-trice)), Sophie Lerouge (Codirecteur(-trice)) & Corinne F. Maurice (Codirecteur(-trice))