FR2810337A1 - New microorganisms expressing heterologous gene, useful e.g. for detoxification, have high survival rates in stomach and colon - Google Patents

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Abstract

Microorganisms (A) that contain at least one heterologous DNA fragment (I) containing a selected gene (II) that can be expressed in the digestive tract and have survival rates over 25%, particularly 90-95%, when leaving the ileum after 6 hours of digestion and over 2%, preferably 8%, after 12 hours fermentation in the colon. Independent claims are also included for the following: (1) method for studying, monitoring and/or selecting (A), using an artificial digestive system; (2) (A) produced by method (1); and (3) combined product containing (A) and an active substance, or its precursor, for simultaneous, separate or staged use.

Description

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La présente invention concerne le développement de micro-organismes génétiquement modifiés, notamment de levures génétiquement modifiées, pouvant survivre dans un environnement digestif et y exprimer efficacement un ou plusieurs gènes d'intérêt. La forme galénique et le mode d'administration de ces micro-organismes sont également proposés. De plus, l'invention se rapporte à l'utilisation de systèmes digestifs artificiels simulant les fonctions gastro-intestinales de l'homme pour l'étude, le contrôle et la sélection des micro-organismes précités. L'invention porte également sur des applications directes de bioconversion in situ, en particulier dans la mise au point de traitements préventifs ou curatifs de pathologies, notamment de maladies liées au métabolisme des xénobiotiques. The present invention relates to the development of genetically modified microorganisms, including genetically modified yeasts, which can survive in a digestive environment and effectively express one or more genes of interest. The dosage form and the mode of administration of these microorganisms are also provided. In addition, the invention relates to the use of artificial digestive systems simulating the gastrointestinal functions of humans for the study, control and selection of the aforementioned microorganisms. The invention also relates to direct applications of in situ bioconversion, in particular in the development of preventive or curative treatments for pathologies, particularly diseases related to xenobiotic metabolism.

Les êtres vivants sont continuellement en contact avec des xénobiotiques, substances dites étrangères aux voies métaboliques normales de la cellule (médicaments, pesticides, polluants, additifs alimentaires, molécules naturelles de plantes...). Ces composés, souvent trop hydrophobes pour être éliminés directement par les reins ou dégradés par la bile, s'accumulent dans les lipides de l'organisme. Les enzymes du métabolisme des xénobiotiques (ou EMX) sont chargées de faciliter leur élimination en les rendant plus hydrophiles. Living beings are constantly in contact with xenobiotics, substances that are foreign to the normal metabolic pathways of the cell (drugs, pesticides, pollutants, food additives, natural molecules of plants ...). These compounds, which are often too hydrophobic to be eliminated directly by the kidneys or degraded by bile, accumulate in the lipids of the body. The enzymes of xenobiotic metabolism (or EMX) are responsible for facilitating their elimination by making them more hydrophilic.

Ces enzymes sont classées en trois catégories : - les enzymes de phase I (phase de fonctionnalisation) : le xénobiotique plus hydrophile par introduction de groupements polaires (le plus souvent par des réactions d'oxydation). Ce sont principalement les monooxygénases à cytochrome P450, hémoprotéines présentant un maximum d'absorption caractéristique aux environs de 450 nm, lorsqu'elles sont réduites et liées au monoxyde de carbone (Omura, 1964, 1993). Chez les mammifères, les P450 se situent majoritairement au niveau de la membrane du réticulum endoplasmique lisse, principalement dans le foie, mais également dans les poumons et l'intestin, organes jouant un rôle dans le contrôle de l'entrée de nombreux xénobiotiques dans l'organisme. These enzymes are classified in three categories: - phase I enzymes (functionalization phase): the more hydrophilic xenobiotic by introduction of polar groups (usually by oxidation reactions). These are mainly the cytochrome P450 monooxygenases, hemoproteins with a characteristic absorption maximum around 450 nm, when they are reduced and bound to carbon monoxide (Omura, 1964, 1993). In mammals, P450s are predominantly in the smooth endoplasmic reticulum membrane, mainly in the liver, but also in the lungs and intestine, which play a role in controlling the entry of many xenobiotics into the body. 'organization.

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Chaque P450 fait partie d'un complexe multienzymatique où il est associé à deux systèmes de transport d'électrons à flavoprotéine, la NADPH-cytochrome P450 réductase et la NADH-cytochrome b5 réductase. Each P450 is part of a multienzyme complex where it is associated with two flavoprotein electron transport systems, NADPH-cytochrome P450 reductase and NADH-cytochrome b5 reductase.

Les P450 fonctionnent selon un cycle catalytique au cours duquel le fer passe par différents degrés d'oxydation, ce qui conduit à l'incorporation d'un atome d'oxygène dans le substrat R selon la réaction suivante (Guengerich, 1993) : RH + O2 + 2e- + 2H+ # ROH + H20 Les P450 possèdent des propriétés catalytiques originales puisque, contrairement à la majorité des enzymes, un P450 donné peut agir sur de nombreux substrats présentant des structures très différentes et, inversement, un même substrat peut être reconnu par différents P450 (Coon et al., 1992). Des facteurs endogènes (espèce, souche...), physiologiques (âge, sexe...), mais également des facteurs exogènes peuvent moduler l'activité des P450 (Guengerich, 1993), en agissant à différents niveaux : expression du gène, stabilisation de la protéine, modulation de l'activité. P450s operate according to a catalytic cycle in which the iron passes through different degrees of oxidation, which leads to the incorporation of an oxygen atom in the substrate R according to the following reaction (Guengerich, 1993): RH + O2 + 2e- + 2H + # ROH + H20 P450 possess original catalytic properties since, unlike the majority of enzymes, a given P450 can act on many substrates with very different structures and, conversely, the same substrate can be recognized by different P450s (Coon et al., 1992). Endogenous factors (species, strain ...), physiological factors (age, sex ...), but also exogenous factors can modulate the activity of P450 (Guengerich, 1993), by acting on different levels: gene expression, stabilization of the protein, modulation of the activity.

- les enzymes de phase II (phase de conjugaison) : les métabolites issus de la phase 1 encore plus hydrophiles (s'ils ne sont pas excrétés directement), par conjugaison à des molécules endogènes diverses (glutathion, glucuronide...). Ces enzymes sont présentes dans presque toutes les cellules de l'organisme, les principales étant la glutathion S-transférase (GST), la N-acétyl transférase (NAT), la quinone réductase (QR), l'aldéhyde deshydrogénase (ALDH), l'uridine diphosphoglucuronosyl transférase (UGT), la sulfotransférase, l'époxide hydrolase et la O-acétylase.  phase II enzymes (conjugation phase): metabolites from phase 1 that are even more hydrophilic (if they are not excreted directly), by conjugation with various endogenous molecules (glutathione, glucuronide, etc.). These enzymes are present in almost all cells of the body, the main ones being glutathione S-transferase (GST), N-acetyl transferase (NAT), quinone reductase (QR), aldehyde dehydrogenase (ALDH), uridine diphosphoglucuronosyl transferase (UGT), sulfotransferase, epoxide hydrolase, and O-acetylase.

- les enzymes de phase III (phase d'évacuation) : chargées d'éliminer des cellules les métabolites issus des réactions de détoxication (pompes transporteurs ABC, en particulier les pompes multidrug resistant MDR). - phase III enzymes (evacuation phase): responsible for eliminating metabolites from detoxification reactions (ABC transporters, especially multidrug resistant MDR pumps).

Globalement, le métabolisme des xénobiotiques est considéré comme une voie de détoxication. Cependant les enzymes de phase 1 peuvent donner naissance à des métabolites plus réactifs que la molécule initiale, susceptibles de se lier aux protéines (provoquant des nécroses ou des maladies auto-immunes), aux acides nucléiques (responsables de mutagénèse ou de cancérogénèse) ou aux lipides (peroxydation Overall, the metabolism of xenobiotics is considered a detoxification pathway. However, phase 1 enzymes may give rise to metabolites that are more reactive than the initial molecule, that can bind to proteins (causing necrosis or autoimmune diseases), nucleic acids (responsible for mutagenesis or carcinogenesis) or lipids (peroxidation

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lipidique). C'est le cas notamment lorsque les enzymes de phase II sont absentes ou d'activité trop faible.  lipid). This is particularly the case when phase II enzymes are absent or activity too low.

L'activité des EMX est déterminée génétiquement et hautement variable selon les individus (polymorphisme génétique). L'analyse moléculaire des corrélations existant entre gènes majeurs impliqués dans les processus de détoxication et de biotransformation, et pathologies fait actuellement l'objet de nombreux travaux de recherche. En effet, des anomalies dans les processus de détoxication et de biotransformation des composés exogènes ont clairement été identifiées chez des patients atteints de maladies dites multifactorielles (maladies combinant prédisposition génétique et rôle de facteurs environnementaux), très répandues à ce jour dans le monde, telles que différents cancers, diverses pathologies digestives, endométriose, bronchite chronique... The activity of EMX is genetically determined and highly variable according to individuals (genetic polymorphism). Molecular analysis of correlations between major genes involved in detoxification and biotransformation processes and pathologies is currently the subject of much research. Indeed, abnormalities in the detoxification and biotransformation processes of exogenous compounds have clearly been identified in patients suffering from so-called multifactorial diseases (diseases combining genetic predisposition and the role of environmental factors), which are widespread in the world today, such as that different cancers, various digestive pathologies, endometriosis, chronic bronchitis ...

Pour exemple, le risque de cancer des poumons induit par les hydrocarbures aromatiques polycycliques est augmenté d'environ 40 fois lorsque l'individu est déficient en GSTM1 (phénotype GSTM1 0/0) et possède un P450 1A1 à forte activité enzymatique (Raunio et al., 1995). De plus, selon des études épidémiologiques, les populations qui ont le plus grand risque de développer un cancer du côlon sont celles qui possèdent le phénotype métaboliseur rapide pour la NAT2 et le P4501A2 et qui sont exposées à des hauts niveaux d'amines hétérocycliques dans leur alimentation (Lang et al., 1994). Concernant le cancer du sein, des corrélations ont pu également être établies. Les femmes possédant une forme de P450 1A1hautement inductible voient leur risque d'avoir un cancer du sein augmenté. De même, le risque de cancer du sein est augmenté (x4) chez les femmes ménopausées, fumant modérément (présence d'amines aromatiques) et possédant un phénotype lent pour NAT2. Le groupe à risque pour le cancer de la vessie est représenté par les individus déficients en GSTM1 et NAT2 (Brockmoller et al., 1996). Une corrélation positive a été établie entre endométriose et femmes déficientes en GSTM 1, ainsi qu'avec le phénotype métaboliseur lent pour NAT2 (Baranova et al., 1999). For example, the risk of lung cancer induced by polycyclic aromatic hydrocarbons is increased by about 40-fold when the individual is deficient in GSTM1 (GSTM1 0/0 phenotype) and has a P450 1A1 with high enzymatic activity (Raunio et al. ., 1995). Furthermore, according to epidemiological studies, the populations at greatest risk of developing colon cancer are those with the fast metabolizing phenotype for NAT2 and P4501A2 and who are exposed to high levels of heterocyclic amines in their body. diet (Lang et al., 1994). Regarding breast cancer, correlations have also been established. Women with a highly inducible P450 1A1 form are at increased risk for breast cancer. Similarly, the risk of breast cancer is increased (x4) in postmenopausal women, smoking moderately (presence of aromatic amines) and having a slow phenotype for NAT2. The group at risk for bladder cancer is represented by individuals deficient in GSTM1 and NAT2 (Brockmoller et al., 1996). A positive correlation has been established between endometriosis and GSTM-deficient women 1, as well as the slow metabolizing phenotype for NAT2 (Baranova et al., 1999).

L'alimentation est une des principales sources de xénobiotiques impliqués dans les Diet is one of the main sources of xenobiotics involved in

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maladies multifactorielles, d'où l'intérêt d'assurer la détoxication de ces xénobiotiques avant qu'ils n'exercent des effets négatifs sur les organes cibles.  multifactorial diseases, hence the interest of ensuring the detoxication of these xenobiotics before they exert negative effects on the target organs.

Ainsi, la présente invention concerne le développement d'un médicament vivant , micro-organismes génétiquement modifiés, et plus particulièrement les levures, exprimant dans l'environnement digestif un ou plusieurs gène(s) d'intérêt(s) permettant de corriger des dysfonctionnements du métabolisme des xénobiotiques, tels que ceux mentionnés ci-dessus. Ce ou ces gènes d'intérêt seront choisis après détermination des corrélations entre patrimoine génétique et présence de pathologie et après évaluation de la prévalence de cette pathologie. Thus, the present invention relates to the development of a living medicament, genetically modified microorganisms, and more particularly yeasts, expressing in the digestive environment one or more gene (s) of interest (s) for correcting dysfunctions. metabolism of xenobiotics, such as those mentioned above. This or these genes of interest will be chosen after determining the correlations between genetic heritage and the presence of pathology and after evaluating the prevalence of this pathology.

Outre la principale application de détoxication, deux autres objectifs de la présente invention sont décrits ci-dessous, à titre d'exemples. In addition to the main detoxification application, two other objects of the present invention are described below, by way of example.

Le premier consiste à faire exprimer dans l'environnement digestif par lesdits microorganismes un gène d'intérêt codant pour une enzyme permettant l'activation in situ de pré-substance en substance active. L'administration d'un tel médicament vivant permettant de contrôler la bioconversion de pré-substance en substance active est tout particulièrement intéressante dans le cas où la substance active possède des effets secondaires indésirables et/ou est toxique à partir d'une certaine dose. Parmi ces applications, on peut citer la transformation de provitamines en vitamines. The first is to express in the digestive environment by said microorganisms a gene of interest encoding an enzyme for in situ activation of pre-substance active substance. The administration of such a living medicament for controlling the bioconversion of pre-substance into active substance is particularly advantageous in the case where the active substance has undesirable side effects and / or is toxic from a certain dose. Among these applications, mention may be made of the transformation of provitamines into vitamins.

Le second consiste à faire produire dans l'environnement digestif par ces microorganismes un peptide ou un polypeptide actif, en particulier ayant des propriétés antigéniques. La production de tels peptides, en différents points du tractus digestif, aboutit à la mise au point de vaccins vivants permettant de contourner un certain nombre de difficultés rencontrées dans les méthodes classiques d'administration appartenant à l'état de la technique, telles les problèmes de dégradation. The second is to produce in the digestive environment by these microorganisms an active peptide or polypeptide, in particular having antigenic properties. The production of such peptides, at different points in the digestive tract, leads to the development of live vaccines which make it possible to circumvent a certain number of difficulties encountered in the conventional methods of administration belonging to the state of the art, such as the problems degradation.

Fahl et al (WO 99/27953) ont construit des souches d'E.coli exprimant des enzymes de mammifères (P450 1A1, NADPH-cytochrome P450 réductase et GST) dont les gènes ont été insérés dans un plasmide. Ces constructions modèles sont réalisées dans le but de développer des souches bactériennes chimioprotectrices , en particulier des Fahl et al (WO 99/27953) constructed E.coli strains expressing mammalian enzymes (P450 1A1, NADPH-cytochrome P450 reductase and GST) whose genes were inserted into a plasmid. These model constructions are carried out in order to develop chemoprotective bacterial strains, in particular

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Lactobacilles, exprimant des enzymes de mammifères impliquées dans la détoxication de procarcinogènes et administrées dans l'environnement digestif afin de supplémenter le système de détoxication des cellules gastro-intestinales.  Lactobacilli, expressing mammalian enzymes involved in the detoxification of procarcinogens and administered in the digestive environment to supplement the detoxification system of gastrointestinal cells.

Fahl et al. ne précisent pas la durée de survie des Lactobacilles génétiquement modifiés dans un environnement digestif et s'ils peuvent y exprimer efficacement un gène d'intérêt. Fahl et al. do not specify the survival time of Lactobacilli genetically modified in a digestive environment and whether they can effectively express a gene of interest.

