Physiologie des Adaptations nutritionnelles (Phan)

Présentation de l'unité

Les événements précoces —dans les 1000 premiers jours à partir de la conception— ‘programment’ le risque d’obésité, diabète, et maladies cardiovasculaires et psychiatriques durant toute la vie du futur adulte. Par une approche translationnelle (modèles animaux, suivi de cohortes d’enfants), l’UMR PhAN a démontré la réalité de ce phénomène d’empreinte nutritionnelle particulièrement sur deux organes ‘cibles’, l’intestin (notamment le côlon ou gros intestin et sa ‘flore’ bactérienne), et les structures cérébrales régulant la prise alimentaire, le métabolisme et la cognition.

Nos projets visent à identifier :

  • les mécanismes de cette ‘empreinte’,
  • des biomarqueurs (‘omiques’) qui permettent de prédire, au sein d’une population à risque, quels individus développeront une pathologie chronique, et enfin
  • tester des nutriments spécifiques qui, apportés en période périnatale, pourraient réduire le risque de pathologies chroniques et des désordres cognitifs à l’âge adulte.

CHU Hôtel Dieu à Nantes coté Loire Bébé au sein de sa mère Image de neuro-transmetteurs


Thématique de recherche

Notre activité de recherche translationnelle est organisée selon 4 axes qui ont pour but d'accroître notre capacité à détecter précocement les effets d’une empreinte nutritionnelle chez le nouveau-né et l’enfant afin de pouvoir agir, en particulier par l’alimentation, pour préserver sa santé future.

Axe 1 : Démontrer que le sang du cordon, le lait, le microbiote maternel sont tous impactés par le statut nutritionnel et métabolique de la mère pendant la gestation et la lactation, et que ce sont des vecteurs possibles de transmission du risque des maladies chroniques associées à une dérégulation du métabolisme ou du comportement chez la progéniture.

Axe 2 : Comprendre par quels mécanismes le statut nutritionnel et métabolique de la mère influencent les développements foetal et post-natal de la descendance en particulier des organes constituant l’axe intestin-cerveau impliqués dans le métabolisme énergétique et les comportements.

Axe 3 : Tester des nutriments spécifiques (acides aminés spécifiques, probiotiques, acides gras) qui, apportés en période périnatale, pourraient réduire le risque de pathologies chroniques à l’âge adulte. Axe 4 : Confirmer la pertinence des biomarqueurs validés par les 3 axes précédents, en utilisant des approches “omics” exhaustives et des analyses bioinformatiques (intégration de multiples jeux de données cliniques et moléculaires) qui permettent de prédire, au sein d’une population à risque, quels individus développeront une pathologie chronique.


Thèses en cours

Doctorants :

  • Impact d’une supplémentation en citrulline sur le retard de croissance intra-utérine (RCIU) - Aurélie Bourdon.
  • Droit européen et prévention de l’obésité de l’enfant - Anaëlle Chansay.
  • Apports de la spectrométrie de masse pour l’étude statique et dynamique des composants des lipoprotéines plasmatiques - Michael Croyal.
  • Stratégies pour la prévention des altérations de la barrière intestinale induites par un retard de croissance intra-utérin chez le rat - Axel Desir-Vigne.
  • Impact de la dénutrition périnatale sur le système neuro-endocrine intestinal - Marième Ndjim.
  • Impact d’une alimentation périnatale déséquilibrée sur le développement des circuits de la récompense chez le rat - Julie Paradis.
  • Impact du transfert vertical mère-enfant de microbiotes associés à l’obésité sur la neurogénèse précoce et le développement des circuits neuronaux régulant le comportement alimentaire de la descendance chez le rat - Anne-Lise Pocheron.
  • Impact de la teneur en protéines dans le lait maternel sur le devenir  métabolique et neurologique des enfants nés prématurés - Laure Simon.
  • Impact d’une supplémentation en extraits végétaux sur le développement de la plaque d’athérome - Charlotte Trenteseaux.
  • Etude des mécanismes impliqués dans le transfert du risque de développement des maladies métaboliques à la descendance par l’obésité maternelle et évaluation du potentiel effet protecteur de l’acide docosahexaénoïque - Luis Felipe León Aguilar.

Dispositifs d’expérimentation

  • Plateforme de spectrométrie de masse du CRNH Ouest (Biogenouest).
  • Animalerie rongeurs (217 m2) avec 6 cellules d’expérimentation dont 2 salles dédiées à l’analyse du comportement alimentaire et aux ratons nouveau-nés nourris par voie entérale.
  • Accès aux Centres d’Investigations Cliniques du CHU de Nantes (CIC Gastro-nutrition et CIC Femmes Enfants Adolescents) pour la réalisation des essais cliniques.
  • Accès aux cohortes de nouveau-nés prématurés (nationale "EPIPAGE-
    II" et régionale "Grandir Ensemble").
    • Accès à la plateforme pédiatrique et métabolique du CHU de Nantes (Partenariat avec la Laiterie de Montaigu).
    • Accès à la Biocollection de laits maternels du Centre de Ressources Biologiques (CRB) du CHU de Nantes.

