Rencontres Carnot Qualiment

Axe 2 : Nouvelles méthodes pour la nutrition (exemple : digestion in vitro, organoïdes, masticateur artificiel etc.)

Marie-Agnès PEYRON – Unité de Nutrition Humaine – Quelques bonnes raisons d’utiliser le masticateur artificiel AM² pour des études en nutrition

La mastication est une fonction majeure de la cavité buccale dont l’enjeu est la formation d’un bol alimentaire pouvant être dégluti. Les caractéristiques du bol alimentaire dépendent de l’aliment mais aussi des conditions de sa formation pendant la mastication, notamment de l’état de santé dentaire et de la salive.

Le masticateur artificiel AM² a été développé pour produire des bols alimentaires comparables à ceux observés in vivo. Leurs caractéristiques physico-chimiques peuvent être étudiées selon l’aliment et dans différentes conditions orales simulées (dents, force, salive…).

Cet outil permet d’analyser le rôle de la fragmentation mécanique de l’aliment et de la salive (digestion orale) dans les caractéristiques finales du bol alimentaire. Ces propriétés peuvent avoir des conséquences sur la digestion intestinale, le transport et la bioaccessibilité des nutriments apportés par l’aliment.

Combiné à un dispositif de digestion in vitro, AM² est incontestablement une ressource très avantageuse pour des études en nutrition.

Claire CHERBUY – MICALIS – Développement d’organoïdes pour les études interactions nutrition-microbiote-santé

Les organoïdes sont des structures cellulaires tridimensionnels qui réplique in vitro des caractéristiques anatomiques et fonctionnelles du tissu d’origine.  Ils sont obtenus de cellules souches d’un tissu prélevé chez l’homme (biopsies) ou de cellules souches pluripotentes induites (iPSC). En fonction des milieux de culture utilisés, il est possible d’orienter la différenciation vers le tissu d’intérêt, mais aussi de travailler sur des lignées d’organoïdes issus de différents individus (patients vs individus sains). Ces outils biologiques remplacent progressivement les lignées cellulaires traditionnelles, sont à la base d’avancées majeures et deviennent incontournables pour étudier la physio-pathologie humaine. Nous développons ces modèles pour mieux comprendre les interactions entre nutrition-microbiote et santé de l’hôte. Dans ce but, des organoïdes intestinaux sont générés à partir de biopsies d’individus sains et de patients où nous montrons la réponse cellulaire à différents stimuli bactériens. Récemment, pour intégrer la communication inter-tissu, nous développons d’autre types d’organoïdes à partir d’iPSC.

Guilhem PAGES – QUAPA – L’imagerie par résonance magnétique (IRM) pour aborder la nutrition à l’ISC AgroResonance

L’IRM est une méthode analytique permettant d’obtenir de multiples informations de manière non invasive et relativement peu utilisée en nutrition. Nous avons développé deux approches originales complémentaires en lien avec ces problématiques. La première consiste à caractériser l’état de liaison du sel avec l’aliment et sa répartition et de relier ces deux paramètres à l’intensité de la perception du goût salé. La seconde approche est basée sur l’IRM cérébrale chez le petit animal pour mettre en évidence des différences soit dans les structures d’activations, soit dans le développement de certaines pathologies, en fonction du régime alimentaire. Grâce à cette approche, nous allons par exemple caractériser les changements d’activation dans les boucles cérébrales de la récompense lors d’un régime riche en édulcorant.

Sébastien MARZE – BIA – FROMASDIG – Association d’un masticateur et d’un digesteur instrumentés pour étudier le rôle de la texture de fromages et de substituts végétaux sur le devenir de composés d’intérêts sensoriel et nutritionnel tout le long du tube digestif.

Notre projet propose une démarche originale basée sur l’utilisation conjointe de deux méthodes in vitro (masticateur et digesteur instrumentés) afin d’étudier dans sa globalité le rôle de la texture des aliments sur la déconstruction (fonctions biomécaniques et biochimiques de la bouche et fonction biochimique du tractus gastro-intestinal) et le devenir de différents composés d’intérêt. Afin de comprendre les différences de comportement entre des aliments d’origine animale ou végétale, des produits modèles de type fromage et « substitut végétal » (source lait de vache ou jus de soja) sont conçus. Dans le contexte de la transition alimentaire rééquilibrant les sources animales/végétales, ce travail collaboratif évaluera précisément le potentiel sensoriel et nutritionnel de chacune de ces sources tout le long du tube digestif.

Didier DUPONT – UMR STLO – Comment simuler la digestion gastrointestinale chez l’homme : avantages et limites des principaux modèles in vitro

Au cours de la dernière décennie, la compréhension du devenir digestif des aliments a suscité un intérêt croissant afin de renforcer les effets possibles de l’alimentation sur la santé humaine. Idéalement, la digestion des aliments devrait être étudiée in vivo chez l’homme, ce qui n’est pas toujours possible pour des raisons éthiques et économiques. C’est pourquoi des modèles simples de digestion in vitro imitant le tractus gastro-intestinal ont été proposés comme alternatives aux expériences in vivo. Ces modèles sont de plus en plus utilisés par la communauté scientifique, malgré leurs diverses limitations à refléter pleinement la complexité du tube digestif. La présentation montrera les différents types de modèles statiques et dynamiques actuellement disponibles, leur extension à des populations spécifiques (nouveau-né, sénior), leurs avantages respectifs et leurs limites actuelles. Le travail d’harmonisation et de validation de ces modèles réalisé dans le cadre du réseau de recherche international INFOGEST sera également souligné.

Marco RAMAIOLI – UMR SAYFOOD – Simuler in vitro le processus oral de l’aliment pour adapter sa texture aux besoins nutritionnels spécifiques et aux préférences de différentes populations.

La texture des aliments conditionne fortement leur appréciation, mais aussi la sécurité lors de la déglutition pour les individus qui souffrent de troubles de la déglutition ou de la salivation.
Différentes expériences in vitro, de complexité croissante, ont été développées pour étudier l’interaction entre la langue et l’aliment, la déconstruction orale et la facilité de déglutition. La technologie de la robotique molle, en particulier, permet de reproduire ces interactions avec une fidélité sans précédents.
Reproduire in vitro les contraintes et déformations que la compression langue-palais et la péristasis orale applique à l’aliment permet de mieux adapter les propriétés rhéologiques, tribologiques et la texture de l’aliment aux besoins et aux préférences de différentes populations.