Pour répondre à ces questions, nous avons mis en place des systèmes digestifs artificiels qui permettent d'étudier, d'adapter, de contrôler et de sélectionner des micro-organimes qui survivent au moins pendant un temps minimum et qui peuvent exprimer efficacement in situ (c'est-à-dire dans l'environnement digestif) un ou plusieurs gènes hétérologues d'intérêt. Bien entendu, la durée de survie dépend des micro-organismes en question et de l'environnement digestif, mais on peut définir dans le cadre de l'invention ce paramètre comme étant supérieur à 6h dans l'estomacintestin grêle et 48H dans le côlon, c'est à dire la durée moyenne du transit dans ces compartiments digestifs chez l'homme. To answer these questions, we have set up artificial digestive systems that make it possible to study, adapt, control and select micro-organisms that survive at least for a minimum time and that can express effectively in situ ( that is to say in the digestive environment) one or more heterologous genes of interest. Of course, the survival time depends on the microorganisms in question and the digestive environment, but it can be defined in the context of the invention this parameter being greater than 6h in the small bowel stomach and 48H in the colon, that is to say the average duration of transit in these digestive compartments in humans.

Parmi les micro-organismes préférés de l'invention, on peut citer les levures. En effet, au même titre que les bactéries visées par la demande de brevet précédemment citée, les levures sont des organismes présents dans l'alimentation animale et/ou humaine et des hôtes bien connus de l'environnement digestif. Certaines d'entre elles sont des organismes GRAS ou generally recognized as safe et sont utilisées depuis quelques années comme probiotiques. Among the preferred microorganisms of the invention, mention may be made of yeasts. Indeed, in the same way as the bacteria referred to in the aforementioned patent application, the yeasts are organisms present in the animal and / or human diet and well-known hosts of the digestive environment. Some of them are GRAS or recognized as safe organisms and have been used for some years as probiotics.

Leur facilité de production explique leur utilisation à grande échelle dans l'industrie alimentaire, par exemple dans les processus de fabrication de la bière et du pain ou comme additif dans l'alimentation animale et humaine. S cerevisiae est la plus connue et la plus exploitée commercialement. Aujourd'hui, S cerevisiae et S boulardii sont également utilisées dans l'industrie pharmaceutique comme médicaments (carbolevure et ultralevure# respectivement), principalement destinés au traitement des troubles secondaires à l'antibiothérapie tels que diarrhées, colites ou candidoses (Ligny G, 1975). De très nombreuses études réalisées chez l'animal et chez l'homme soulignent à la fois l'innocuité et l'impact positif de ces levures sur l'environnement digestif (antagonisme vis à vis des Candidas par exemple). Their ease of production explains their large-scale use in the food industry, for example in the processes of making beer and bread or as an additive in animal and human nutrition. S cerevisiae is the best known and the most commercially exploited. Today, S cerevisiae and S boulardii are also used in the pharmaceutical industry as drugs (carbolevure and ultralevure # respectively), mainly for the treatment of disorders secondary to antibiotic therapy such as diarrhea, colitis or candidiasis (Ligny G, 1975 ). Many studies conducted in animals and humans highlight both the safety and the positive impact of these yeasts on the digestive environment (antagonism towards Candidas for example).

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Comparativement aux bactéries, l'utilisation de levures à des fins de médicaments vivants présente des avantages considérables : - Contrairement aux bactéries, les levures sont des organismes eucaryotes. Compared with bacteria, the use of yeasts for living medicines has considerable advantages: - Unlike bacteria, yeasts are eukaryotic organisms.

L'intégration génomique de fragments hétérologues est facilement réalisable (recombinaison homologue hautement efficace) et aboutit à une construction plus stable que celle obtenue par insertion plasmidique, ce qui notamment limite les transferts potentiels du gêne d'intérêt à la flore endogène humaine. The genomic integration of heterologous fragments is easily feasible (highly efficient homologous recombination) and results in a more stable construction than that obtained by plasmid insertion, which in particular limits the potential transfers of the gene of interest to the human endogenous flora.

De plus, les levures présentent une organisation subcellulaire très voisine de celle des eucaryotes supérieurs et disposent de mécanismes de transport intracellulaire et de processing post-traductionnel indispensables à l'expression fonctionnelle et compartimentée de beaucoup de gènes hétérologues. Pour exemple, il a été montré qu'elles possèdent les critères nécessaires à la synthèse de P450 humains fonctionnels puisqu'un système d'adressage des protéines ("Signal Récognition Particule" ou SRP) permet la translocation du P450 synthétisé vers le réticulum endoplasmique, ce qui aboutit à une localisation intracellulaire et un repliement du P450 corrects (Urban et al., 1994a ; Pompon et al., 1997). Les levures possèdent également un environnement membranaire lipidique permettant la stabilité du P450 et des protéines de transfert d'électrons (NADPH- cytochrome P450 réductase et cytochrome b5) dans la membrane du réticulum endoplasmique, nécessaires à l'activité enzymatique du P450. In addition, yeasts have a subcellular organization very close to that of higher eukaryotes and have intracellular transport mechanisms and post-translational processing essential for the functional and compartmentalized expression of many heterologous genes. For example, they have been shown to possess the criteria necessary for the synthesis of functional human P450s since a protein addressing system ("Signal Recognition Particle" or SRP) allows the translocation of synthesized P450 to the endoplasmic reticulum, resulting in correct P450 intracellular localization and folding (Urban et al., 1994a, Pompon et al., 1997). Yeast also has a lipid membrane environment that allows the stability of P450 and electron transfer proteins (NADPH-cytochrome P450 reductase and cytochrome b5) in the endoplasmic reticulum membrane, necessary for the enzymatic activity of P450.

- Les levures, bien caractérisées au niveau moléculaire (notamment S cerevisiae, entièrement séquencée depuis 1996-Goffeau et al.-), constituent un outil de base pour l'ingénierie génétique et les bioconversions in vitro dans des conditions de fermentation non seulement de laboratoire mais surtout à grande échelle (production industrielle). - Yeasts, well characterized at the molecular level (in particular S cerevisiae, fully sequenced since 1996-Goffeau et al.-), constitute a basic tool for genetic engineering and bioconversions in vitro under fermentation conditions not only in the laboratory but especially on a large scale (industrial production).

- Certaines levures telles que S cerevisiae possèdent la capacité de vivre en aérobie et en anaérobie, ce qui permet d'envisager l'utilisation de telles levures à tout niveau du tractus digestif. Some yeasts such as S cerevisiae have the capacity to live aerobically and anaerobically, which makes it possible to consider the use of such yeasts at any level of the digestive tract.

- D'autres avantages concernant la construction des levures recombinées sont également à souligner. En effet, les levures sont sélectionnées par auxotrophie et non sur la base d'une résistance à un antibiotique, ce qui évite d'être confronté aux - Other advantages concerning the construction of recombinant yeasts are also to be emphasized. Indeed, the yeasts are selected by auxotrophy and not on the basis of resistance to an antibiotic, which avoids being confronted with

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problèmes liés à l'administration à l'homme d'organismes génétiquement modifiés possédant un gène de résistance à un antibiotique. De plus, l'insertion génomique du gène d'intérêt est facilitée par la propriété de recombinaison qu'ont certaines levures, dont S cerevisiae (Bellamine, 1996).  problems related to the administration to humans of genetically modified organisms having an antibiotic resistance gene. In addition, the genomic insertion of the gene of interest is facilitated by the recombination property of certain yeasts, including S cerevisiae (Bellamine, 1996).

Des souches de S cerevisiae ont été développées permettant l'expression de trois grands types de gènes intervenant dans les différentes phases du métabolisme des xénobiotiques : des gènes de cytochromes P450 humains (phase I), des gènes d'enzymes "d'environnement de phase I" (NADPH-cytochrome P450 réductase et cytochrome b5 par exemple) et des gènes de phase II. De telles souches ont été décrites par Pompon et al. (US 5,635,369 et EP 595 948). Strains of S. cerevisiae have been developed allowing the expression of three major types of genes involved in the different phases of xenobiotic metabolism: human cytochrome P450 genes (phase I), "phase environment" enzyme genes I "(NADPH-cytochrome P450 reductase and cytochrome b5 for example) and phase II genes. Such strains have been described by Pompon et al. (US 5,635,369 and EP 595,948).

Dans le cadre de la présente invention, des souches de S cerevisiae ont été utilisées comme modèles d'étude. Elles expriment d'une part le P450 1A1 humain et la NADPH-cytochrome P450 réductase de levure ou d'homme (respectivement souches W(R)pHlAl et W(hR)pHlAl ), d'autre part le P450 73A1 de plante et la NADPHcytochrome P450 réductase de levure (souche W(R)pP73Al). In the context of the present invention, S. cerevisiae strains have been used as study models. They express on the one hand the human P450 1A1 and the yeast or human NADPH-cytochrome P450 reductase (strains W (R) pHlAl and W (hR) pH1Al, respectively), on the other hand the plant P450 73A1 and the Yeast NADPHcytochrome P450 reductase (strain W (R) pP73Al).

Le P450 1A1 existe dans la majorité des espèces animales, y compris chez l'homme. P450 1A1 exists in the majority of animal species, including humans.

La forme humaine a été isolée par Jaiswal et al. (1985). Il intervient dans le métabolisme des hydrocarbures aromatiques polycycliques, en particulier dans celui du benzo (a)pyrène, composé présent notamment dans la fumée de cigarettes et les produits de barbecue (Sims et al., 1974 ; Gautier et al., 1996a). Il est difficilement décelable dans le foie sans l'action d'un inducteur mais existe dans de nombreux tissus extra-hépatiques à l'état constitutif. Il est fortement inductible par des composés aromatiques polycycliques tels que le 3-méthylcholanthrène (3-MC), par des composés

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aromatiques halogénés tels que la 2,3,7,8-tétrachlorodibenzo -dioxine (TCDD) ou par des flavonoïdes comme la (3-naphtoflavone. The human form has been isolated by Jaiswal et al. (1985). It is involved in the metabolism of polycyclic aromatic hydrocarbons, particularly in the case of benzo (a) pyrene, a compound found in particular in cigarette smoke and barbecue products (Sims et al., 1974, Gautier et al., 1996a). It is difficult to detect in the liver without the action of an inducer but exists in many extrahepatic tissues in the constitutive state. It is strongly inducible by polycyclic aromatic compounds such as 3-methylcholanthrene (3-MC), by compounds
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halogenated aromatics such as 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-dioxin (TCDD) or flavonoids such as (3-naphtoflavone.

Le P450 73A1 (activité cinnamate 4-hydroxylase ou CA4H) catalyse la première étape de la voie des phénylpropanoïdes chez les plantes supérieures en transformant l'acide trans-cinnamique en acide p-coumarique. Cette voie constitue le début de la synthèse P450 73A1 (cinnamate 4-hydroxylase or CA4H activity) catalyzes the first stage of the phenylpropanoids pathway in higher plants by transforming trans-cinnamic acid into p-coumaric acid. This path is the beginning of synthesis

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des flavonoïdes (anti-oxydants).  flavonoids (antioxidants).

La survie des levures modèles , le maintien de leur activité après passage dans des systèmes digestifs artificiels et leur activité in situ ont été démontrés dans le cadre de la présente invention. De telles capacités de survie et d'activité enzymatique se révèlent être très importantes si l'on veut utiliser des micro-organismes vivants comme médicament. The survival of model yeasts, the maintenance of their activity after passage into artificial digestive systems and their activity in situ have been demonstrated in the context of the present invention. Such survival abilities and enzyme activity prove to be very important if one wants to use living microorganisms as a drug.

A ce titre, la méthode d'évaluation du devenir des micro-organismes médicaments dans l'environnement digestif humain est également un objet de la présente invention. In this respect, the method for evaluating the fate of drug microorganisms in the human digestive environment is also an object of the present invention.

Comme évoqué précédemment, l'un des principaux problèmes rencontrés dans la mise au point d'un médicament vivant réside dans sa sélection, dans l'évaluation de sa survie, de son activité et de son contrôle, au sein d'un environnement digestif. Pour contourner ces difficultés, la présente invention propose l'utilisation de systèmes digestifs artificiels reproduisant de la manière la plus fiable et la plus dynamique possible l'environnement digestif humain. Avantageux sur le plan technique, ces systèmes permettent le contrôle des principaux paramètres de la digestion et assurent la reproductibilité des conditions expérimentales, facteurs que l'on ne peut pas ou très difficilement maîtriser chez des animaux de laboratoire. De plus, ces systèmes permettent de réaliser des prélèvements à tout niveau du tractus digestif et de s'affranchir de toutes les contraintes d'éthique liées aux expérimentations animales ou humaines (molécules potentiellement toxiques). De tels systèmes donnent également la possibilité d'évaluer l'impact des micro-organismes génétiquement modifiés sur la flore endogène humaine (implantée dans le système digestif artificiel). As mentioned above, one of the main problems encountered in the development of a living drug lies in its selection, in the evaluation of its survival, its activity and its control, in a digestive environment. To circumvent these difficulties, the present invention proposes the use of artificial digestive systems reproducing in the most reliable and dynamic manner the human digestive environment. Technically advantageous, these systems allow the control of the main parameters of digestion and ensure the reproducibility of experimental conditions, factors that can not or very difficult to control in laboratory animals. In addition, these systems make it possible to take samples at any level of the digestive tract and to overcome all the ethical constraints related to animal or human experiments (potentially toxic molecules). Such systems also provide the opportunity to evaluate the impact of genetically modified micro-organisms on human endogenous flora (implanted in the artificial digestive system).

Ainsi, les systèmes digestifs artificiels permettent de réaliser une sélection de microorganismes génétiquement modifiés, notamment de levures génétiquement modifiées, qui se sont non seulement adaptés à l'environnement digestif mais qui conservent une bonne capacité à exprimer un gène hétérologue d'intérêt. Thus, the artificial digestive systems make it possible to carry out a selection of genetically modified microorganisms, in particular genetically modified yeasts, which have not only adapted to the digestive environment but which retain a good capacity to express a heterologous gene of interest.

Tout système digestif artificiel reprenant les caractéristiques essentielles du système digestif humain peut être utilisé dans le cadre de l'invention. Divers systèmes in vitro Any artificial digestive system incorporating the essential characteristics of the human digestive system can be used within the scope of the invention. Various in vitro systems

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très simples (compartiments digestifs individualisés) ont été décrits. Leur utilisation est cependant limitée par la fragmentation des compartiments digestifs et l'absence de dynamisme. Il est donc avantageux d'utiliser le système digestif artificiel complet décrit dans WO 94/09895.  very simple (individualized digestive compartments) have been described. Their use is however limited by the fragmentation of the digestive compartments and the lack of dynamism. It is therefore advantageous to use the complete artificial digestive system described in WO 94/09895.

Un autre avantage de la présente invention provient de la formulation spécifique du médicament vivant de sorte à protéger les micro-organismes et à cibler spécifiquement une action dans telle ou telle partie du système digestif. Another advantage of the present invention stems from the specific formulation of the living drug so as to protect the microorganisms and to specifically target an action in a particular part of the digestive system.

Les micro-organismes, et plus particulièrement les levures, devant être actifs au niveau du tractus gastro-intestinal, la voie d'administration est la voie orale ou rectale. Les micro-organismes recombinés doivent être administrés sous une forme galénique permettant à la fois de les véhiculer jusqu'à leur lieu d'action, de les maintenir dans un état actif et de les protéger de l'environnement extérieur. Les artifices ou procédés galéniques utilisés pour atteindre ces objectifs sont différents selon la sensibilité des micro-organismes à l'environnement digestif et selon les lieux où ils auront à réaliser leur activité (niveau du tractus gastro-intestinal). Parmi les procédés galéniques utilisés, on peut citer : la lyophilisation des micro-organismes et de leur milieu nutritif, l'encapsulation des micro-organismes ou l'enrobage du système galénique les renfermant à l'aide de polymères sensibles au pH ou possédant des propriétés mucoadhésives, le mélange avec des polymères présentant des propriétés muco-adhésives, la compression des micro-organismes en présence d'excipients possédant des propriétés muco-adhésives, leur incorporation dans des gels hydrophiles ou lipophiles. The microorganisms, and more particularly the yeast, to be active in the gastrointestinal tract, the route of administration is the oral or rectal route. The recombinant microorganisms must be administered in a galenic form that allows them to be transported to their place of action, to keep them in an active state and to protect them from the external environment. The artifices or galenical processes used to achieve these objectives are different according to the sensitivity of microorganisms to the digestive environment and according to the places where they will have to carry out their activity (level of the gastrointestinal tract). Among the galenical methods used, mention may be made of: the lyophilization of the microorganisms and their nutrient medium, the encapsulation of the microorganisms or the coating of the galenic system enclosing them with the aid of polymers that are sensitive to pH or that possess mucoadhesive properties, mixing with polymers having muco-adhesive properties, compression of microorganisms in the presence of excipients having muco-adhesive properties, incorporation into hydrophilic or lipophilic gels.

