Relationship between gut microbiota and feeding behaviour in rodents under an obesogenic diet | Etude de la relation entre le microbiote intestinal et le comportement alimentaire chez le rongeur soumis à un régime obésogène

English. The obesity and overweight pandemic is a major public health issue linked to the high availability of palatable, sugar and fat-rich (Western diet, WD) food. First week food intake response to WD introduction in rodent is very robust and predictive of its propensity to become obese on a long term. It is composed of a one-day hyperphagic phase followed by a return to a normal food intake. The goal of this thesis was to determine if the gut microbiota, through acute composition and/or metabolic activity modifications, play a role in early food intake regulation following WD introduction and if so through which mechanisms. Dietary change modified the gut microbiota composition towards a pro-inflammatory context. Animal models lacking a gut microbiota (germ-free) or with a depleted gut microbiota (antibiotics) demonstrate that intestinal microbiota is involved in energy intake regulation during the first hours of WD consumption, with a decrease in food intake during the 1-day hyperphagic phase in axenic rats and satiation modifications during the first hours after dietary change (antibiotics). Gut microbiota of mice under standard diet was modified after several WD cycles and induced an increase in eating motivation at WD introduction. Initial gut microbiota composition seems predictive of food intake during the hyperphagic phase but this has to be confirmed by further analyses. Among the potential mechanisms involved in this regulation, we showed that gut microbiota could participate to the early induction of hypothalamic oxidative stress and inflammation and that it is involved in gut anorexigenic peptides transcriptional regulation in caecal enteroendocrine cells. Other interaction mechanisms between gut microbiota and food intake regulation, notably the hedonic aspect, still have to be characterized. All these results suggest a link between early gut microbiota modifications and food intake regulation, in particular towards the hedonic aspect during the first hours after dietary change. These findings pave the way to the discovery of new ways of obesity and overweight prevention around gut microbiota composition.

French. L’épidémie de surpoids et d’obésité en lien avec la disponibilité accrue d’aliments ultra-palatables, riches en lipides et en glucides (Western diet, WD) est un problème majeur de santé publique. Chez le rongeur, le profil de prise alimentaire à très court terme sous WD est très robuste et prédictif de la propension des animaux à devenir obèses. Cette régulation comprend une phase d’hyperphagie de 24h suivie d’un retour à l’homéostasie énergétique. Le but de cette thèse a été de déterminer si le microbiote intestinal, par des variations précoces de composition ou d’activité métabolique, jouait un rôle dans ce comportement alimentaire à très court terme lors de l’introduction d’un WD et si oui, par quel(s) mécanisme(s). L’introduction d’un WD induisait des modifications précoces de composition du microbiote qui tendaient vers un contexte pro-inflammatoire. L’utilisation de modèles sans microbiote (axénique) ou dont le microbiote a été déplété par traitement antibiotique a permis de déterminer que celui-ci joue un rôle lors des premières heures de consommation de WD avec une diminution de la prise alimentaire lors de la phase d’hyperphagie (modèle axénique) et une modification du rassasiement lors des premières heures de WD (modèle antibiotiques). Le microbiote de souris sous régime standard était modifié par plusieurs cycles de WD et induisait une augmentation de la motivation à manger dès l’introduction du WD. La composition initiale du microbiote semble également prédictive de la prise alimentaire lors de la phase d’hyperphagie, ce qui doit être affiné par de futures analyses. Parmi les mécanismes potentiellement impliqués, nous avons montré que le microbiote pourrait participer à la mise en place très précoce du stress oxydant et de l‘inflammation hypothalamique et qu’il participe à la régulation transcriptionnelle des peptides anorexigènes dans les cellules entéroendocrines caecales. D’autres mécanismes d’interaction entre le microbiote et la régulation, notamment hédonique, de la prise alimentaire restent à élucider. L’ensemble de ces résultats suggère un lien entre les modifications précoces du microbiote intestinal et la régulation de la prise alimentaire, notamment hédonique lors des premières heures de consommation de WD. Ces découvertes ouvrent la voie vers de nouvelles pistes de prévention de l’obésité en lien avec la composition du microbiote intestinal.