Thèse en nutrition : préparations pour nourrissons

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Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

L'activité s'exercera au sein de l’Institut NUMECAN (Nutrition, Métabolismes et Cancer, https://numecan.fr) et de l'UMR INRAE Institut Agro STLO (Science et Technologie du Lait et de l’Œuf, https://stlo.rennes.hub.inrae.fr/ ). Le doctorat sera mené dans le cadre du projet ANR BIFORES (https://anr.fr/Projet-ANR-24-CE21-2521;https://stlo.rennes.hub.inrae.fr/recherche/nos-projets/bifores). Ce projet multidisciplinaire vise à repenser la production des préparations pour nourrissons (PPN) en combinant la fermentation et des itinéraires de production visant une transformation minimale, afin de répondre simultanément aux défis de santé, de sécurité sanitaire et de durabilité des PPNs. Le projet de thèse vise plus précisément à évaluer l’impact nutritionnel et santé de ces nouvelles PPNs. Le ou la doctorant.e sera sous la responsabilité de scientifiques des 2 unités de recherche et interagira plus largement avec les différents partenaires académiques et industriels du secteur laitier impliqués dans le projet.

La personne sera recrutée en tant que doctorant.e pour une période de 36 mois sur l’évaluation au niveau nutritionnel et santé de nouveaux itinéraires de fabrication de PPNs visant à améliorer leur biomimétisme.

Contexte et hypothèses :

Bien que l'Organisation mondiale de la santé recommande l'allaitement maternel exclusif pendant les six premiers mois de la vie, 52 % des nourrissons (0-5 mois) dans le monde reçoivent un substitut du lait maternel (UNICEF, 2022), généralement sous la forme d’une PPN. Les 1000 premiers jours de vie et la nutrition durant cette période sont cruciaux pour la santé à court et à long termes. Malgré des améliorations, les PPNs ne miment pas complètement les bénéfices santé de l’allaitement, d'où la nécessité de développer des PPNs plus biomimétiques, en termes de composition et/ou d'impacts nutrition-santé. De plus, les PPNs doivent répondre aux normes réglementaires, aux contraintes de l'industrie laitière et aux attentes des consommateurs en étant microbiologiquement sûres, stables, avec un impact environnemental minimum. Le projet BIFORES propose de repenser la production des PPNs en combinant la fermentation et le « minimal processing » et de répondre simultanément aux défis de santé, de sécurité sanitaire et de durabilité des PPN.

Nous faisons l’hypothèse qu’utiliser des ingrédients les moins transformés possible et coupler la microfiltration avec un traitement thermique minimal, voire l’absence de traitement thermique, contribuera à préserver la naturalité des composants des PPNs, avec des effets bénéfiques sur la digestion et la santé. De plus, les PPNs comprennent de nombreux ingrédients pour mimer le contenu nutritionnel du lait maternel, mais n’intègrent pas (ou mal) certains composants bioactifs susceptibles de contribuer aux bienfaits du lait maternel. Ce dernier contient notamment une communauté microbienne complexe et des métabolites, potentiellement d'origine microbienne. Nos précédents travaux ont montré qu’un consortium microbien complexe intégrant les espèces prévalentes du lait maternel, mais aussi des cocktails de métabolites bactériens, étaient capables d’influencer l’homéostasie intestinale in vitro et in vivo dans un modèle préclinique de porcelet, nous invitant à davantage explorer l’intérêt de l’ajout d’une composante microbienne complexe (bactéries + métabolites) dans les PPNs. Nous faisons l’hypothèse que la fermentation par un consortium bactérien complexe apportera une diversité bactérienne et des métabolites, tels qu'on les trouve dans le lait humain, ainsi qu'une flore bioprotectrice. Ces nouveaux itinéraires de fabrication devraient de ce fait améliorer les bénéfices santé (nutrition, homéostasie intestinale) des PPNs, tout en limitant le risque microbiologique.

Objectifs et programme de travail : Le ou la doctorant.e aura pour objectif d’évaluer l’impact nutritionnel et santé de ces nouvelles PPNs, en combinant des approches in vitro (digestion in vitro, modèles multicellulaires d’épithélium intestinal) et in vivo (modèle préclinique miniporc).