Les systèmes galéniques qui en résultent sont des formes monolithiques de type comprimés monocouche ou multicouches, de type capsule de gélatine (dure ou molle) ou des formes multiparticulaires de type microgranules ou microcapsules. Ces formes permettent une libération normale ou différée des micro-organismes au sein du tractus digestif. The resulting galenic systems are monolithic monolayers such as monolayer or multilayer tablets, gelatin capsule type (hard or soft) or multiparticulate microgranules or microcapsules. These forms allow normal or delayed release of microorganisms within the digestive tract.

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DESCRIPTION Micro organismes Ainsi, dans un premier aspect, la présente invention se rapporte à des microorganismes comportant au moins un fragment d'ADN hétérologue comprenant un ou plusieurs gènes d'intérêt capables de s'exprimer dans l'environnement digestif. Thus, in a first aspect, the present invention relates to microorganisms comprising at least one heterologous DNA fragment comprising one or more genes of interest capable of being expressed in the digestive environment.

Avantageusement, lesdits micro-organismes sont également caractérisés en ce qu'ils peuvent survivre dans l'environnement digestif pendant au moins 6h, 10h, 12h ou 24h dans l'estomac et l'intestin grêle et/ou au moins 12h, 24h, 60h ou 72h dans le côlon. Advantageously, said microorganisms are also characterized in that they can survive in the digestive environment for at least 6h, 10h, 12h or 24h in the stomach and small intestine and / or at least 12h, 24h, 60h or 72h in the colon.

En effet, dans les systèmes digestifs artificiels décrits ci-après, on obtient des microorganismes dont le taux de survie est supérieur à 25%, 50%, 75%, de préférence 80% en sortie de l'iléon après 6 h de digestion et est supérieur à 2 %, 4%, de préférence 8% après 12 h de fermentation dans le côlon. Indeed, in the artificial digestive systems described below, microorganisms are obtained whose survival rate is greater than 25%, 50%, 75%, preferably 80% at the outlet of the ileum after 6 hours of digestion and is greater than 2%, 4%, preferably 8% after 12 hours of fermentation in the colon.

Ces mesures peuvent être aisément effectuées par dénombrement à partir d'échantillons facilement prélevables dans les systèmes digestifs artificiels, à tout moment de la digestion ou de la fermentation. These measurements can easily be made by enumeration from readily digestible samples in artificial digestive systems, at any time during digestion or fermentation.

Dans le cadre de l'invention, on choisit des levures, de préférence des levures sélectionnées parmi Saccharomyces cerevisiae, S boulardii, S uvarum, Schizosaccharomyces pombe et Klevuromyces lactis. On peut également choisir des bactéries telles que les lactobacillus décrites dans Fahl et al (WO 99/27953). In the context of the invention, yeasts are selected, preferably yeasts selected from Saccharomyces cerevisiae, S boulardii, S uvarum, Schizosaccharomyces pombe and Klevuromyces lactis. Bacteria such as lactobacilli described in Fahl et al (WO 99/27953) can also be selected.

Gènes d'intérêt On entend par gènes d'intérêt des gènes codant pour des peptides à intérêt vaccinal, des peptides à intérêt hormonal (tel l'insuline), des peptides à intérêt thérapeutique (comme les anti-protéases, les facteurs de coagulation), des peptides à effet antibiotique, des peptides capables de piéger ou de complexer des molécules, des enzymes ou tous peptides possédant des activités de bioconversion ou de biosynthèse, notamment des enzymes de détoxication. Genes of interest Genes of interest are genes coding for peptides of interest for vaccination, peptides of hormonal interest (such as insulin), peptides of therapeutic interest (such as anti-proteases, coagulation factors). peptides with an antibiotic effect, peptides capable of trapping or complexing molecules, enzymes or any peptides having bioconversion or biosynthesis activities, in particular detoxification enzymes.

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Dans le sens de l'invention, les termes polypeptides, peptides ou protéines pourront être employés indifféremment les uns des autres et ne constituent en aucun cas une limitation à une taille donnée. In the sense of the invention, the terms polypeptides, peptides or proteins may be used interchangeably from each other and in no case constitute a limitation to a given size.

Les gènes d'intérêt seront choisis de préférence parmi les enzymes du métabolisme des xénobiotiques, à savoir des enzymes de phase 1 (P450 1A1, 1A2, 1B1, 2B6,2C8, 2C9, 2C18, 2C19, 2D6, 2E1, 3A4, 3A5 et 73A1), des enzymes d'environnement de phase 1 (NADPH-cytochrome P450 réductase et cytochrome b5), des enzymes de phase II telles que la glutathion S-transférase (GST), la N-acétyl transférase (NAT), la quinone réductase (QR), l'aldéhyde deshydrogénase (ALDH), l'uridine diphosphoglucuronosyl transférase (UGT), la sulfotransférase, l'epoxide hydrolase et la O-acétylase et des enzymes de phase III (pompes transporteurs ABC, en particulier les pompes multidrug resistant MDR). The genes of interest will preferably be selected from the enzymes of the metabolism of xenobiotics, namely phase 1 enzymes (P450 1A1, 1A2, 1B1, 2B6, 2C8, 2C9, 2C18, 2C19, 2D6, 2E1, 3A4, 3A5 and 73A1), phase 1 environment enzymes (NADPH-cytochrome P450 reductase and cytochrome b5), phase II enzymes such as glutathione S-transferase (GST), N-acetyl transferase (NAT), quinone reductase (QR), aldehyde dehydrogenase (ALDH), uridine diphosphoglucuronosyl transferase (UGT), sulfotransferase, epoxide hydrolase and O-acetylase, and phase III enzymes (ABC transporter pumps, particularly multidrug resistant pumps). MDR).

La glutathion S-transférase est une superfamille de gènes composée de 4 principales classes : alpha (GSTZ), mu (GSTM), pi (GSTP) et teta (GSTT). Glutathione S-transferase is a gene superfamily composed of 4 main classes: alpha (GSTZ), mu (GSTM), pi (GSTP) and teta (GSTT).

Ces enzymes jouent un rôle essentiel dans la résistance cellulaire contre la peroxidation lipidique, les dommages de l'ADN et l'alkylation des protéines causés par des espèces chimiques électrophiles. Elles catalysent la liaison de nombreux xénobiotiques électrophiles au glutathion et sont impliquées dans la détoxication des radicaux oxygénés. Les différentes classes de GST sont présentes en grandes quantités dans de nombreux tissus, avec une certaine spécificité de tissus selon la classe considérée. These enzymes play an essential role in cell resistance against lipid peroxidation, DNA damage and protein alkylation caused by electrophilic chemical species. They catalyze the binding of many electrophilic xenobiotics to glutathione and are involved in the detoxification of oxygen radicals. The different classes of GST are present in large quantities in many tissues, with a certain tissue specificity depending on the class considered.

Les gènes codant pour ces différentes enzymes ont été localisés sur les chromosomes humains. Différents polymorphismes ont été mis en évidence, notamment concernant le gène codant pour la GSTM 1. En effet, trois allèles différents de GSTM1 ont été identifiés: les allèles GSTM 1 A et GSTM 1 B codent pour des enzymes d'activité similaire alors que l'allèle GSTM10 code pour une enzyme non fonctionnelle. Dans la plupart des populations étudiées au niveau mondial, 35% à 50% des sujets sont homozygotes pour l'allèle GSTM10 et sont donc dépourvus de l'activité enzymatique correspondante. A cause de cette défaillance de leur système de détoxication, les individus de génotype GSTM10/0 sont considérés comme des individus à risque lorsqu'ils sont exposés à des niveaux élevés de cancérigènes et de produits chimiques The genes encoding these different enzymes have been located on human chromosomes. Various polymorphisms have been demonstrated, in particular concerning the gene coding for GSTM 1. Indeed, three different alleles of GSTM1 have been identified: the GSTM 1 A and GSTM 1 B alleles encode enzymes of similar activity while the GSTM10 allele codes for a non-functional enzyme. In most of the populations studied globally, 35% to 50% of subjects are homozygous for the GSTM10 allele and therefore lack the corresponding enzymatic activity. Due to this failure of their detoxification system, individuals of genotype GSTM10 / 0 are considered at-risk individuals when exposed to high levels of carcinogens and chemicals

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toxiques. En effet, la déficience en GSTM1 est associée avec une augmentation du risque du cancer (principalement cancers des poumons et de la vessie) et de certaines maladies chroniques (endométriose, bronchite chronique...).  toxic. Indeed, the GSTM1 deficiency is associated with an increased risk of cancer (mainly lung and bladder cancers) and some chronic diseases (endometriosis, chronic bronchitis ...).

Deux N-acétyltransférases (NAT1 et NAT2) ont été identifiées, catalysant des réactions de N-acétylation d'arylamines, ainsi que d'autres réactions de détoxication. Elles sont également impliquées dans le métabolisme de médicaments tels que les sulphonamides et dans les interactions médicamenteuses. Les variations existant dans l'activité des NAT correspondent à leur capacité à transférer l'acétate de l'acétyl coenzyme A au substrat. Two N-acetyltransferases (NAT1 and NAT2) have been identified, catalyzing N-acetylation reactions of arylamines, as well as other detoxification reactions. They are also involved in the metabolism of drugs such as sulphonamides and in drug interactions. The variations in NAT activity correspond to their ability to transfer Acetyl Coenzyme A acetate to the substrate.

Seul le gène de NAT2 présente un polymorphisme permettant la différenciation entre acétylateur lent (SA) et acétylateur rapide (RA). Les études disponibles suggèrent que l'acétylation lente est plus un facteur de risque que l'acétylation rapide. En effet, le phénotype SA est considéré comme un facteur de risque pour le cancer de la vessie. De plus, les femmes ménopausées avec le phénotype SA ont 4 fois plus de risque de développer le cancer du sein que les femmes avec le phénotype RA. Only the NAT2 gene has a polymorphism allowing differentiation between slow acetylator (SA) and fast acetylator (RA). Available studies suggest that slow acetylation is more of a risk factor than rapid acetylation. Indeed, the SA phenotype is considered a risk factor for bladder cancer. In addition, menopausal women with the SA phenotype are 4 times more likely to develop breast cancer than women with the RA phenotype.

Construction de micro-organismes recombinés : par exemple les levures Des souches de S. cerevisiae ont été développées permettant l'expression de trois grands types de gènes intervenant dans les différentes phases du métabolisme des xénobiotiques. Dans ce cadre, une série de cassettes d'expression pour des gènes de mammifères (homme, souris, lapin) ou de plantes (topinambour par exemple) a été réalisée, cassettes portées par des vecteurs multi-copies autonomes ou intégrées dans l'ADN chromosomique des levures. Pour exemple, les P450 humains exprimés dans les levures sont les isoenzymes 1A1, 1A2, 2B6,2C8, 2C9, 2C18, 2C19, 2D6, 2E1, 3A4, 3A5, 19A. Construction of recombinant microorganisms: for example yeasts S. cerevisiae strains have been developed allowing the expression of three major types of genes involved in the different phases of xenobiotic metabolism. In this context, a series of expression cassettes for mammalian genes (human, mouse, rabbit) or plants (Jerusalem artichoke, for example) has been produced, cassettes carried by autonomous multi-copies vectors or integrated into the DNA. chromosomal yeast. For example, the human P450 expressed in yeasts are the 1A1, 1A2, 2B6,2C8, 2C9, 2C18, 2C19, 2D6, 2E1, 3A4, 3A5, 19A isoenzymes.

Parallèlement, ont été développées des coexpressions de gènes de phase 1, d' environnement de phase I (NADPH-cytochrome P450 réductase et cytochrome b5 par exemple) et de phase II. L'efficacité de ces constructions a été démontrée. Pour exemple, les trois étapes de biotransformation du benzo (a)pyrène le P450 1A1, la NADPH-cytochrome P450 réductase et l'époxide hydrolase ont été reproduites In parallel, coexpressions of phase 1 genes, phase I (NADPH-cytochrome P450 reductase and cytochrome b5 for example) and phase II genes have been developed. The effectiveness of these constructions has been demonstrated. For example, the three stages of biotransformation of benzo (a) pyrene P450 1A1, NADPH-cytochrome P450 reductase and epoxide hydrolase were reproduced

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chez la levure S cerevisiae : l'analyse des produits d'incubation du benzo(a)pyrène avec ces levures recombinées montre la formation de l'ensemble des métabolites attendus (Gautier et al., 1996b).  in the yeast S cerevisiae: the analysis of the products of incubation of benzo (a) pyrene with these recombinant yeasts shows the formation of all the expected metabolites (Gautier et al., 1996b).

De tels systèmes peuvent être utilisés comme modèle pour l'étude de certains aspects du métabolisme humain, comme aide à l'analyse de la toxicité des polluants et surtout comme outil de bioconversion. Such systems can be used as a model for the study of certain aspects of human metabolism, as an aid to the analysis of the toxicity of pollutants and especially as a bioconversion tool.

Il est possible, après conception de marqueurs de sélection et de contrôle de viabilité de types tout à fait originaux, de démontrer et contrôler la survie, et lorsque nécessaire la mort et l'élimination, de levures recombinantes fonctionnelles dans l'environnement digestif humain. It is possible, after designing selection markers and viability testing of quite original types, to demonstrate and control the survival and, if necessary, death and elimination of functional recombinant yeasts in the human digestive environment.

Il est possible d'identifier et de créer par ingénierie moléculaire des structures de contrôle des gènes hétérologues (séquences promotrices en particulier), permettant une activité adaptée et modulable dans l'environnement digestif humain. It is possible to identify and to create by molecular engineering control structures of heterologous genes (promoter sequences in particular), allowing an adapted and adaptable activity in the human digestive environment.

A des fins d'expression du gène d'intérêt, on peut utiliser des promoteurs constitutifs ou inductibles, des promoteurs forts, des promoteurs actifs spécifiquement dans un segment du tractus digestif en conditions d'aérobie, de semi anaérobie ou d'anaérobie, des promoteurs régulables par une molécule introduite dans le milieu intestinal. Il est possible de développer une technologie d'ingénierie génétique respectant les critères indispensables pour une utilisation in vivo chez l'homme, en particulier l'absence de vecteurs mobilisables, l'absence de marqueurs de résistance aux antibiotiques, une stabilité génétique conditionnelle des fonctions hétérologues permettant leur destruction par un facteur chimique externe si nécessaire (interruption du traitement par exemple). For purposes of expression of the gene of interest, constitutive or inducible promoters, strong promoters, promoters that are active specifically in a segment of the digestive tract under aerobic, semi-anaerobic or anaerobic conditions may be used. promoters regulable by a molecule introduced into the intestinal medium. It is possible to develop a genetic engineering technology that meets the essential criteria for in vivo use in humans, in particular the absence of mobilizable vectors, the absence of markers of antibiotic resistance, a conditional genetic stability of functions heterologous allowing their destruction by an external chemical factor if necessary (interruption of the treatment for example).

Le fragment d'ADN hétérologue peut posséder en outre un marqueur génétique permettant la sélection ou la contre sélection ou un code bar génétique. The heterologous DNA fragment may further have a genetic marker for selection or counter selection or a genetic bar code.

Etude et sélection de micro-organismes recombinants par utilisation de systèmes digestifs artificiels Dans un second aspect, l'invention se rapporte à un procédé d'étude, de contrôle, d'adaptation et/ou de sélection des micro-organismes recombinés décrits ci-dessus au Study and selection of recombinant microorganisms using artificial digestive systems In a second aspect, the invention relates to a method for studying, controlling, adapting and / or selecting the recombinant microorganisms described below. over at

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moyen d'un système digestif artificiel.  means of an artificial digestive system.

