Fermentation of milk is an established food processing method that enhances the health-promoting qualities of milk via modifications to the physical, chemical and biological characteristics of the food. Both fermenting starter cultures and probiotic bacteria that can be added to fermented milks can modulate the gut microbiota to influence health. The identification of associations between the gut microbiota, 'low-grade' inflammation and metabolic disease has evoked a new rôle for fermented milks. Despite the potential clinical relevance of using fermented milks and probiotics to address inflammation, intervention trials have not yet conclusively demonstrated probiotic efficacy on this outcome. This thesis explores how différent '-omic' technologies can be applied using a 'nutrigenomic' approach to better understand the rôle of probiotic, fermented milk on metabolic health, and in particular on inflammation.
The work of this thesis is based around a twelve-week randomised, controlled trial (crossover design) that was carried out at the University Hospital of Lausanne (CHUV) between February and June 2014. In a cohort of fourteen healthy young men (mean âge of 25 ± 1.3 years; mean BMI 22 ± 0.5kg/m2), multiple nutrigenomic approaches were used to comprehensively assess the acute and the short-term impact of probiotic yoghurt compared to acidified milk intake on parameters of metabolic health. Acute tests assessed the postprandial response to a single 800g dose of the dairy products while short-term tests evaluated the effect of daily intake (400g/d) of the dairy products on fasting measurements and on the postprandial response to a high fat meal test that modeled transient inflammation.
Similar bénéficiai effects were observed after two-weeks daily intake of probiotic yoghurt and acidified milk on circulating inflammatory biomarkers, while différent effects on the faecal microbiota accompanied these changes. Metabolomic and transcriptomic data complemented these findings by revealing discriminating features of the postprandial responses to the intake of the two dairy products that classical biomarkers, with the exception of insulin, did not identify. The combination of selected elements of these datasets showed coherent evidence of the physiological responses to acute intake of dairy products, notably including glycemic régulation. Nutrigenomic-related techniques present a novel approach to understand the individual-specific impact of dietary intake in the context of a controlled clinical trial. The wider application of these approaches could support the development of personalised nutrition applications.
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La fermentation du iait est une méthode établie de transformation alimentaire qui modifie les
caractéristiques physiques, chimiques et biologiques du lait, augmentant ainsi ses bienfaits sur la santé Les cultures de ferments lactiques et l'ajout des bactéries probiotiques aux laits fermentés peuvent moduler le microbiote intestinal et ainsi avoir un impact sur la santé. L'identification d'associations entre le microbiote intestinal, l'inflammation à bas bruit et les maladies métaboliques a suggéré la possibilité d'un rôle nouveau des laits fermentés sur l'inflammation. Cependant, bien que l'utilisation des laits fermentés et des probiotiques dans le traitement de l'inflammation paraisse cliniquement pertinente, les études interventionnelles n'ont pas démontré de façon concluante l'efficacité des probiotiques sur celle-ci Dans ce travail de thèse, une approche « nutrigenomique » appliquant différentes technologies dites 'omic' ont été utilisées pour évaluer les effets des laits fermentés contenant des probiotiques sur la santé métabolique, et en particulier sur l'inflammation.
Le travail de cette thèse s'articule autour d'une étude clinique croisée (randomisée à double insu et controlee) de douze semaines, réalisée au Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV) entre février et juin 2014. Dans une cohorte de quatorze jeunes hommes en bonne santé (âge moyen 25 ± 1.3 ans ■ IMC moyen 22 ± 0.5 kg/m2), nous avons utilisé plusieurs approches nutrigénomiques afin de caractériser de façon complète, les effets aigus et les effets à court terme de la consommation de yaourt probiotique comparée à celle de lait acidifié sur les paramètres de santé métabolique. Les tests aigus ont évalué la réponse postprandiale à une dose unique de 800g des produits laitiers tandis que les tests à court terme ont évalué l'effet d'un apport quotidien des produits laitiers (400g/j) sur des paramètres sanguins mesurés a jeun et sur la réponse postprandiale à un repas riche en gras, utilisé comme modèle d'inflammation.
Nous avons observé des effets bénéfiques similaires sur les paramètres sanguins d'inflammation après deux semaines d'ingestion quotidienne de yaourt probiotique ou de lait acidifié, alors que les effets des produits laitiers sur le microbiote fécal étaient distincts. Les données métabolomiques et transcriptomiques ont permis de compléter ces observations en identifiant des paramètres capables de discriminer les réponses postprandiales des deux produits laitiers, ce que les marqueurs biologiques classiques (à I exception de l'insuline) ne pouvaient pas faire. La combinaison de certains éléments de ces données a permis de mettre en évidence les réponses physiologiques associées à l'ingestion aiguë de produits laitiers telle que la régulation glycémique. Les techniques utilisées en 'nutrigenomique' dans le cadre d'une étude controlee représentent une nouvelle approche pour identifier les effets induits par un apport alimentaire spécifiques à l'échelle individuelle. La mise en pratique de ces approches pourrait contribuer au développement de la nutrition personnalisée.