In vivo analysis of the effects of emerging enniatin mycotoxins using a murine Model of human intestinal microbiota
Thèse ou mémoire / Thesis or Dissertation
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Maîtrise / Master's
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Mots-clés
- Rats
- Microbiote
- Microbiota analysis
- Enniatine
- Mycotoxine
- Modèle animal humanisé
- Analyse du microbiote
- Microbiota
- Enniatin
- Mycotoxin
- Humanized animal model
Organisme subventionnaire
Résumé
Résumé
Cette étude visait à évaluer l’impact d’une exposition à des doses faible et élevée d’un mélange de mycotoxines émergentes du groupe des enniatines sur le microbiote intestinal à l’aide d’un modèle murin humanisé Sprague Dawley. L'hypothèse était que l'utilisation de ce modèle humanisé permettrait de caractériser la dysbiose induite par les enniatines. L'étude comprenait trois parties. Dans la phase initiale, une déplétion du microbiote a été induite chez 24 rats Sprague Dawley par un traitement par un cocktail d'antibiotiques mélangé à du sirop de cassis pendant 14 jours. Par la suite, les rats ont été répartis de façon aléatoire en deux groupes, recevant chacun des matières fécales fraîches par transferts fécaux bi-hebdomadaires de deux donneurs humains adultes (un mâle et une femelle) en bonne santé, pendant 3 semaines. Dans la phase finale, les 24 rongeurs humanisés ont été divisés en trois groupes en fonction de leur dose d’exposition orale aux enniatines pendant quatre semaines: un groupe contrôle (0 μg/kg de poids corporel d’enniatine), un groupe recevant 2 μg/kg de poids corporel d’enniatines par jour, correspondant au niveau d’exposition moyen aux enniatines dans la population humaine, et un groupe recevant 200 μg/kg de poids corporel d’enniatines par jour. Les doses d’enniatines étaient administrées mélangées à du syrop de cassis. Des échantillons fécaux ont été collectés au début, et chaque semaine tout au long de cette phase. La structure et la diversité du microbiote ont été évaluées à l’aide du kit d’extraction d’ADN de matières fécales QIAamp DNA stool micro kit et de la méthode du séquençage du gène codant pour l’ARNr 16S.
Les résultats de la phase de déplétion ont montré des différences significatives avant et après le traitement antibiotique, confirmant l'épuisement de la flore intestinale initiale des rats par le cocktail d'antibiotiques. De plus, nous avons réussi à générer un modèle de rat humanisé à partir du microbiote intestinal humain. L'établissement réussi d'un modèle animal humanisé a été confirmé par le transfert de divers phylums bactériens, notamment Bacteroidaceae, Bacteroidales, Bacteroides, Barnesiella, Bifidobacterium, Desulfovibriionales, Eggerthella, Enterococcaceae, Hungatella, Lachnospiraceae, Lactobacillaceae, Limosilactobacillus, Mycobacteriales, Peptostreptococcaceae, Romboutsia et Streptococcus. Dans la phase finale de l'étude, l'abondance relative de certains genres bactériens a été modifiée de manière dose-dépendante par l’exposition aux enniatines, bien que l'impact global des mycotoxines ait été limité. Cet impact global limité peut être dû au fort effet homogénéisant du sirop de cassis sur le microbiote dans tous les groupes expérimentaux, masquant potentiellement les effets des enniatines sur la structure du microbiote. Ces résultats indiquent que l’exposition aux enniatines, même aux doses moyennes observées dans la population humaine pourraient modifier significativement la composition du microbiote intestinal humain.