Par système digestif artificiel, on entend tout dispositif reprenant les caractéristiques essentielles du système digestif humain. By artificial digestive system is meant any device incorporating the essential characteristics of the human digestive system.

On peut définir le système de digestion artificiel comme un dispositif réactionnel décrit dans WO 94/09895. The artificial digestion system can be defined as a reaction device described in WO 94/09895.

Ce système est le modèle le plus complet au niveau mondial à l'heure actuelle. En effet, il possède l'ensemble des compartiments du système digestif (estomac, duodénum, jéjunum, iléon et côlon, figures 1 et 2 ci-après) et reproduit le plus fidèlement possible l'environnement digestif de l'homme ou de l'animal monogastrique. Il prend en compte les paramètres essentiels de la digestion tels que les mouvements péristaltiques, les variations de pH au niveau gastrique et intestinal, la vidange gastrique et le temps de transit intestinal, les sécrétions gastriques, biliaires et pancréatiques, l'absorption des produits de digestion et de fermentation, l'absorption de l'eau, la microflore fécale (Minekus et al., 1995 et 1999). Un pilotage informatique du système permet un contrôle des paramètres en continu. Ce système permet de mimer différentes situations, aussi bien physiologiques que pathologiques. Il présente nombre d'avantages en terme de reproductibilité, contrôle des conditions expérimentales (difficiles à maîtriser chez les animaux de laboratoire), standardisation, fiabilité, rapidité, possibilité de collecter des échantillons à tout niveau du tractus digestif, tout en limitant grand nombre de contraintes techniques et de problèmes d'acceptabilité (impossibilité de réaliser des expériences avec des molécules potentiellement toxiques chez l'homme). This system is the most comprehensive model in the world today. Indeed, it has all the compartments of the digestive system (stomach, duodenum, jejunum, ileum and colon, figures 1 and 2 below) and reproduces as faithfully as possible the digestive environment of the man or the monogastric animal. It takes into account the essential parameters of digestion such as peristaltic movements, gastric and intestinal pH variations, gastric emptying and intestinal transit time, gastric, biliary and pancreatic secretions, the absorption of digestion and fermentation, water absorption, faecal microflora (Minekus et al., 1995 and 1999). Computer control of the system allows continuous control of the parameters. This system allows to mimic different situations, both physiological and pathological. It has many advantages in terms of reproducibility, control of experimental conditions (difficult to control in laboratory animals), standardization, reliability, speed, ability to collect samples at any level of the digestive tract, while limiting large numbers of technical constraints and problems of acceptability (impossibility of carrying out experiments with potentially toxic molecules in humans).

Concrètement, chaque compartiment est formé d'unités de verre contenant des parois internes flexibles. Un passage d'eau entre les parois flexibles et celles de verre permet de maintenir une température constante de 37 C et de mimer les mouvements péristaltiques (grâce à des variations de pression de l'eau). Les différents compartiments sont reliés entre eux par des valves péristaltiques, dont l'ouverture est pilotée par ordinateur (envoi ou non d'azote). Concretely, each compartment is formed of glass units containing flexible internal walls. A passage of water between the flexible walls and those of glass makes it possible to maintain a constant temperature of 37 C and to mimic the peristaltic movements (thanks to variations of pressure of the water). The different compartments are interconnected by peristaltic valves, whose opening is controlled by computer (sending or not nitrogen).

Le passage du chyme d'un compartiment à un autre est contrôlé par la quantité de The passage of the chyme from one compartment to another is controlled by the amount of

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nourriture présente dans chaque compartiment (présence de capteurs de niveau).  food present in each compartment (presence of level sensors).

Une formule exponentielle est utilisée pour modéliser la vidange gastrique et iléale (Minekus et al., 1995) : f = 1-2-(t/t1/2)B; où f représente la fraction de repas délivrée, t1/2 le demi-temps de libération du repas, t le temps de libération du repas et B un paramètre décrivant l'allure de la courbe). An exponential formula is used to model gastric and ileal emptying (Minekus et al., 1995): f = 1-2- (t / t1 / 2) B; where f represents the delivered meal fraction, t1 / 2 the meal release half-time, t the meal release time, and B a parameter describing the shape of the curve).

Le volume du contenu digestif est enregistré continuellement par un capteur de pression et maintenu constant par absorption d'eau au travers de fibres de dialyse grâce à une pompe. The volume of the digestive contents is recorded continuously by a pressure sensor and kept constant by water absorption through dialysis fibers by means of a pump.

L'estomac (TIMI) On choisit la quantité de nourriture à introduire dans l'estomac artificiel et la durée de la digestion (Minekus et al., 1995). La pepsine est délivrée en continu grâce à une pompe. Le pH est continuellement réajusté avec de l'HC1 ou de l'eau, de façon à suivre une courbe prédéterminée, établie selon des données in vivo. Stomach (TIMI) The amount of food to be introduced into the artificial stomach and the duration of digestion (Minekus et al., 1995) are chosen. Pepsin is delivered continuously through a pump. The pH is continuously readjusted with HCl or water to follow a predetermined curve established according to in vivo data.

L'intestin grêle (TIMI) On programme l'intestin grêle artificiel pour simuler un temps de transit le plus proche possible de celui observé in vivo. Le pH est maintenu à des valeurs les plus physiologiques possibles par du NaHC03 (6,5 au niveau du duodénum, 6,8 au niveau du jéjumum et 7,2 au niveau de l'iléon). Au niveau du duodénum, des pompes apportent les enzymes pancréatiques (mélange de pré-enzymes qui seront activées par la trypsine) et les acides biliaires. L'absorption de l'eau et des produits de digestion est réalisée grâce à un système de dialyse fonctionnant avec des unités de fibres creuses, connectées au niveau du jéjunum et de l'iléon. The small intestine (TIMI) The artificial small intestine is programmed to simulate a transit time as close as possible to that observed in vivo. The pH is maintained at the most physiological possible values by NaHCO3 (6.5 in the duodenum, 6.8 in the jejumum and 7.2 in the ileum). In the duodenum, pumps provide pancreatic enzymes (mixture of pre-enzymes that will be activated by trypsin) and bile acids. The absorption of water and digestion products is achieved through a dialysis system operating with hollow fiber units, connected to the jejunum and the ileum.

Le côlon (TIM2) Dans sa forme de base, le côlon artificiel est constitué d'une boucle où circule cycliquement une flore fécale préalablement installée. Il a été vérifié que la composition et l'activité fermentaire de cette microflore fécale, issue de selles de donneurs volontaires et implantée dans le système digestif, étaient bien représentatives de celles de la flore colique humaine et que cette flore se maintenait stable et The colon (TIM2) In its basic form, the artificial colon consists of a loop where a previously installed faecal flora cyclically circulates. It was verified that the composition and the fermentative activity of this faecal microflora, stool from volunteer donors and implanted in the digestive system, were well representative of those of the human colonic flora and that this flora was stable and

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fonctionnelle au cours du temps (Minekus et al., 1999).  over time (Minekus et al., 1999).

Un flux d'azote permet de maintenir le système en anaérobie, condition contrôlée par un indicateur (solution de résazurine). Le milieu nutritionnel est stocké dans une unité de verre maintenue à 4 C où un influx d'azote permet son mélange permanent en anaérobie. Un ensemble de fibres de dialyse traversant tout le colon permet de mimer l'absorption de l'eau et des nutriments. Le pH est maintenu constant et ajusté à la valeur de 6,5 par une solution de NaOH (au lieu du bicarbonate in vivo). La production totale de gaz (comme le H2, le CO2 et le CH4) peut être déterminée par mesure de la quantité d'eau déplacée dans une bouteille de Mariotte. Les différents gaz, ainsi que les acides gras volatils produits (acétate, butyrate et propionate principalement), peuvent être analysés qualitativement et quantitativement par chromatographie en phase gazeuse. A stream of nitrogen keeps the system anaerobic, condition controlled by an indicator (resazurin solution). The nutritional medium is stored in a glass unit maintained at 4 C where a nitrogen influx allows its permanent mixing in anaerobic. A set of dialysis fibers crossing the entire colon can mimic the absorption of water and nutrients. The pH is kept constant and adjusted to 6.5 by NaOH solution (instead of bicarbonate in vivo). Total gas production (such as H2, CO2 and CH4) can be determined by measuring the amount of water displaced in a Mariotte bottle. The different gases, as well as the volatile fatty acids produced (mainly acetate, butyrate and propionate), can be analyzed qualitatively and quantitatively by gas chromatography.

Dans une forme plus élaborée, le côlon artificiel est constitué de trois sous-unités simulant les trois parties, proximale, transverse et distale où siègent des activités fermentaires différentes (associées à des pH différents). In a more elaborate form, the artificial colon consists of three subunits simulating the three parts, proximal, transverse and distal, where different fermentative activities (associated with different pHs) occur.

Bien entendu, tout ou partie des systèmes digestifs artificiels précités peut être mise en #uvre dans le cadre de l'invention. Of course, all or part of the aforementioned artificial digestive systems can be implemented within the scope of the invention.

Ainsi, l'invention a trait à un procédé d'étude et de contrôle de micro-organismes comprenant les étapes consistant à : a) ajouter les micro-organismes selon l'invention dans un milieu nutritif liquide, b) introduire ledit milieu à l'entrée d'un système tel que défini ci-dessus, c) incuber et procéder à un dénombrement des micro-organismes recombinés et/ou à un test de l'activité du ou des gènes d'intérêt après passage dans les systèmes digestifs ou in situ. Par exemple, cette étape peut comprendre un test PCR. Thus, the invention relates to a method for studying and controlling microorganisms comprising the steps of: a) adding the microorganisms according to the invention in a liquid nutrient medium, b) introducing said medium to the the entry of a system as defined above, c) incubating and counting the recombinant microorganisms and / or testing the activity of the gene (s) of interest after passage into the digestive systems or in situ. For example, this step may include a PCR test.

Dans un autre mode de réalisation, le procédé peut comprendre les étapes consistant à : a) ajouter les micro-organismes selon l'invention dans un milieu nutritif liquide, b) introduire ledit milieu à l'entrée d'un système tel que défini ci-dessus, c) incuber et récupérer les micro-organismes survivants après passage dans le TIM 1 In another embodiment, the method may comprise the steps of: a) adding the microorganisms according to the invention in a liquid nutrient medium, b) introducing said medium into the inlet of a system as defined herein. above, c) incubate and recover surviving microorganisms after passage through TIM 1

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et/ou TIM2 ; - répéter éventuellement les étapes a) à c) jusqu'à l'obtention d'une population homogène de micro-organismes adaptés à l'environnement digestif et capables d'exprimer efficacement le ou les gènes d'intérêt.  and / or TIM2; possibly repeat steps a) to c) until a homogeneous population of microorganisms adapted to the digestive environment and capable of effectively expressing the gene (s) of interest is obtained.

L'invention se rapporte également à des micro-organismes susceptibles d'être obtenus par le procédé évoqué ci-dessus. Ces micro-organismes peuvent se caractériser en ce que leur taux de survie est supérieur à 25%, 50%, 75% de préférence 80% en sortie de l'iléon après 6 h de digestion et est supérieur à 2 %, 4%, de préférence 8% après 12 h de fermentation dans le côlon. De préférence, il s'agit de levures. The invention also relates to microorganisms that can be obtained by the process mentioned above. These microorganisms may be characterized in that their survival rate is greater than 25%, 50%, 75%, preferably 80% at the outlet of the ileum after 6 hours of digestion and is greater than 2%, 4%, preferably 8% after 12 hours of fermentation in the colon. Preferably, it is yeasts.

La survie des micro-organismes peut être appréciée par dénombrement. La présence du ou des gènes d'intérêt peut être mise en évidence par techniques moléculaires (pour exemple Polymerase Chain Reaction). L'expression du ou des gènes d'intérêt peut être estimée par les techniques biochimiques telles que l'électrophorèse mono ou bidimentionnelle ou le Western Blot. L'activité des produits d'expression du ou des gènes d'intérêt est appréciée par des techniques spécifiques (pour exemple dosage d'activité enzymatique). The survival of microorganisms can be assessed by counting. The presence of the gene (s) of interest can be demonstrated by molecular techniques (for example Polymerase Chain Reaction). The expression of the gene (s) of interest can be estimated by biochemical techniques such as mono or bi-dimensional electrophoresis or Western Blot. The activity of the expression products of the gene (s) of interest is evaluated by specific techniques (for example, enzymatic activity assay).

Méthode d'administration des micro-organismes Des savoir-faire dans le domaine de la galénique et de la biopharmacie permettant d'optimiser l'administration des principes actifs par voie orale ont été développés. L'efficacité d'un médicament est conditionnée par sa biodisponibilité, c'est à dire la proportion de principe actif arrivant au niveau de la circulation générale, et selon quelle cinétique. L'un des buts de la formulation galénique est donc de réaliser une forme optimisée la mieux adaptée au traitement d'une maladie ou d'un syndrome déterminés, c'est à dire une forme présentant une administration aisée pour le patient et une bonne disponibilité. Method of administration of microorganisms Know-how in the field of galenics and biopharmacy to optimize the administration of active ingredients orally have been developed. The effectiveness of a drug is conditioned by its bioavailability, that is to say the proportion of active ingredient arriving at the level of the general circulation, and according to which kinetics. One of the aims of the galenic formulation is therefore to produce an optimized form that is best adapted to the treatment of a particular disease or syndrome, ie a form presenting easy administration for the patient and good availability. .

Pour les principes actifs classiques (origine et nature chimique définies), la voie orale constitue une des voies d'apport privilégiée, par son administration commode et son For the classical active ingredients (origin and chemical nature defined), the oral route is one of the preferred routes of contribution, by its convenient administration and its

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faible coût. Les principes actifs ainsi administrés pourront être absorbés tout au long du tractus gastro-intestinal. Ils subiront éventuellement à ce niveau différentes biodégradations sous l'action des enzymes, des sucs digestifs et des variations de pH.  low cost. The active ingredients thus administered may be absorbed throughout the gastrointestinal tract. They will eventually undergo different levels of biodegradation under the action of enzymes, digestive juices and pH variations.

La fraction absorbée au niveau du tractus digestif pourra atteindre le site d'action après passage par le foie et métabolisation éventuelle. The fraction absorbed in the digestive tract may reach the site of action after passage through the liver and possible metabolism.

Contrairement, dans le cas des micro-organismes, ceux-ci ne seront pas absorbés par la muqueuse intestinale mais séjourneront au niveau du tractus un temps plus ou moins long afin d'exercer leur action au niveau de la cible définie. La forme galénique contenant les micro-organismes est une forme permettant de les amener intacts au niveau de la cible et de maintenir leur intégrité à ce niveau pendant un temps défini plus ou moins long. In contrast, in the case of microorganisms, they will not be absorbed by the intestinal mucosa but will remain in the tract for a longer or shorter time in order to exert their action at the level of the defined target. The galenic form containing the microorganisms is a form allowing to bring them intact at the level of the target and to maintain their integrity at this level for a defined time more or less long.

Dans ces conditions, les techniques utilisées avec les principes actifs classiques pour assurer une libération prolongée s'appliquent aux micro-organismes après adaptation de la technologie et des paramètres opératoires. Under these conditions, the techniques used with conventional active principles to ensure sustained release apply to microorganisms after adaptation of the technology and operating parameters.

Toutes les précisions supplémentaires concernant ces formes galéniques sont disponibles dans EP 904021995 (formes galéniques améliorant la biodisponibilté), EP0542824 (formes muco-adhésives) et FR 9806958 (gel huileux et bigels). All further details concerning these dosage forms are available in EP 904021995 (galenical forms improving bioavailability), EP0542824 (muco-adhesive forms) and FR 9806958 (oily gel and bigels).

Ces différentes techniques ou procédés, ainsi que tout autre procédé de l'état de la technique d'enrobage et d'encapsulation, peuvent être appliqués aux micro-organismes de l'invention. These different techniques or processes, as well as any other method of the state of the art of coating and encapsulation, can be applied to the microorganisms of the invention.

