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LEDUC Alexandre

Statut: 
Doctorant.e
Equipe: 
Equipe 7 : Biodiversité et Macroécologie
Responsable: 
Joel HENRY
Contrat (dates): 
1 fév 2015 - 31 jan 2018
Localisation: 
Université de Caen Normandie (UCN)
Ecole doctorale: 
EdNBISE
Financement: 
DIANA AQUA SPF (CIFRE)
Thèmes de recherche: 

Sujet de thèse :

Développement d’hydrolysats destinés à la formulation d’aliments pour l’aquaculture : normalisation structurale et optimisation fonctionnelle.

Après la thèse de Marie Robert (2011-2014), ce sujet marque une deuxième étape importante dans l’analyse des hydrolysats de co-produits d’organismes aquatiques et leurs optimisations vers une performance plus élevée. L’objectif est de produire différents hydrolysats à partir d’une même source de co-produits en modulant le degré d’hydrolyse (DH) de manière à modifier les proportions relatives des peptides de différentes masses moléculaires, et d’en analyser leurs performances bioactives. Un DH élevé génère d’avantage de petits peptides et accroît la concentration en acides aminés libres, ce qui induit des performances de croissance accrues mais tendrait à limiter la fonctionnalité. Un DH plus faible génère d’avantage de peptides de masses moléculaires plus élevées mais permettrait de conserver les activités biologiques associées à la présence de certains domaines responsables de l’activité biologique exercée, qu’elles soient antibactérienne, antioxydante, ou myotrope. Le contrôle du DH pourrait donc permettre à partir d’une unique source de co-produits, de cumuler fonctionnalités et performances de croissance.

Approche normative

Le travail de thèse aura pour premier objectif l’analyse structurale et fonctionnelle de plusieurs hydrolysats (issus d’un même co-produit) qu’il faudra dans un premier temps caractériser et différencier par la mise en place d’une échelle numérique de degrés d’hydrolyse ou DH. Les niveaux successifs de cette échelle correspondront à des valeurs calculées à partir du ratio m/z inférieures à 1000 versus m/z supérieures 1000. Ratio et DH varieront donc dans le même sens : un ratio élevé correspondra à un DH élevé. L’analyse fonctionnelle de chaque niveau de DH sera réalisée par le couplage de techniques de séparation chromatographique (HPLC en phase inverse) et de tests biologiques : antibactérien, antioxydant ou myotrope.

Le degré de fonctionnalité ou DF sera calculé par rapport à l’activité biologique mesurée, c’est-à-dire la CMI (Concentration Minimale d’Inhibition) pour les tests antibactériens, la concentration seuil d’activité pour les tests myotropes et antioxydants. Cette activité sera rapportée à la surface relative des fractions actives dans le chromatogramme UV obtenu à 214 nm. Chaque hydrolysat se verra donc attribuer une valeur de DH et de DF sur une échelle qui devra être définie dans le cadre de cette étude. Cette normalisation structurale et fonctionnelle qui constitue une base de comparaison entre hydrolysats, qui s’appuie sur un protocole simple et parfaitement reproductible, pourra déboucher à terme sur la mise en place d’un label identifiant les différentes catégories de produits disponibles sur le marché. Le modèle de mesure de la bioactivité sera éprouvé sur l’ensemble des hydrolysats de la gamme Aquativ et sur plusieurs ingrédients bioactifs retrouvés sur le marché de l’aquaculture.

Approche in vivo

Les hydrolysats caractérisés par leurs valeurs de DH et de DF seront testés, appliqués en inclusion ou en enrobage, sur des lots de bars (Dicentrarchus labrax) maintenus en bassins en conditions contrôlées afin de compléter la caractérisation des hydrolysats sur le plan fonctionnel.  La réalisation de ces essais in vivo permettra d’établir une corrélation entre le statut physiologique, les performances de croissance et la nature des hydrolysats intégrés aux granulés. Feront l’objet d’un suivi, les performances de croissance sur plusieurs semaines (poids, longueur corporelle), la morphologie du tube digestif (histologie), l’expression d’un certain nombre de biomarqueurs de la digestion (enzymes digestives, transporteurs d’acides aminés), le statut immunitaire de l’animal et plus largement de l’ensemble des voies métaboliques impactées par les différents régimes alimentaires.

Le suivi des profils d’expression sera réalisé en RNAseq de novo (plateforme SéSAME) afin d’identifier les voies de régulation potentiellement impactées par le conditionnement alimentaire. Contrairement à une approche classique par qPCR qui impose de faire un choix parmi les biomarqueurs étudiés, l’analyse in silico qualitative et quantitative des données de séquençage (plateforme ABiMS) permettra d’identifier la totalité des transcrits dont l’expression varie versus le lot témoin ou les autres séries expérimentales. Cette approche en RNAseq est aujourd’hui de plus en plus considérée dans les approches nutrigénomiques en aquaculture (Qian et al., 2014 ; Liu et al., 2014). En parallèle, la paroi de l’intestin ainsi que le foie feront l’objet d’un suivi histologique afin d’évaluer l’impact des différents conditionnements alimentaires sur l’intégrité de l’épithélium intestinal et sur l’organisation cellulaire du tissu hépatique.

Les hydrolysats appliqués en inclusion ou en enrobage seront testés individuellement puis en mélange de manière à établir une corrélation entre le statut physiologique, les performances de croissance et les spécifications des hydrolysats intégrés aux granulés. Enfin, dans une démarche qui se veut prophylaxique, des expériences d’infections dirigées permettront d’évaluer les effets protecteurs des différents hydrolysats, testés indépendamment ou en combinaison après une phase de conditionnement alimentaire. De la même façon que pour l’approche in vitro, les hydrolysats pourront être évalués contre des produits de la concurrence (matières premières et ingrédients revendiquant des propriétés bioactives) par la conduite d’essais in vivo chez le poisson.