Modélisation de la dynamique de l'infection par Salmonella dans l'intestin au niveau de la bactérie et de l'hôte

Abstract

Le microbiote intestinal humain est une communauté complexe de micro-organismes qui interagissent entre eux mais aussi avec leur hôte. Ces interactions se produisent essentiellement au niveau métabolique, établissant une relation commensale entre l'hôte et son microbiote par le biais d'échanges bénéfiques, de niches métaboliques et d'une compétition pour les nutriments. L'équilibre peut être rompu à la suite de perturbations telles que des infections par des agents pathogènes. Salmonella enterica Typhimurium est un exemple de pathogène qui profite de la réponse immunitaire de l'hôte et de ses conséquences dans l'environnement luminal afin de construire une niche métabolique favorable à sa propre croissance. Dans ce travail, nous construisons un modèle tripartite de la dynamique d'infection de Salmonella dans l'intestin, en nous appuyant sur une modélisation métabolique à l'échelle du génome. Nous modélisons les échanges entre les cellules épithéliales humaines, les commensaux représentés par une bactérie productrice de butyrate et Salmonella, et nous reproduisons les mécanismes de l'infection en intégrant les prédictions de la modélisation basée sur les contraintes dans un cadre dynamique. Nos résultats prédisent avec précision les interactions métaboliques connues entre les espèces et le rôle important de métabolites spécifiques. Dans l'ensemble, notre travail ouvre la voie à une modélisation mécaniste et dynamique d'écosystèmes complexes qui nous aidera à mieux comprendre le réseau complexe d'interactions métaboliques entre les espèces.