Pour les substances sensibles à l'humidité atmosphérique ou celles sensibles à l'oxydation par l'oxygène de l'air ambiant, la protection est nécessaire pour la préparation des formes galéniques (gélules, comprimés) afin de garantir leur conservation et maintenir leur activité thérapeutique. L'enrobage permet par dépôt direct d'agent protecteur (résine, polymère) de protéger le principe actif. Dans le cas des micro-organismes, en particulier les levures, selon l'invention, l'enrobage a pour but de les isoler du milieu extérieur hostile afin de les protéger des agressions des For substances that are sensitive to atmospheric humidity or those sensitive to oxidation by oxygen in the ambient air, protection is necessary for the preparation of dosage forms (capsules, tablets) in order to guarantee their preservation and maintain their activity. therapeutic. The coating allows direct deposition of protective agent (resin, polymer) to protect the active ingredient. In the case of microorganisms, in particular yeasts, according to the invention, the coating is intended to isolate them from the hostile external environment in order to protect them from the aggressions of

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enzymes, du pH et des sucs présents au niveau digestif. Le résultat de l'enrobage est l'obtention d'une sphère ou microsphère dont le diamètre est directement proportionnel à la quantité de produit d'enrobage utilisé et à la taille du produit à enrober à l'origine. Les paramètres opératoires, le matériel technique et les adjuvants utilisés pour réaliser cet enrobage sont des facteurs importants pour l'obtention de microsphères présentant des caractéristiques définies. L'enrobage est soit un polymère sensible au pH et se solubilisant à un pH donné du tractus gastro intestinal, soit un polymère englobant les éléments nutritifs nécessaires à la survie des micro-organismes, soit un produit mucoadhésif facilitant la mucoadhésion des micro-organismes au niveau du tractus gastro-intestinal, soit une association de ces différents composés. Le résultat obtenu est constitué de microsphères qui sont ensuite conditionnées en capsules dures ou molles.  enzymes, pH and juices present at the digestive level. The result of the coating is the obtaining of a sphere or microsphere whose diameter is directly proportional to the amount of coating product used and the size of the product to be coated at the origin. The operating parameters, the technical equipment and the adjuvants used to make this coating are important factors for obtaining microspheres having defined characteristics. The coating is either a pH sensitive polymer solubilizing at a given pH of the gastrointestinal tract, a polymer including the nutrients necessary for the survival of microorganisms, or a mucoadhesive product facilitating the mucoadhesion of microorganisms in the body. level of the gastrointestinal tract, a combination of these different compounds. The result obtained consists of microspheres which are then packaged in hard or soft capsules.

Ainsi, un autre aspect de l'invention porte sur une composition pharmaceutique comprenant les micro-organismes définis ci-dessus se trouvant avantageusement sous une forme galénique adaptée à une administration orale ou rectale de sorte à les acheminer intacts au niveau du site cible du tractus digestif et de maintenir leur intégrité à ce niveau pendant un temps donné. Thus, another aspect of the invention relates to a pharmaceutical composition comprising the microorganisms defined above advantageously in a dosage form suitable for oral or rectal administration so as to route them intact at the target site of the tract. digestive and maintain their integrity at this level for a given time.

Dans cette composition pharmaceutique, les micro-organismes, en particulier les levures, peuvent être protégés par une composition associée ou recouverte par un enrobage et/ou une membrane du type résine et/ou de type polymère formant des sphères, microsphères, granules ou microgranules. In this pharmaceutical composition, the microorganisms, in particular yeasts, may be protected by an associated composition or covered by a coating and / or a membrane of the resin and / or polymer type forming spheres, microspheres, granules or microgranules. .

De préférence, la composition se trouve sous la forme de gélules, de comprimés, ou de dragées. Preferably, the composition is in the form of capsules, tablets, or dragees.

L'invention vise également un produit de combinaison comprenant les microorganismes décrits ci-dessus et une substance active ou un précurseur d'une substance active pour une utilisation simultanée, séparée ou étalée dans le temps. The invention also relates to a combination product comprising the microorganisms described above and an active substance or a precursor of an active substance for simultaneous use, separated or spread over time.

Ce produit se caractérise de préférence en ce que lesdit micro-organismes interagissent avec la substance active ou le précurseur. La substance active est destinée à favoriser l'action des micro-organismes recombinés (par exemple, il peut s'agir d'une substance This product is preferably characterized in that said microorganisms interact with the active substance or the precursor. The active substance is intended to promote the action of recombinant microorganisms (for example, it may be a substance

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favorisant la survie, la croissance ou l'activité des microorganismes) ou, à l'inverse, les micro-organismes agissent sur la substance active ou sur le précurseur.  promoting the survival, growth or activity of microorganisms) or, conversely, the microorganisms act on the active substance or on the precursor.

Conclusion Un autre aspect de l'invention se rapporte à l'utilisation de micro-organismes selon l'invention pour la préparation d'un médicament tel que des agents de détoxication, des agents de correction métabolique, des agents capables de modifier la flore intestinale, des agents capables d'augmenter la biodisponibilité d'une substance active ou de son précurseur et pour la préparation d'un médicament capable de fournir in situ des peptides actifs, des peptides à intérêt vaccinal, des peptides à intérêt hormonal, des peptides à intérêt thérapeutique, des peptides à effet antibiotique ou des peptides capables de piéger ou de complexer des molécules. Conclusion Another aspect of the invention relates to the use of microorganisms according to the invention for the preparation of a medicament such as detoxification agents, metabolic correction agents, agents capable of modifying the intestinal flora. agents capable of increasing the bioavailability of an active substance or its precursor and for the preparation of a drug capable of providing in situ active peptides, peptides of vaccine interest, peptides of hormonal interest, peptides therapeutic interest, peptides with antibiotic effect or peptides capable of trapping or complexing molecules.

Légendes Figures 1 et 2 : schématiques des systèmes digestifs artificiels. Figures 1 and 2: schematic diagrams of artificial digestive systems.

Figure 1 (estomac et intestin grêle artificiels ou TIM 1) Figure 2 (côlon artificiel ou TIM 2) Figure 3 : constructions génomiques et plasmidiques pour l'expression du gène du P450 1A1 humain et de la NADPH-cytochrome P450 réductase humaine (A) ou de levure (B) et pour l'expression du gène du P450 73A1 de topinambour et de la NADPH-cytochrome P450 réductase de levure (C). Figure 1 (Artificial stomach and small intestine or TIM 1) Figure 2 (Artificial colon or TIM 2) Figure 3: Genomic and plasmid constructs for the expression of the human P450 1A1 gene and human NADPH-cytochrome P450 reductase (A) or yeast (B) and for expression of the P450 73A1 gene of Jerusalem artichoke and yeast NADPH-cytochrome P450 reductase (C).

A- La souche obtenue est appelée W(hR)pHlAl. A- The strain obtained is called W (hR) pHIAl.

B- La souche obtenue est appelée W(R)pH1A1. B- The strain obtained is called W (R) pH1A1.

C- La souche obtenue est appelée W(R)pP73A1. C- The strain obtained is called W (R) pP73A1.

URA 3 : sauvage de l'orotate décarboxylase ; ADE 2 : gène sauvage de l'aminoimidazole ribonucléotide carboxylase ; ura 3 : muté de l'orotate décarboxylase ; Y red : P450 réductase de levure ; H red : P450 réductase humaine ; PGK phosphoglycérate kinase ; Y red ORF : séquence codante de la P450 réductase de URA 3: wild orotate decarboxylase; ADE 2: wild-type aminoimidazole ribonucleotide carboxylase gene; ura 3: mutated orotate decarboxylase; Y red: yeast P450 reductase; H red: human P450 reductase; PGK phosphoglycerate kinase; Y red ORF: coding sequence of P450 reductase

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levure ; H red ORF : séquence codante de la P450 réductase humaine ;H 1A1 ORF : séquence codante du P450 1A1 humain ; P 73A1 ORF : séquence codante du P450 73A1 de topinambour ; pro : promoteur ; ter : terminateur.  yeast; H red ORF: coding sequence of human P450 reductase, H 1A1 ORF: coding sequence of human P450 1A1; P 73A1 ORF: coding sequence of P450 73A1 of Jerusalem artichoke; pro: promoter; ter: terminator.

Figure 4 : cinétique de libération des levures recombinantes W(hR)pHIAl et W(R)pHlAl en sortie d'iléon. FIG. 4: release kinetics of the recombinant yeast W (hR) pHIA1 and W (R) pHI11 at the outlet of the ileum.

Les résultats obtenus au cours de trois digestions dans le TIM1 sont présentés digestion par digestion (A) et moyennés (B). The results obtained during three digests in TIM1 are presented digestion by digestion (A) and averaged (B).

Les résultats sont exprimés en taux cumulés de levures survivantes retrouvées en sortie d'iléon par rapport au nombre de levures ingérées. Soit, pour chaque prélèvement (t = 120, t = 240 et t = 360 min) correspondant à un intervalle de temps de collecte des digestats (0-120 min, 120-240 min et 240-360 min), le nombre total de levures est énuméré et exprimé en pourcentage du nombre total de levures ingérées. Ces pourcentages sont ensuite cumulés au cours du temps. The results are expressed as cumulative levels of surviving yeasts recovered at the outlet of the ileum relative to the number of yeasts ingested. For each sample (t = 120, t = 240 and t = 360 min) corresponding to a collection interval of the digestates (0-120 min, 120-240 min and 240-360 min), the total number of yeast is listed and expressed as a percentage of the total number of yeasts ingested. These percentages are then cumulated over time.

Le facteur de dilution dû au volume des sécrétions digestives est pris en compte dans les calculs. The dilution factor due to the volume of digestive secretions is taken into account in the calculations.

Figure 5 : suivi des levures recombinantes W(hR)pHlAl et W(R)pHlAl dans le côlon artificiel. Figure 5: Monitoring recombinant yeast W (hR) pHlA1 and W (R) pHI1l in the artificial colon.

Différents prélèvements ont été effectués afin de pouvoir réaliser un suivi des levures dans le TIM 2 : - à t = 0, on énumère le nombre de cellules par ml de suspension de levures recombinantes, avant introduction dans le côlon, - à t = Ofec : on énumère le nombre de cellules de levures endogènes par ml de contenu colique, avant ensemencement du côlon, - à t = 1, t = 12, t = 24, t = 36, t = 48 et t = 60h : on énumère le nombre de cellules de levures (recombinantes et endogènes) par ml de contenu colique prélevé dans le côlon. Various samples were taken in order to be able to carry out yeast monitoring in the TIM 2: at t = 0, the number of cells per ml of suspension of recombinant yeasts is listed before introduction into the colon, at t = Ofec: the number of endogenous yeast cells per ml of colonic content is enumerated, before colon seeding, at t = 1, t = 12, t = 24, t = 36, t = 48 and t = 60h: the number is enumerated yeast cells (recombinant and endogenous) per ml colonic content taken from the colon.

Les résultats obtenus sont exprimés en nombre de cellules par ml (échelle logarithmique) en prenant en compte le facteur de dilution dû au volume du contenu colique. The results obtained are expressed in number of cells per ml (logarithmic scale) taking into account the dilution factor due to the volume of the colic content.

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Figure 6 : résultats des PCR réalisées sur les souches W(R)pHlAl et W(hR)pH1A1 avant passage dans les systèmes digestifs (A), à la sortie de l'intestin grêle (B) et du côlon (C) A : avant passage dans les systèmes digestifs (t =0min) B : à la sortie de l'intestin grêle (t = 120 min) C : à la sortie du côlon (t = 12h)
Amorces (cf. Figure 3) 6+7' 3+4 1+7 1+8 5+2' 3+4 1+2 1+8 3+4 3+4
Taille des fragments (pb) 593 650 351 459 461 650 338 459 0 650
Souche W(R)pH1A1 W(hR)pH1A1 T<0 T>0 T = Témoin Figure 7 : cinétique de transformation de l'acide trans-cinnamique en acide pcoumarique dans les différents compartiments digestifs du TIM1, sous l'action de W(R)pP73Al.
FIG. 6: results of the PCR carried out on the W (R) pH1A1 and W (hR) pH1A1 strains before passing through the digestive systems (A), at the exit of the small intestine (B) and the colon (C) A: before passing through the digestive systems (t = 0min) B: leaving the small intestine (t = 120 min) C: leaving the colon (t = 12h)
Primers (see Figure 3) 6 + 7 '3 + 4 1 + 7 1 + 8 5 + 2' 3 + 4 1 + 2 1 + 8 3 + 4 3 + 4
Size of fragments (bp) 593 650 351 459 461 650 338 459 0 650
W (R) strain pH1A1 W (hR) pH1A1 T <0 T> 0 T = Control Figure 7: conversion kinetics of trans-cinnamic acid into pcoumaric acid in the different digestive compartments of TIM1, under the action of W (R) pP73Al.

7A : estomac ; 7B : duodénum ; 7C :jéjunum ; 7D : iléon. 7A: stomach; 7B: duodenum; 7C: jejunum; 7D: ileum.

Les figures 7 représentent le rapport du nombre de mol d'acide p-coumarique sur le nombre de mol d'acide trans-cinnamique, présentes dans les différents compartiments du TIM 1 (estomac, duodénum, jéjunum et iléon) au cours de la digestion. FIG. 7 represents the ratio of the number of moles of p-coumaric acid to the number of moles of trans-cinnamic acid present in the various compartments of TIM 1 (stomach, duodenum, jejunum and ileum) during digestion. .

Les temps de prélèvement sont indiqués à l'exemple 5 ci-après. The sampling times are given in Example 5 below.

Exemple 1 : La levure Saccharomyces cerevisiae comme système d'expression des P450 humains. Example 1: The yeast Saccharomyces cerevisiae as an expression system of human P450.

S. cerevisiae a été le premier système utilisé pour l'expression d'un P450 de rat (Oeda et al., 1985). Depuis, elle a été largement utilisée comme système d'expression hétérologue dans de nombreux laboratoires. En particulier, l'équipe du Dr Denis Pompon l'a choisie comme modèle d'étude pour l'expression de P450 humains (isoenzymes 1A1, 1 A2, 2B6, 2C8, 2C9, 2C18, 2C19, 2D6, 2E1, 3 A4, 3A5, 19A). S. cerevisiae was the first system used for the expression of a rat P450 (Oeda et al., 1985). Since then, it has been widely used as a heterologous expression system in many laboratories. In particular, the team of Dr. Denis Pompon chose it as a study model for the expression of human P450 (isoenzymes 1A1, 1 A2, 2B6, 2C8, 2C9, 2C18, 2C19, 2D6, 2E1, 3 A4, 3A5, 19A).

Utiliser les levures comme hôte pour l'expression hétérologue de P450 présente de Use yeast as a host for the heterologous expression of P450 exhibits

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nombreux avantages. En effet, les levures possèdent les critères nécessaires à la synthèse de P450 humains fonctionnels (Urban et al., 1994a ; Pompon et al., 1997). Elles présentent l'architecture intracellulaire et la majorité des modifications posttraductionnelles des cellules eucaryotes, ainsi qu'un système d'adressage des protéines ("Signal Récognition Particule" ou SRP) permettant la translocation du P450 synthétisé vers le réticulum endoplasmique, ce qui aboutit à une localisation intracellulaire et un repliement du P450 corrects. Les levures possèdent également un environnement membranaire lipidique permettant la stabilité du P450 et des protéines de transfert d'électrons (NADPH- cytochrome P450 réductase et cytochrome b5) dans la membrane du réticulum endoplasmique, nécessaires à l'activité enzymatique du P450.  many advantages. Indeed, yeasts possess the criteria necessary for the synthesis of functional human P450s (Urban et al., 1994a, Pompon et al., 1997). They present the intracellular architecture and the majority of posttranslational modifications of eukaryotic cells, as well as a protein recognition system ("Signal Recognition Particle" or SRP) allowing the translocation of synthesized P450 to the endoplasmic reticulum, which leads to correct intracellular localization and folding of P450. Yeast also has a lipid membrane environment that allows the stability of P450 and electron transfer proteins (NADPH-cytochrome P450 reductase and cytochrome b5) in the endoplasmic reticulum membrane, necessary for the enzymatic activity of P450.

L'introduction dans les levures de cassettes d'expression peut être menée de deux manières : sur plasmide ou par intégration génomique. The introduction into yeasts of expression cassettes can be carried out in two ways: on plasmid or by genomic integration.