Faits marquants 2015-2016

Le lait maternel, donné à environ 65% des nouveau-nés en France à la naissance, est un des effecteurs de la programmation nutritionnelle, agissant comme vecteur de transmission de marqueurs moléculaires de la mère à l’enfant. Nous avons montré que la composition du lait maternel était modifiée, dans des situations physiologiques et nutritionnelles particulières, comme une situation de carence nutritionnelle pendant la gestation et la lactation (en expérimentation animale) ou par un état d’obésité maternelle (cohorte de mères obèses). Tout l’enjeu reste maintenant à déterminer l’impact réel de ces modifications sur le devenir à long terme, des nouveau-nés ayant été allaités par ces mères.

Martin Agnoux A. et al (2015). J Nutr Biochem ; De Luca A. et al (2016) Nutrition

Les enfants nés avec un Retard de Croissance Intra-utérin (RCIU) ont un risque accru de développer des déficits d’apprentissage et des maladies psychiatriques En utilisant un modèle animal de RCIU, nous montrons que cette susceptibilité pathologique pourrait être sous-tendue par : 1) une diminution de la capacité à produire de nouveaux neurones ; 2) une augmentation du taux cérébral de sérotonine et d’acide kynurénique, deux neurotransmetteurs dérivés du métabolisme du tryptophane (TRP)  impliqués dans la physiopathologie de la dépression et la schizophrénie. Par une perfusion de TRP marqué lors d’une césarienne, nous avons montré que : 1) le TRP est transporté activement de la mère au foetus, 2) il existe une synthèse de novo de 5HT chez le foetus, 3) chez les mères dénutries la synthèse de 5HT est diminuée, mais le transfert materno-foetal de TRP est préservé.

Sano M (2015) Amino Acids ; Pérez-Garcia G (2016) Scientific Reports; Honório de Melo Martimiano P J (2017) J. Neurochem

Lors d’une cérémonie organisée au siège de l’UNESCO, Aurélie BOURDON, doctorante dans l’UMR PhAN, a reçu en 2016, une bourse de la Fondation L’Oréal-UNESCO Pour les femmes et la science pour son travail sur l’effet de la citrulline sur la croissance du foetus dans un modèle animal de retard de croissance intra-utérin. Le travail d’Aurélie Bourdon réalisé sur des rates gestantes soumises à un régime appauvri en protéines a permis de montrer qu’une supplémentation en citrulline dans l’eau de boisson durant toute la gestation, atténue le RCIU, et stimule de plus de 50% la synthèse protéique dans le muscle de foetus de rats, mesurée par perfusion d’acides aminés marqués aux isotopes stables, par rapport à des mères recevant un régime pauvre en protéines mais supplémentés par d’autres acides aminés non-indispensables.

Bourdon A. (2016). J Nutr


Partenariats

  • Continent américain :
    Mexique Instituto Nacional de Salud Pública, Instituto Nacional de Nutrición,
    Hospital Infantil de México ; ANR Internat. Collaborative Project,
    USA : Chapel Hill, NC, Jacksonville, FL ; Nelly Mauras, Nemours Children’s
    Clinic Jacksonville, FL ; Josef Neu, Univ of Florida, Gainesville, FL),
    Canada : Julie Robitaille (U Laval, Québec),
  • Japon : Mitsue Sano (U of Shiga),
  • Europe : European Milk Bank Association (EMBA) ; U Simeoni, Laboratoire DOHaD (U de Lausanne, Suisse),
  • France : Laberca (Inra, Nantes), BIA (Inra, Nantes), U6230 CEISAM (Cnrs, Nantes), ADNc (Inra, Rennes), STLO (Inra, Rennes), Nutrineuro (Inra, Bordeaux), CSGA (Inra-CNRS, Dijon), Toxalim (Inra, Toulouse), U1153 (Inserm CRESS-Paris), U1235 (Inserm Nantes), U954 (Inserm, Nancy), U1069 (Inserm, Tours), Gabi, MGP et Micalis (Inra , Jouy-en-Josas), U-1063 (Inserm, Angers), U1055 (Inserm, Grenoble), Société In-Cell-Art

Formation

  • Responsable du Master2 MANIMAL (M. Krempf UMR PhAN et C.
    Magras (Oniris))
  • Responsable du Master2 SANH (K. Ouguerram UMR PhAN et M. de
    Lamballerie (Oniris))
  • Interventions dans le Master 2 SANH (Nantes-Rennes), le Master 2 BBRT (Nantes-Rennes), le Master 2 ADNS Alimentation - Droit – Nutrition – Santé (Brest-Quimper), Ecole d’Ingénieurs ALIMN Agro-Campus Ouest (Rennes), Ecole d’Ingénieurs Bordeaux, Sciences Agros, Master 2 SAME (STL / Master 2 ALIM IEL, Rennes).
  • L’unité est rattachée à l’Ecole Doctorale – Biologie-Santé (Nantes-Angers).
  • Accueil d’étudiants en Master 2, Master pro Angers, Master 1, BTS ou DUT, thèse de médecine.