Le projet de thèse s’articulera en 3 étapes.

La 1^ère étape consistera à caractériser la digestion de 3 PPNs (dont une PPN contrôle) à l’aide de modèles in vitro de digestion gastro-intestinale mimant les conditions de l’intestin du nouveau-né à terme. Ceux-ci comprendront un modèle de digestion dynamique (DIDGI®) mimant les échanges dynamiques entre les différents compartiments digestifs et mimant au mieux la réalité physiologique, et un modèle de digestion statique, plus facile à mettre en œuvre et permettant de récolter de plus grandes quantités des digestats pour la suite du projet. Les deux modèles seront comparés en termes de qualité des digestats (produits de lipolyse et de protéolyse, viabilité des bactéries, contenus en métabolites) par différentes approches maîtrisées dans le laboratoire d’accueil. La 2^ème étape du projet consistera à utiliser les digestats obtenus avec la digestion statique optimisée pour stimuler un modèle in vitro multicellulaire d’épithélium intestinal développé au laboratoire, afin d’évaluer leurs propriétés fonctionnelles sur la physiologie digestive (fonctions barrière, immunitaire et endocrine), par des approches de biologie moléculaire (RT-qPCR, ELISA). Ce modèle sera construit à partir de 2 modèles quadricellulaires développés par NUMECAN et STLO combinés pour associer 5 lignées cellulaires représentant les 5 types cellulaires prépondérants de l’épithélium intestinal (entérocytes, cellules à mucus, cellules entéroendocrines, cellules M et macrophages).

Dans la dernière étape du projet, 2 des 3 PPNs caractérisées in vitro seront testées in vivo dans le modèle préclinique porcelet afin de déterminer leur bénéfice santé de façon plus intégrée, en prenant en compte leur impact sur le microbiote intestinal et le fonctionnement de l’axe microbiote-intestin-cerveau. Les porcelets seront nourris pendant toute la période d’allaitement à l’aide de distributeurs automatiques de lait adaptés à l’élevage en groupe des animaux. A l’issue de la période d’allaitement, différents contenus et tissus seront prélevés afin de déterminer la composition du microbiote intestinal et de caractériser les différentes fonctions intestinales et cérébrales par des approches de biologie moléculaire et d’histologie.

Le ou la doctorant.e aura en charge i) le suivi du projet en concertation avec ses 2 encadrantes ; ii) l’organisation et la réalisation des expérimentations (digestions in vitro, stimulation du modèle cellulaire in vitro, expérimentation in vivo) et des analyses (biologiques et microbiologiques) réalisées en interne ou auprès de prestataires externes  ; iii) la gestion et l’intégration des résultats, ainsi que leur communication auprès du consortium du projet et iv) la valorisation (publication, communication). Le ou la doctorant.e sera formé.e par le personnel des 2 unités encadrantes (NUMECAN et STLO) et bénéficiera du support scientifique et de l’aide technique de ces 2 unités

Formations et compétences recherchées

• Formation recommandée : master en nutrition, biologie moléculaire et cellulaire, microbiologie, ou ingénieur.e agro
• Connaissances souhaitées (domaines à connaître) : nutrition, physiologie, biologie cellulaire et moléculaire, microbiologie, statistiques.
• Aptitudes recherchées :
• Etre enthousiaste et curieux
• Avoir de bonnes capacités d’organisation et de travail en équipe
• Etre rapidement autonome
• Avoir une bonne maîtrise des statistiques
• Parler et écrire correctement l’Anglais (rédaction d’articles et communication)

Votre qualité de vie à INRAE

En rejoignant INRAE, vous bénéficiez (selon le type de contrat et sa durée) :

-  jusqu'à 30 jours de congés + 15 RTT par an (pour un temps plein)
- d'un soutien à la parentalité : CESU garde d'enfants, prestations pour les loisirs ;
- de dispositifs de développement des compétences : formation, conseil en orientation professionnelle ;
- d'un accompagnement social : conseil et écoute, aides et prêts sociaux ;
- de prestations vacances et loisirs : chèque-vacances, hébergements à tarif préférentiel ;
- d'activités sportives et culturelles ;
- d'une restauration collective.

Modalités pour postuler

J'envoie mon CV et ma lettre de motivation