En outre, les levures permettent de coexprimer de façon stable plusieurs ADN complémentaire (ADNc) différents et les techniques mises en oeuvre sont de faible coût et sans risque. In addition, the yeasts make it possible to coexpress stably several different complementary cDNAs (cDNAs) and the techniques used are low cost and without risk.

La levure S.cerevisiae permet la caractérisation d'activités monooxygénases humaines (Urban et al., 1994a ; Gautier, 1994), à savoir : - l'étude de la spécificité de substrat dans un contexte exempt d'activité monooxygénase contaminante (S cerevisiae contient des P450 endogènes faiblement exprimés dont l'activité ne risque pas d'interférer avec celle du P450 humain), - l'étude de la diversité génétique et du polymorphisme enzymatique (possibilité d'exprimer des formes de P450 peu abondantes), - l'étude de la relation structure/ fonction par mutagénèse dirigée et par fabrication de protéines de fusion (recherche des acides aminés impliqués dans un aspect particulier de la fonction du P450 humain). The S. cerevisiae yeast allows the characterization of human monooxygenase activities (Urban et al., 1994a, Gautier, 1994), namely: the study of substrate specificity in a context free of contaminating monooxygenase activity (S cerevisiae) contains weakly expressed endogenous P450 whose activity is not likely to interfere with that of human P450), - the study of genetic diversity and enzymatic polymorphism (possibility of expressing scarce P450 forms), - study of the structure / function relationship by site-directed mutagenesis and by the fabrication of fusion proteins (search for amino acids involved in a particular aspect of human P450 function).

Malgré les avantages précédemment énumérés, l'utilisation des levures comme système d'expression hétérologue (Urban et al., 1994a; Pompon et al., 1996) présente quelques limites : Despite the advantages previously enumerated, the use of yeasts as a heterologous expression system (Urban et al., 1994a, Pompon et al., 1996) has some limitations:

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- les fractions subcellulaires sont difficiles à préparer à cause de la paroi très résistante des levures, - le niveau de la NADPH-cytochrome P450 réductase endogène est faible, ce qui limite l'activité du P450 exprimé, - les enzymes NADPH-cytochrome P450 réductases de levure et d'homme présentent une faible similarité de séquences (33%), ce qui diminue l'efficacité de couplage entre les P450 humains et la NADPH-cytochrome P450 réductase de levure, - la production de P450 humains (entre 50 et 500 pmol de P450 par mg de protéines microsomales) est plus faible que chez la bactérie E coli (de l'ordre du nmol/mg) mais cet inconvénient est largement compensé du fait que, contrairement à la bactérie, les levures produisent des P450 fonctionnels.  - the subcellular fractions are difficult to prepare because of the very resistant wall of the yeasts, - the level of the endogenous NADPH-cytochrome P450 reductase is weak, which limits the activity of the expressed P450, - the enzymes NADPH-cytochrome P450 reductases yeast and human have low sequence similarity (33%), which decreases the coupling efficiency between human P450 and yeast NADPH-cytochrome P450 reductase, - human P450 production (between 50 and 500) pmol of P450 per mg of microsomal protein) is lower than in the bacterium E coli (of the order of nmol / mg) but this disadvantage is largely offset by the fact that, unlike the bacterium, the yeasts produce functional P450.

Afin de pallier au mieux à certaines de ces limites (Urban et al., 1994a ; Pompon et al., 1995) différents systèmes d'expression ont été développés : - Les systèmes de première génération : de l'expression du P450 humain. In order to better mitigate some of these limits (Urban et al., 1994a, Pompon et al., 1995), different expression systems have been developed: - First-generation systems: the expression of human P450.

Une cassette d'expression, insérée dans un plasmide, permet la production d'un P450 humain. Pour obtenir un niveau d'expression suffisant, les séquences 5' et 3' non codantes de l'ADNc ont été délétées avant insertion dans les levures. De plus, le promoteur fort GAL10-CYC1 (totalement réprimé par le glucose mais fortement inductible par le galactose) a été introduit dans le but de séparer la phase de croissance exponentielle, requise pour constituer la biomasse, de la phase d'expression. An expression cassette, inserted in a plasmid, allows the production of a human P450. To obtain a sufficient level of expression, the 5 'and 3' non-coding sequences of the cDNA were deleted before insertion into the yeasts. In addition, the strong promoter GAL10-CYC1 (totally repressed by glucose but strongly inducible by galactose) was introduced in order to separate the exponential growth phase, required to constitute the biomass, from the expression phase.

- Les systèmes de deuxième génération : de l'activité spécifique du P450 humain.  - Second generation systems: the specific activity of human P450.

Plusieurs types de modifications génomiques ont été réalisées pour augmenter l'activité spécifique du P450 de 10 à 100 fois celle obtenue avec les systèmes de première génération : - la construction d'une protéine de fusion entre le P450 humain et la NADPHcytochrome P450 réductase de levure, - la surexpression de la NADPH-cytochrome P450 réductase de levure, mise sous le contrôle du promoteur GAL10-CYC1, Several types of genomic modifications have been performed to increase the specific activity of P450 by 10 to 100 times that obtained with first-generation systems: - the construction of a fusion protein between human P450 and yeast NADPHcytochrome P450 reductase the overexpression of yeast NADPH-cytochrome P450 reductase, placed under the control of the GAL10-CYC1 promoter,

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- la coexpression du cytochrome b5 humain et du P450 humain.  the coexpression of human cytochrome b5 and human P450.

La coexpression d'enzymes de phase II (comme l'époxide hydrolase) et du P450 humain a également permis de simuler des couplages métaboliques entre les enzymes de phase 1 et de phase II (Gautier et al., 1993). Coexpression of phase II enzymes (such as epoxide hydrolase) and human P450 also allowed for the simulation of metabolic couplings between phase 1 and phase II enzymes (Gautier et al., 1993).

- Les systèmes de troisième génération : "humanisation" de l'environnement redox. - Third generation systems: "humanisation" of the redox environment.

Au niveau du génome, la NADPH-cytochrome P450 réductase de levure a été remplacée par une réductase humaine, ce qui a provoqué une forte augmentation de l'activité spécifique du P450 humain x10 à 500 par rapport aux systèmes de première génération. At the genome level, the yeast NADPH-cytochrome P450 reductase was replaced by a human reductase, which caused a sharp increase in the specific activity of human P450 x10 to 500 compared to first-generation systems.

Exemple 2: Obtention des souches de levures recombinantes W(hR)pHlAl, W(R)pHlAl et W(R)pP73Al La souche de S cerevisiae W(hR)pHlAl (figure 3A) dérive de la souche W (hR). deux souches W(R)pHlAl (figure 3B) et W(R)pP73Al (figure 3C) dérivent de la souche W(R). Example 2: Obtaining recombinant yeast strains W (hR) pHlA1, W (R) pH1A1 and W (R) pP73A1 The strain of S cerevisiae W (hR) pHI1 (FIG. 3A) is derived from the strain W (hR). two strains W (R) pHIA1 (FIG. 3B) and W (R) pP73A1 (FIG. 3C) are derived from the strain W (R).

La construction des souches W (R) W (hR) été respectivement décrites par Truan et al. (1993) et Urban et al. (1993).  The construction of the W (R) W (hR) strains was described by Truan et al. (1993) and Urban et al. (1993).

Des modifications génomiques ont ainsi permis la construction des souches W (R) W (hR) partir de la souche de laboratoire W3031 B (signe sexuel MAT a), qui possède des mutations sur certains gènes (leu 2, his 3, trp 1, ura 3, ade 2), permettant ainsi sa sélection par auxotrophie. Genomic modifications have enabled the construction of the W (R) W (hR) strains from laboratory strain W3031 B (sexual sign MAT a), which possesses mutations on certain genes (leu 2, his 3, trp 1, ura 3, ade 2), thus allowing its selection by auxotrophy.

Souche W (R) : phase ouverte de lecture de la NADPH-cytochrome P450 réductase de levure (2072 pb) a été surexprimée par insertion du promoteur fort GAL10-CYC1 (480 pb) à la place du promoteur de la NADPH-cytochrome P450 réductase de levure.  W (R) strain: open reading phase of yeast NADPH-cytochrome P450 reductase (2072 bp) was overexpressed by insertion of the strong promoter GAL10-CYC1 (480 bp) in place of the promoter of NADPH-cytochrome P450 reductase yeast.

Le terminateur du gène de la NADPH-cytochrome P450 réductase de levure a été conservé.  The terminator of the yeast NADPH-cytochrome P450 reductase gene has been conserved.

Souche W (hR) : phase ouverte de lecture de la NADPH-cytochrome P450 réductase humaine (2034 pb) a été insérée dans le génome de la levure à la place de celle de la
NADPH-cytochrome P450 réductase de levure et placée sous le contrôle du promoteur
Strain W (hR): open reading phase of the human NADPH-cytochrome P450 reductase (2034 bp) was inserted into the genome of the yeast in place of that of the
NADPH-yeast cytochrome P450 reductase and placed under the control of the sponsor

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fort GAL10-CYC1. Le terminateur du gène de la NADPH-cytochrome P450 réductase de levure a été conservé.  strong GAL10-CYC1. The terminator of the yeast NADPH-cytochrome P450 reductase gene has been conserved.

Les deux souches W(hR)pHlAl et W(R)pHlAl résultent respectivement de la transformation de W (hR) W (R) avecle plasmide pi Al. The two strains W (hR) pH1A1 and W (R) pHI11 respectively result from the transformation of W (hR) W (R) with the plasmid pi A1.

Le plasmide pi Al (Voir figure 3) résulte de l'insertion dans le plasmide pV60 de la séquence codant pour le P450 1A1 humain (1539 pb), placée entre le promoteur fort GAL10-CYC1 et le terminateur du gène de la phosphoglycérate kinase (PGK). Il contient le gène codant pour la ss-lactamase qui confère la résistance à l'ampicilline chez E coli. Plasmid pi A1 (see FIG. 3) results from the insertion into the plasmid pV60 of the coding sequence for human P450 1A1 (1539 bp), placed between the strong promoter GAL10-CYC1 and the terminator of the phosphoglycerate kinase gene ( PGK). It contains the gene encoding ss-lactamase that confers ampicillin resistance in E. coli.

Ce plasmide peut se maintenir dans les levures grâce aux marqueurs d'auxotrophie URA 3 et ADE 2 qui complémentent les gènes correspondant déficients dans le génome des levures. L'addition du marqueur d'auxotrophie ADE 2 permet une meilleure stabilité du vecteur lorsque les levures transformées sont cultivées dans un milieu de culture devenant spontanément limitant en adénine à haute densité cellulaire. Le plasmide peut se multiplier dans les bactéries grâce à une origine de réplication d'E coli et dans les levures grâce à un fragment de l'origine de réplication du plasmide 2 . This plasmid can be maintained in yeasts thanks to auxotrophy markers URA 3 and ADE 2 which complement the corresponding deficient genes in the yeast genome. The addition of the auxotrophy marker ADE 2 allows a better stability of the vector when the transformed yeasts are cultured in a culture medium that becomes spontaneously limiting to high cell density adenine. The plasmid can multiply in bacteria thanks to an origin of replication of E. coli and in yeasts by means of a fragment of the origin of replication of plasmid 2.

Transformation des deux souches W (hR) W (R) avecle plasmide p1A1 Le protocole de transformation des levures, adapté de Gietz et al. (1992), nécessite dans un premier temps de rendre les levures compétentes. A cet effet, les souches W (R) et W (hR) mises en culture dans du milieu YPGA (glucose 20 g/1, yeast extract 10 g/1, bactopeptone 10 g/1 et adénine 20 mg/1) jusqu'à atteindre une DO600nm entre 0,5 et 2. Après centrifugation (6000 g, 3 min, 20 C), le culot cellulaire est lavé deux fois avec 25 ml d'eau distillée stérile, puis une fois avec 2 ml de tampon Tris-HCl 100 mM, EDTA 1 mM, acétate de lithium 0,1 M. Le culot cellulaire est repris dans 1 ml de ce même tampon. Ensuite, afin de procéder à la transformation des levures, sont mélangés l'aliquot du vecteur transformant p1A1, 50 g d'ADN dénaturé de sperme de saumon, 100 (il des levures compétentes et 300 l d'une solution de PEG-4000 à 40% dans le tampon Tris-HCl 100 mM, EDTA 1 mM, acétate de lithium 0,1M. Le mélange est incubé 30 min à 28 C puis 15 min à 42 C. Après centrifugation (11000 g, 3 min,  Transformation of the two W (hR) W (R) strains with the plasmid p1A1 The yeast transformation protocol, adapted from Gietz et al. (1992), initially requires the yeast to be competent. For this purpose, the W (R) and W (hR) strains cultured in YPGA medium (glucose 20 g / l, yeast extract 10 g / l, bactopeptone 10 g / l and adenine 20 mg / l) until to achieve an OD600nm between 0.5 and 2. After centrifugation (6000 g, 3 min, 20 C), the cell pellet is washed twice with 25 ml of sterile distilled water, then once with 2 ml of Tris buffer. 100 mM HCl, 1 mM EDTA, 0.1 M lithium acetate. The cell pellet is taken up in 1 ml of this same buffer. Then, in order to proceed with the transformation of the yeasts, are mixed the aliquot of the transforming vector p1A1, 50 g of denatured DNA of salmon sperm, 100 ml of competent yeasts and 300 l of a solution of PEG-4000 to 40% in 100 mM Tris-HCl buffer, 1 mM EDTA, 0.1 M lithium acetate The mixture is incubated for 30 min at 28 ° C. and then 15 min at 42 ° C. After centrifugation (11000 g, 3 min,

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20 C), le culot cellulaire est repris dans 100 l de liquide de Ringer. Les 100 l sont étalés sur du milieu SGI (glucose 20 g/1, yeast nitrogen base 7g/l, bactocasamino acids 1 g/1, tryptophane 20 mg/1 et agar 20g/l). Les boîtes sont incubées 2 à 3 jours à 30 C.  C), the cell pellet is taken up in 100 l of Ringer's liquid. The 100 l are spread on SGI medium (glucose 20 g / l, yeast nitrogen base 7 g / l, bactocasamino acids 1 g / l, tryptophan 20 mg / l and agar 20 g / l). The dishes are incubated for 2 to 3 days at 30 ° C.

De la même façon, la souche W(R)pP73Al résulte de la transformation de la souche W (R) avec le plasmide pV60 dans lequel le gène de la cinnamate 4-hydroxylase de topinambour ou P450 73A1 (plasmide appelé p73Al - cf. Figure 3) a été inséré (Urban et al., 1994b). Similarly, the strain W (R) pP73Al results from the transformation of the strain W (R) with the plasmid pV60 in which the gene of the cinnamate 4-hydroxylase of Jerusalem artichoke or P450 73A1 (plasmid called p73Al - see Figure 3) has been inserted (Urban et al., 1994b).

Exemple 3 : Exemple de protocole de digestion dans les systèmes digestifs TIM1 et TIM2 (protocole modifié de WO 94/09895) A Digestion dans l'estomac et l'intestin grêle artificiels ou TIM 1 (voir figure 1) Le temps de digestion est programmé, selon le cas, à 240 ou à 360 minutes. EXAMPLE 3 Example of a digestion protocol in the digestive systems TIM1 and TIM2 (modified protocol of WO 94/09895) A Digestion in the artificial stomach and small intestine or TIM 1 (see FIG. 1) The digestion time is programmed as the case may be, at 240 or 360 minutes.

Solutions utilisées pendant la digestion Différentes solutions simulant les sécrétions stomacales et intestinales sont préparées et conservées dans la glace pour celles contenant des enzymes. Toutes les solutions sont préparées avec de l'eau déminéralisée. Solutions used during digestion Various solutions simulating stomach and intestinal secretions are prepared and stored in ice for those containing enzymes. All solutions are prepared with demineralised water.