This study aimed to evaluate the impact of exposure to low and high doses of a mixture of emerging mycotoxins from the enniatin group on the gut microbiota using a humanized Sprague Dawley mouse model. The hypothesis was that using this humanized model would allow for the characterization of dysbiosis induced by enniatins. The study consisted of three parts. In the initial phase, microbiota depletion was induced in 24 Sprague Dawley rats through a treatment with an antibiotic cocktail mixed with blackcurrant syrup for 14 days. Subsequently, the rats were randomly divided into two groups, each receiving fresh fecal matter through bi-weekly fecal transplants from two healthy adult human donors (one male and one female) for three weeks. In the final phase, the 24 humanized rodents were divided into three groups based on their oral exposure dose to enniatins over four weeks: a control group (0 μg/kg body weight of enniatin), a group receiving 2 μg/kg body weight of enniatins mixed with blackcurrant syrup daily , and a group with 200 μg/kg body weight of enniatin daily. The daily 2 μg/kg body weight of enniatins represents the mean chronic exposure calculated for humans in Europe. Fecal samples were collected at the beginning and every week throughout this phase. The structure and diversity of the microbiota were evaluated using the QIAamp DNA Stool Mini Kit and 16S rRNA sequencing method. The results indicated significant differences before and after antibiotic treatment, confirming the initial depletion of the gut flora by the antibiotic cocktail. Additionally, we successfully generated a humanized rat model from human gut microbiota. The successful establishment of a humanized animal model was confirmed by the transfer of various bacterial genus, including Bacteroidaceae, Bacteroidales, Bacteroides, Barnesiella, Bifidobacterium, Desulfovibriionales, Eggerthella, Enterococcaceae, Hungatella, Lachnospiraceae, Lactobacillaceae, Limosilactobacillus, Mycobacteriales, Peptostreptococcaceae, Romboutsia, and Streptococcus. In the final phase of the study, the relative abundance of certain bacterial genera was dose-dependently modified by exposure to enniatins, although the global impact of the mycotoxins was limited. This limited global impact may be due to the strong homogenizing effect of the blackcurrant syrup on the microbiota across all experimental groups, potentially masking the effects of enniatins on the microbiota structure. Altogether, these results indicate that exposure to enniatins, even at the mean level observed in the human population, could significantly modify the composition of the human intestinal microbiota.
This study aimed to evaluate the impact of exposure to low and high doses of a mixture of emerging mycotoxins from the enniatin group on the gut microbiota using a humanized Sprague Dawley mouse model. The hypothesis was that using this humanized model would allow for the characterization of dysbiosis induced by enniatins. The study consisted of three parts. In the initial phase, microbiota depletion was induced in 24 Sprague Dawley rats through a treatment with an antibiotic cocktail mixed with blackcurrant syrup for 14 days. Subsequently, the rats were randomly divided into two groups, each receiving fresh fecal matter through bi-weekly fecal transplants from two healthy adult human donors (one male and one female) for three weeks. In the final phase, the 24 humanized rodents were divided into three groups based on their oral exposure dose to enniatins over four weeks: a control group (0 μg/kg body weight of enniatin), a group receiving 2 μg/kg body weight of enniatins mixed with blackcurrant syrup daily , and a group with 200 μg/kg body weight of enniatin daily. The daily 2 μg/kg body weight of enniatins represents the mean chronic exposure calculated for humans in Europe. Fecal samples were collected at the beginning and every week throughout this phase. The structure and diversity of the microbiota were evaluated using the QIAamp DNA Stool Mini Kit and 16S rRNA sequencing method. The results indicated significant differences before and after antibiotic treatment, confirming the initial depletion of the gut flora by the antibiotic cocktail. Additionally, we successfully generated a humanized rat model from human gut microbiota. The successful establishment of a humanized animal model was confirmed by the transfer of various bacterial genus, including Bacteroidaceae, Bacteroidales, Bacteroides, Barnesiella, Bifidobacterium, Desulfovibriionales, Eggerthella, Enterococcaceae, Hungatella, Lachnospiraceae, Lactobacillaceae, Limosilactobacillus, Mycobacteriales, Peptostreptococcaceae, Romboutsia, and Streptococcus. In the final phase of the study, the relative abundance of certain bacterial genera was dose-dependently modified by exposure to enniatins, although the global impact of the mycotoxins was limited. This limited global impact may be due to the strong homogenizing effect of the blackcurrant syrup on the microbiota across all experimental groups, potentially masking the effects of enniatins on the microbiota structure. Altogether, these results indicate that exposure to enniatins, even at the mean level observed in the human population, could significantly modify the composition of the human intestinal microbiota.
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