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Dernière mise à jour : Mai 2021

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Conférence "Use of gnotobiotic fish models to study host-microbiota interactions"

Vendredi 20 mai, 10h00 - INRAE Jouy en Josas

INRAE
Conférence de David Pérez-Pascual, Unité des Génétiques des Biofilms, Institut Pasteur

Résumé

Host microbiota play a key role against pathogen infection, a process known as bacterial colonization resistance. This protection can be driven by multiple mechanisms, including barrier effect and stimulation of host immune defenses. However, these phenomena are still poorly understood due to lack of relevant, yet high throughput in vivo models. In the context of intensive aquaculture prone to disease outbreaks, use of beneficial or probiotic bacteria recently emerged as a desirable prophylactic alternative to the use of antibiotics. However, selection of probiotic bacteria is still often empirical and evidence-based identification of probiotics is hindered by the complexity of bacteria-host interactions. To overcome these difficulties we developed two robust, controlled and tractable germ-free and gnotobiotic models of infection, using two different fish species: zebrafish (Danio rerio)1,2 and rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)3. In both models, we showed that different microorganisms isolated from the natural microbiota of the host protect against the fish pathogen Flavobacterium columnare upon re-conventionalization of germ-free fish with defined bacteria. We identified and characterized the specific microorganisms that provide full-protection, analyzing their impact on host immune response and histology in presence or absence of F. columnare. We expect that determining the molecular mechanisms involved in protection could inspire novel strategies to use the own microbiota as a source of potential probiotics against F. columnare and other pathogens in situation relevant to aquaculture.

1. Rendueles O, Ferrieres L, Fretaud M, et al. A new zebrafish model of Oro-intestinal pathogen colonization reveals a key role for adhesion in protection by probiotic bacteria. PLoS Pathog. 2012;8(7):e1002815.
2. Stressmann FA, Bernal-Bayard J, Perez-Pascual D, et al. Mining zebrafish microbiota reveals key community-level resistance against fish pathogen infection. The ISME Journal. 2020. doi: 10.1038/s41396-020-00807-8.
3. Pérez-Pascual D, Vendrell-Fernández S, Audrain B, et al. Gnotobiotic rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) model reveals endogenous bacteria that protect against Flavobacterium columnare infection. Plos Pathogens. 2021. doi: 10.1371/journal.ppat.1009302