- les solutions simulant les sécrétions de l'estomac : * le jus gastrique : NaCl 53 mM, KC1 15 mM, CaCl2 1 mM et NaHC03 7mM, pH 4, auxquels on rajoute de la pepsine à raison de 588 U/ml, * de l'HCI 1M ou de l'eau afin que le pH suive dans l'estomac une courbe prédéterminée. the solutions simulating the secretions of the stomach: the gastric juice: NaCl 53 mM, KCl 15 mM, CaCl 2 1 mM and NaHCO 3 7mM, pH 4, to which we add pepsin at a rate of 588 U / ml, * 1M HCl or water so that the pH follows in the stomach a predetermined curve.

- les solutions simulant les sécrétions de l'intestin grêle : * la solution de pancréatine à 7%, * la solution de bile à 4% (pour les 30 premières minutes de la digestion) et à 2% (pour le reste de la digestion), * la solution d'électrolytes 1X: NaCI 86 mM, KC1 8 mM et CaCl2 2 mM, * du NaHC03 1 M ou de la solution d'électrolytes IX afin de maintenir le pH à 6,5 au niveau du duodénum, à 6,8 au niveau du jéjunum et à 7,2 au niveau de l'iléon. - solutions simulating the secretions of the small intestine: * 7% pancreatin solution, * 4% bile solution (for the first 30 minutes of digestion) and 2% (for the rest of digestion) 1X electrolyte solution: 86 mM NaCl, 8 mM KCl and 2 mM CaCl 2, 1 M NaHCO 3 or IX electrolyte solution to maintain the pH at 6.5 at the duodenum, 6.8 at the jejunum and 7.2 at the ileum.

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Digestion Préalablement à l'aliment, sont introduits dans les différents compartiments du système digestif les résidus simulant ce qui reste en moyenne chez un individu à jeun : le résidu gastrique (jus gastrique ajusté à pH 2 et préincubé 15 min à 37 C), le résidu duodénal (bile 2%, pancréatine 1,75%, solution d'électrolytes 0,25X de l'intestin grêle et trypsine 7773 U/ml, préincubé 10 min à 37 C) et les résidus jéjunal et iléal (solution d'électrolytes IX de l'intestin grêle). Digestion Prior to the food, the residues simulating what remains on average in a fasting individual are introduced into the various compartments of the digestive system: the gastric residue (gastric juice adjusted to pH 2 and preincubated for 15 min at 37 ° C.), the duodenal residue (bile 2%, pancreatin 1.75%, 0.25X electrolyte solution of the small intestine and trypsin 7773 U / ml, preincubated 10 min at 37 C) and the jejunal and ileal residues (electrolyte solution IX of the small intestine).

Les fluides de dialyse pour le jéjunum (bile 1,55%, KCl 8 mM, NaCl 86 mM) et l'iléon (électrolytes IX) sont maintenus à 37 C pendant le temps de la digestion et circulent à un débit de 10 ml/min (fibres de dialyse : HG-400, seuil = 8000 Da). The dialysis fluids for the jejunum (1.55% bile, 8 mM KCl, 86 mM NaCl) and the ileum (IX electrolytes) are maintained at 37 ° C. during the digestion time and circulate at a flow rate of 10 ml / min (dialysis fibers: HG-400, threshold = 8000 Da).

La souche de levure étudiée, remise en suspension dans 300 ml de lait demi-écrémé ou de milieu de culture YPL (yeast extract 10g/l, bactopeptone 10 g/1, galactose 20g/1), est introduite dans l'estomac. Les levures sont préparées comme décrit dans l'exemple 4. The yeast strain studied, resuspended in 300 ml of semi-skimmed milk or YPL culture medium (yeast extract 10 g / l, bactopeptone 10 g / l, galactose 20 g / l), is introduced into the stomach. The yeasts are prepared as described in Example 4.

Cinétique Les solutions simulant les différentes sécrétions sont délivrées selon une cinétique préétablie en fonction des paramètres in vivo : * au niveau de l'estomac : le jus gastrique est délivré à un débit de 0,25 ml/min, l'HCl et l'eau sont introduits à un débit total de 0,25 ml/min. Kinetics The solutions simulating the different secretions are delivered according to a predetermined kinetics according to the parameters in vivo: * in the stomach: the gastric juice is delivered at a flow rate of 0.25 ml / min, the HCl and the water are introduced at a total flow rate of 0.25 ml / min.

* au niveau du duodénum : les solutions de pancréatine à 7% est délivrée à un débit de 0,25 ml/min, la solution de bile (à 4 ou à 2%) à un débit de 0,5 ml/min, le NaHC03 1 M et la solution d'électrolytes IX à un débit total de 0,25 ml/min. in the duodenum: the 7% pancreatin solutions are delivered at a flow rate of 0.25 ml / min, the bile solution (at 4 or 2%) at a flow rate of 0.5 ml / min, the 1 M NaHCO 3 and the IX electrolyte solution at a total flow rate of 0.25 ml / min.

* au niveau du jéjunum et de l'iléon : le NaHC03 1M est introduit à un débit de 0,25 ml/min, si nécessaire. in the jejunum and the ileum: the 1M NaHCO 3 is introduced at a flow rate of 0.25 ml / min, if necessary.

Les courbes de vidange gastrique et iléale, modélisées par la formule f = 1-2-(t/t1/2)ss ont respectivement pour paramètres : t1/2 = 30 min ; B = 1 et tl/2 = 160 min ; ss = 1,6. The gastric and ileal emptying curves, modeled by the formula f = 1-2- (t / t1 / 2) ss have for parameters: t1 / 2 = 30 min; B = 1 and t1 / 2 = 160 min; ss = 1.6.

B Fermentation dans le côlon artificiel ou TIM 2 (voir figure 2) Après une phase de stabilisation de la flore de 2 jours, la fermentation est maintenue 60 h pour l'expérience. B Fermentation in the artificial colon or TIM 2 (see Figure 2) After a phase of stabilization of the flora of 2 days, the fermentation is maintained 60 hours for the experiment.

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Ensemencement du côlon Toutes les étapes de l'ensemencement sont réalisées sous flux d'azote. Seeding of the colon All the steps of the seeding are carried out under nitrogen flow.

200 g de fèces fraîches (issus de volontaires sains) sont mixés dans 200 ml de tampon phosphate 0,1 M à pH 6,5, préalablement autoclavé et placé sous flux d'azote pendant au minimum 2 h. Le mélange obtenu est filtré sur gaze stérile. Le filtrat est centrifugé (25000g, 30 min, 4 C). Le culot bactérien et le mucus sont repris dans du milieu de base (Ileum delivery medium) lui-même dilué 10 fois dans le tampon phosphate 0,1M. 200 g of fresh faeces (from healthy volunteers) are mixed in 200 ml of 0.1 M phosphate buffer at pH 6.5, autoclaved beforehand and placed under a stream of nitrogen for at least 2 hours. The mixture obtained is filtered on sterile gauze. The filtrate is centrifuged (25000 g, 30 min, 4 C). The bacterial pellet and the mucus are taken up in the base medium (Ileum delivery medium) itself diluted 10 times in 0.1M phosphate buffer.

Environ 10g de rétentat de filtration sont ajoutés à cette solution bactérienne afin de l'enrichir en fibres. Le mélange est mixé à nouveau puis introduit dans le côlon à l'aide d'une seringue. About 10 g of filtration retentate are added to this bacterial solution in order to enrich it with fibers. The mixture is mixed again and then introduced into the colon using a syringe.

Solutions utilisées pendant la fermentation Différentes solutions entrant dans la constitution du milieu nutritif de la flore fécale et de la solution de dialyse du côlon sont préparées, autoclavées 15 min à 120 C puis stockées à 4 C jusqu'à utilisation (sauf la solution de vitamines qui est stérilisée par filtration et stockée à -20 C). Toutes les solutions sont préparées avec de l'eau déminéralisée. Solutions used during the fermentation Various solutions involved in the constitution of the nutrient medium of the faecal flora and the dialysis solution of the colon are prepared, autoclaved for 15 min at 120 ° C. and then stored at 4 ° C. until use (except the vitamin solution). which is sterilized by filtration and stored at -20 ° C). All solutions are prepared with demineralised water.

- une solution d'électrolytes 10 X : hème 0,1g/1, sels biliaires 0,5 g/1, cystéine 4 g/1, FeS04 0,05 g/1, CaCl24,5 g/1, MgS04 5 g/1, NaCl 4,5 g/1 et K2HP04 25 g/1, - une solution d'hydrates de carbone 20 X : pectine 12 g/1, xylane 12 g/1, arabinogalactane 12 g/1, amylopectine 12 g/1 et amidon 100 g/1, - une solution contenant des lipides et des protéines (TBC 40X) : 80 80 ml/1, bactopeptone 120 g/1 et caséine 120 g/1, - une solution de vitamines 10 X : 10 mg/1, biotine 20 mg/1, vitamine B 12 5 mg/1, pantothénate 100 mg/1, nicotinamide 50 mg/1, acide p-aminobenzoïque 50 mg/1 et thiamine 40 mg/1. a solution of electrolytes 10 X: heme 0.1 g / l, bile salts 0.5 g / l, cysteine 4 g / l, FeSO 4 0.05 g / l, CaCl 24.5 g / l, MgSO 4 5 g / l 1, NaCl 4.5 g / l and K2HPO4 25 g / l, - Carbohydrate solution X: pectin 12 g / l, xylan 12 g / l, arabinogalactan 12 g / l, amylopectin 12 g / l and starch 100 g / l, - a solution containing lipids and proteins (TBC 40X): 80 80 ml / l, bactopeptone 120 g / l and casein 120 g / l, - a solution of vitamins 10 X: 10 mg / 1, biotin 20 mg / l, vitamin B 12 5 mg / l, pantothenate 100 mg / l, nicotinamide 50 mg / l, p-aminobenzoic acid 50 mg / l and thiamine 40 mg / l.

Stabilisation de la flore et fermentation La solution de dialyse (solution d'électrolytes 1 X du côlon et solution de vitamines 0,01 X, pH 6,5) est mise à buller sous flux d'azote pendant toute une nuit. Elle est délivrée à un débit de 1 ml/min pendant toute la durée de la stabilisation et de la Stabilization of the flora and fermentation The dialysis solution (1 X electrolyte solution of the colon and 0.01 X vitamin solution, pH 6.5) is bubbled under nitrogen flow overnight. It is delivered at a rate of 1 ml / min for the duration of the stabilization and

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fermentation (fibres de dialyse : JFM M5ID X Flow).  fermentation (dialysis fibers: JFM M5ID X Flow).

"L'ileum delivery medium" (solutions d'électrolytes 1 X du côlon, solution d'hydrates de carbone 10 X, TBC 10 X, solution de vitamines 0,01 X et mucus 20 g/1, pH 6,5), simulant le produit de la digestion issu de l'iléon, est introduit dans le côlon à raison de 3 ml par heure. "Ileum delivery medium" (1 X colonic electrolyte solutions, 10 X carbohydrate solution, 10 X TBC, 0.01 X vitamin solution and 20 g / l mucus, pH 6.5), simulating the product of digestion from the ileum, is introduced into the colon at a rate of 3 ml per hour.

La souche de levure étudiée, remise en suspension dans 5 ml d'eau distillée, est introduite dans le côlon, après stabilisation de la flore. Les levures sont préparées comme décrit dans l'exemple 4. The yeast strain studied, resuspended in 5 ml of distilled water, is introduced into the colon after stabilization of the flora. The yeasts are prepared as described in Example 4.

Exemple 4 : Suivi des levures recombinantes W(R)pHlAl et W(hR)pHlAl dans les systèmes digestifs artificiels Préparation des levures Les souches W(R)pHlAl et W(hR)pHlAl sont mises en culture dans du milieu minimum SGI (glucose 20 g/1, yeast nitrogen base 7g/l, bactocasamino acids lg/1 et tryptophane 20 mg/1) jusqu'à une concentration de 106-107 cellules/ml. EXAMPLE 4 Monitoring of recombinant W (R) pHlAl and W (hR) pHlAl yeasts in artificial digestive systems Preparation of yeasts The W (R) pHlAl and W (hR) pHlA1 strains are cultured in SGI minimum medium (glucose 20 g / l, yeast nitrogen base 7 g / l, bactocasamino acids 1 g / l and tryptophan 20 mg / l) up to a concentration of 106-107 cells / ml.

La culture est ensuite centrifugée dans des tubes en plastique stériles (5000 rpm, 10 min, 4 C). Le surnageant est jeté et les cellules sont lavées dans 15 ml d'eau physiologique (NaCI 9 g/1). The culture is then centrifuged in sterile plastic tubes (5000 rpm, 10 min, 4 C). The supernatant is discarded and the cells are washed in 15 ml of physiological saline (NaCl 9 g / l).

Après centrifugation (5000 rpm, 10 min, 4 C), le surnageant est jeté et le culot cellulaire est remis en suspension dans l'aliment. After centrifugation (5000 rpm, 10 min, 4 C), the supernatant is discarded and the cell pellet is resuspended in the feed.

Les levures sont introduites dans le TIM 1 remises en suspension dans 300 ml de lait demi-écrémé ou sont introduites dans le TIM2 remises en suspension dans 5 ml d'eau distillée. The yeasts are introduced into the TIM 1 resuspended in 300 ml of semi-skimmed milk or are introduced into the TIM2 resuspended in 5 ml of distilled water.

Dénombrement des levures - Prélèvement des échantillons dans TIM 1 : ml de l'aliment de départ (contenant les souches de levure) est prélevé avant introduction dans l'estomac (t = 0), puis 1 ml est prélevé aux temps 120,240 et 360 min dans les effluents iléaux collectés sur les intervalles de temps 0-120 min, 120-240 min, 240-360 min, - Prélèvement des échantillons dans TIM 2 : 1 ml du contenu colique est prélevé avant Enumeration of yeasts - Collection of samples in TIM 1: ml of the starting food (containing the yeast strains) is taken before introduction into the stomach (t = 0), then 1 ml is taken at times 120,240 and 360 min. in ileal effluents collected over time intervals 0-120 min, 120-240 min, 240-360 min, - Specimen collection in TIM 2: 1 ml of colonic content is collected before

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ensemencement du côlon (t = Ofec) ainsi qu'lml de la suspension de levures avant introduction dans le côlon (t = 0), puis 1 ml du contenu colique est prélevé toutes les 12 heures dans le côlon (t = 1, 12, 24, 36,48 et 60 h), - Culture des levures : les prélèvements sont dilués dans de l'eau physiologique et étalés sur du milieu SGI. De l'ampicilline (100 g/ml) est rajoutée dans le milieu afin d'éliminer les contaminants provenant du système digestif et/ou de la flore fécale, ainsi que de l'éthanol (3% v/v) afin de favoriser le développement des levures.  seeding of the colon (t = ofec) as well as 1 ml of the suspension of yeasts before introduction into the colon (t = 0), then 1 ml of the colonic contents is taken every 12 hours in the colon (t = 1, 12, 24, 36.48 and 60 h), - Yeast culture: the samples are diluted in physiological saline and spread on SGI medium. Ampicillin (100 g / ml) is added to the medium to remove contaminants from the digestive system and / or faecal flora, as well as ethanol (3% v / v) to promote yeast development.

- Dénombrement : le dénombrement des boîtes est réalisé après 2 à 3 jours d'incubation à 30 C. - Enumeration: the enumeration of the dishes is carried out after 2 to 3 days of incubation at 30 C.

Résultats : Les expériences réalisées ont permis de démontrer la viabilité dans les systèmes digestifs artificiels des souches recombinées de S cerevisiae W(hR)pH1A1 et W(R)pHlAl introduites simultanément dans l'estomac ou dans le côlon. Results: The experiments carried out made it possible to demonstrate the viability in the artificial digestive systems of recombinant S cerevisiae W (hR) pH1A1 and W (R) pH1Al strains introduced simultaneously into the stomach or into the colon.

50 % 18,9 (n=3) des levures recombinantes introduites dans l'estomac sont retrouvées en sortie d'iléon après 6 h de digestion (figure 4). 50% 18.9 (n = 3) of the recombinant yeasts introduced into the stomach are found at the outlet of the ileum after 6 h of digestion (Figure 4).

Le taux de survie des levures dans le côlon apparaît plus faible puisque que l'on ne retrouve, après 12 h de fermentation, que 4% des levures introduites (n=1) (figure 5). The yeast survival rate in the colon appears to be lower since, after 12 hours of fermentation, only 4% of the introduced yeasts (n = 1) are found (FIG. 5).

Les causes de cette forte diminution du taux de survie dans le côlon restent indéterminées, d'autant plus, qu'après une heure de fermentation, la totalité des levures introduites était toujours présente dans le côlon. Deux hypothèses ont été avancées mettant en cause la compétition exercée par la flore fécale et les conditions de quasi anaérobiose régnant dans le côlon artificiel. The causes of this sharp decrease in the survival rate in the colon remain indeterminate, especially since, after one hour of fermentation, all the yeasts introduced were still present in the colon. Two hypotheses have been put forward questioning the competition exerted by the faecal flora and the conditions of quasi anaerobiosis reigning in the artificial colon.

Identification des levures par Polymerase Chain Reaction (PCR) La technique PCR a dû être optimisée pour le suivi des levures recombinantes dans l'environnement digestif. Yeast identification by Polymerase Chain Reaction (PCR) The PCR technique had to be optimized for the monitoring of recombinant yeasts in the digestive environment.

Les PCR peuvent être réalisées à partir de colonies isolées sur boîte de Pétri ou de levures remises en culture liquide. Dans le premier cas, on prélève une tête d'épingle d'une colonie que l'on remet en suspension dans 10 (il d'eau distillée avant de la faire bouillir 10 min. Dans le deuxième cas, la culture doit être en phase exponentielle de The PCRs can be carried out from colonies isolated on a Petri dish or yeasts put back into liquid culture. In the first case, a pinhead is taken from a colony which is resuspended in 10 ml of distilled water before boiling for 10 minutes, in the second case the culture must be in phase. exponential

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croissance (DO600nm comprise entre 0,5 et 2). Après centrifugation (10000g, 10 min, 4 C), le culot cellulaire est repris dans 50 l d'eau distillée et mis à bouillir 10 min.  growth (OD 600 nm between 0.5 and 2). After centrifugation (10000 g, 10 min, 4 C), the cell pellet is taken up in 50 l of distilled water and boiled for 10 min.

En culture liquide, les meilleurs résultats (en terme d'intensité des amplifiats et de reproductibilité des expériences) sont obtenus lorsque les levures sont en phase exponentielle de croissance (DO600nm de 0,5 à 2), alors que sur milieu solide le stade de croissance des levures ne semble pas influencer les résultats. In liquid culture, the best results (in terms of amplification intensity and reproducibility of the experiments) are obtained when the yeasts are in the exponential phase of growth (OD600nm of 0.5 to 2), whereas on solid medium the stage of Yeast growth does not seem to influence the results.

Les amorces utilisées sont soit internes aux gènes (P450 1A1 et NADPH-cytochrome P450 réductases humaine ou de levure), soit situées à la fois sur le gène et son promoteur GAL10-CYC1 afin de vérifier la stabilité de celui-ci (figure 3). Elles sont choisies afin qu'elles s'hybrident le moins possible sur elles-mêmes, avec elles-mêmes et entre elles en utilisant le programme sur Internet à l'adresse suivante : http : //www. Williamstone.com/primers/calculator/calculator. cgi Les échantillons PCR contiennent du tampon PCR 1 X, du MgCl2 1,5 mM, les 4 dXTP 0,2 mM, les amorces 5' et 3' 0,5 Il M, la Taq polymérase 25 U/ml et la matrice d'ADN 0,06%. The primers used are either internal to the genes (human and yeast P450 1A1 and NADPH-cytochrome P450 reductases), or located both on the gene and its GAL10-CYC1 promoter in order to verify the stability of this gene (FIG. 3). . They are chosen so that they hybridize as little as possible about themselves, with themselves and with each other by using the program on the Internet at the following address: http: // www. Williamstone.com/primers/calculator/calculator. The PCR samples contain 1X PCR buffer, 1.5 mM MgCl 2, 4 dXTP 0.2 mM, 5 'and 3' 0.5 Il M primers, 25 U / ml Taq polymerase and 0.06% DNA.

Le programme PCR utilisé est le suivant (30 cycles) : 5min 95 C, dénaturation 30s 95 C, amorçage 30s 51 C, synthèse d'ADN 2min 72 C et extension finale 10min 72 C. The PCR program used is as follows (30 cycles): 5 min 95 C, denaturation 30 s 95 C, initiation 30 s 51 C, synthesis of DNA 2 min 72 C and final extension 10 min 72 C.

Après PCR, les échantillons sont mélangés à une solution stop (bleu de Bromophénol 0,25%, Ficoll 10% et SDS 1%) et déposés sur un gel à 1,5% d'Agarose contenant du BET 0,5 ug/ml. La migration est réalisée dans une cuve d'électrophorèse contenant du tampon Tris-base 40 mM, acide acétique glacial 20 mM, EDTA 1 mM, pendant 15 minutes à 100V. Après migration, l'ADN est visualisé sous UV. After PCR, the samples are mixed with a stop solution (bromophenol blue 0.25%, Ficoll 10% and SDS 1%) and deposited on a 1.5% agarose gel containing BET 0.5 μg / ml. . The migration is carried out in an electrophoresis tank containing 40 mM Tris-base, 20 mM glacial acetic acid, 1 mM EDTA buffer, for 15 minutes at 100V. After migration, the DNA is visualized under UV.

Résultats : Les souches de levures ont été identifiées par PCR à la fois en sortie de l'intestin grêle jusqu'à 6 h après leur introduction dans l'estomac et en sortie de côlon jusqu'à 48 H après leur introduction dans celui-ci (figure 6). Results: The yeast strains were identified by PCR both at the exit of the small intestine until 6 h after their introduction in the stomach and at the exit of colon until 48 H after their introduction in this one (Figure 6).

Exemple 5 : Mesure de l'activité des levures recombinantes après passage dans le TIM1 (W(hR)pHlAl) et in situ (W(R)pP73Al). EXAMPLE 5 Measurement of the Activity of the Recombinant Yeasts After Passage Into TIM1 (W (hR) pH1Al) and In Situ (W (R) pP73Al)

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1 Mesure de l'activité des levures recombinantes W(hR)pHlAl après passai! dans le TIM1 La souche W(hR)pHlAl est utilisée pour démontrer le maintien de l'activité des levures recombinantes après passage dans le TIM1.  1 Measurement of recombinant yeast activity W (hR) pHlAl after pass! in TIM1 The strain W (hR) pH1Al is used to demonstrate the maintenance of the activity of recombinant yeasts after passage through TIM1.

Le P450 1A1 possède l'activité éthoxyrésorufine-O-déethylase (EROD) et catalyse la transformation de la 7-éthoxyrésorufine en résorufine. P450 1A1 has the ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD) activity and catalyzes the conversion of 7-ethoxyresorufin to resorufin.

Culture des levures Les levures sont mises en préculture 12h à 28 C, sous agitation, dans 30 ml de SGI (glucose 20 g/1, yeast nitrogen base 7g/l, bactocasamino acids 1 g/1 et tryptophane 20 mg/1). Puis, une culture de 48 h à 28 C, sous agitation, est réalisée dans 250 ml d'YPGE (glucose 20 g/1, yeast extract 10 g/1, bactopeptone 10 g/1 et éthanol 3%). Yeast culture The yeasts are precultured for 12 hours at 28 ° C., with stirring, in 30 ml of SGI (glucose 20 g / l, yeast nitrogen base 7 g / l, bactocasamino acids 1 g / l and tryptophan 20 mg / l). Then, a culture of 48 hours at 28 ° C., with stirring, is carried out in 250 ml of YPGE (glucose 20 g / l, yeast extract 10 g / l, bactopeptone 10 g / l and ethanol 3%).

Pendant les dernières 12h, l'induction du P450 1A1 est provoquée par ajout de galactose (25 ml d'une solution à 200 g/1). La culture de levures est alors soit utilisée telle quelle pour le dosage de l'EROD sur cellules, soit subit différents traitements afin de préparer des microsomes (Pompon et al., 1996). During the last 12h, induction of P450 1A1 is caused by adding galactose (25 ml of a 200 g / l solution). The yeast culture is then either used as such for the determination of EROD on cells, or undergoes various treatments to prepare microsomes (Pompon et al., 1996).

Teneur en P450 1A1 La teneur en P450 1A1a été mesurée sur des microsomes de la souche W(hR)pH1A1 après passage dans les systèmes digestifs . Content of P450 1A1 The P450 1A1 content was measured on microsomes of strain W (hR) pH1A1 after passage through the digestive systems.

Pour cela, on utilise la méthode d'Omura et Sato (1964), basée sur la propriété qu'a l'hémoprotéine de présenter un maximum d'absorption aux environs de 450 nm quand elle est réduite et liée au monoxyde de carbone. La suspension de microsomes est reprise dans du tampon Tris-HCl 50 mM, EDTA 1 mM, pH 7,4 afin d'obtenir une DO600nm d'environ 0,8, puis réduite par une pointe de spatule de dithionite de sodium. Le spectre d'absorption est enregistré avant et après barbotage de CO dans la suspension. La concentration en P450 1A1 (seul P450 détectable) est calculée d'après la loi de Beer-Lambert (E448 nm = 91 nM-1ch-1). For this, we use the method of Omura and Sato (1964), based on the property of the hemoprotein to have a maximum absorption around 450 nm when it is reduced and linked to carbon monoxide. The microsomal suspension is taken up in 50 mM Tris-HCl buffer, 1 mM EDTA, pH 7.4 in order to obtain an OD 600 nm of approximately 0.8, and then reduced by a spatula tip of sodium dithionite. The absorption spectrum is recorded before and after bubbling CO into the suspension. The concentration of P450 1A1 (only detectable P450) is calculated according to the Beer-Lambert law (E448 nm = 91 nM-1ch-1).

Les protéines microsomales sont dosées avec le kit Protein Assay ESL (Boehringer Mannheim). The microsomal proteins are assayed with the Protein Assay ESL kit (Boehringer Mannheim).

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Dosage de l'activité EROD L'activité enzymatique éthoxyrésorufine-O-dééthylase (EROD) est caractéristique du cytochrome P450 1A1. Elle est mesurée sur la souche W(hR)pHlAl, après passage dans les systèmes digestifs artificiels. Cette activité est dosée selon la méthode fluorimétrique décrite par Burke et al. (1985) qui mesure l'augmentation de fluorescence liée à la formation de résorufine, produit de déalkylation de la 7- éthoxyrésorufine. Determination of EROD activity The enzymatic activity ethoxyresorufin O-deethylase (EROD) is characteristic of cytochrome P450 1A1. It is measured on strain W (hR) pHlAl, after passage through artificial digestive systems. This activity is assayed according to the fluorimetric method described by Burke et al. (1985) which measures the increase in fluorescence related to the formation of resorufin, the dealkylation product of 7-ethoxyresorufin.

L'activité EROD est mesurée sur microsomes ou sur cellules à 24 C. Dans le premier cas, 1 ml de tampon Tris-HCI 50 mM, EDTA 1 mM, pH 7,4,5 l de NADPH (10 mg/ml) et 2 l d'une solution de 7-éthoxyrésorufine saturée dans l'éthanol sont mélangés. Après ajout des microsomes, l'augmentation de la fluorescence (#ex = 530 nm ; #em = 586 nm) est enregistrée. Dans le second cas, après centrifugation (11000 g, 30 s, 4 C) d'l ml de culture à une DO600nm de 3 minimum, le culot cellulaire est repris dans 1 ml de tampon Tris-HCl 50 mM, EDTA 1 mM, pH 7,4. On enregistre l'augmentation de fluorescence (,ex = 530 nm ; #em = 586 nm) consécutive à l'ajout de 2 l d'une solution de 7-éthoxyrésorufine saturée dans l'éthanol. The EROD activity is measured on microsomes or on cells at 24 ° C. In the first case, 1 ml of 50 mM Tris-HCl buffer, 1 mM EDTA, pH 7.4.5 l of NADPH (10 mg / ml) and 2 l of a solution of 7-ethoxyresorufin saturated in ethanol are mixed. After adding the microsomes, the increase in fluorescence (#ex = 530 nm, #em = 586 nm) is recorded. In the second case, after centrifugation (11000 g, 30 s, 4 C) of 1 ml of culture at an OD600nm of 3 minimum, the cell pellet is taken up in 1 ml of 50 mM Tris-HCl buffer, 1 mM EDTA, pH 7.4. The increase in fluorescence (, ex = 530 nm, #em = 586 nm) is recorded following the addition of 2 l of a solution of ethanol-saturated 7-ethoxyresorufin.

Résultats : La souche W(hR)pHlAl possède toujours l'activité EROD, caractéristique du P450 1A1, en sortie de l'intestin grêle et dans le côlon, que celle-ci soit dosée sur microsomes (environ 20 pmol de résorufine par ml de suspension microsomale et par minute) ou sur cellules (environ 5 pmol de résorufine par ml de culture et par minute). Results: The W (hR) pH1Al strain still has the EROD activity, characteristic of P450 1A1, at the end of the small intestine and in the colon, that it is assayed on microsomes (approximately 20 pmol of resorufin per ml of microsomal suspension per minute) or on cells (approximately 5 pmol of resorufin per ml of culture per minute).

2 Mesure de l'activité des levures recombinantes W(R)pP73Al in situ (dans TIM1) La souche de levure utilisée pour démontrer l'activité in situ est la souche W(R)pP73Al. 2 Measurement of recombinant W (R) pP73Al yeast activity in situ (in TIM1) The yeast strain used to demonstrate the activity in situ is the strain W (R) pP73Al.

Le P450 73A1 possède l'activité cinnamate 4-hydroxylase et catalyse la transformation de l'acide trans-cinnamique en acide p-coumarique. P450 73A1 has cinnamate 4-hydroxylase activity and catalyzes the conversion of trans-cinnamic acid to p-coumaric acid.

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Préparation des levures Les levures sont mises en préculture 12h à 28 C, sous agitation, dans 30 ml de SGI (glucose 20 g/1, yeast nitrogen base 7g/1, bactocasamino acids 1 g/1 et tryptophane 20 mg/1). Puis, une culture de 48 h à 28 C, sous agitation, est réalisée dans 250 ml d'YPGE (glucose 20 g/1, yeast extract 10 g/1, bactopeptone 10 g/1 et éthanol 3%) jusqu'à atteindre une densité de 7-8x10 lev/ml. Preparation of yeast The yeasts are precultured for 12 hours at 28 ° C., with stirring, in 30 ml of SGI (glucose 20 g / l, yeast nitrogen base 7 g / l, bactocasamino acids 1 g / l and tryptophan 20 mg / l). Then, a culture of 48 h at 28 ° C., with stirring, is carried out in 250 ml of YPGE (glucose 20 g / l, yeast extract 10 g / l, bactopeptone 10 g / l and ethanol 3%) until it reaches a density of 7-8x10 lev / ml.

Pendant les dernières 12h, l'induction du CYP73A1 (gène codant pour le P45073A1) est provoquée par ajout de galactose (25 ml d'une solution à 200 g/1) jusqu'à atteindre une densité de 2x108 lev/ml. During the last 12 hours, the induction of CYP73A1 (gene coding for P45073A1) is caused by the addition of galactose (25 ml of a 200 g / l solution) until a density of 2 × 10 8 lev / ml is reached.

La culture est ensuite centrifugée dans des tubes en plastique stériles (5000 rpm, 10 min, 4 C). Le surnageant est jeté et les cellules sont lavées dans 15 ml d'eau physiologique (NaCI 9 g/1). The culture is then centrifuged in sterile plastic tubes (5000 rpm, 10 min, 4 C). The supernatant is discarded and the cells are washed in 15 ml of physiological saline (NaCl 9 g / l).

Après centrifugation (5000 rpm, 10 min, 4 C), le surnageant est jeté et le culot cellulaire est remis en suspension dans l'aliment (300 ml de milieu YPL). After centrifugation (5000 rpm, 10 min, 4 C), the supernatant is discarded and the cell pellet is resuspended in the feed (300 ml of YPL medium).

Déroulement de la digestion Le substrat (l'acide trans-cinnamique) est introduit extemporanément dans l'estomac à la concentration de 670 M. La digestion est réalisée sur 240 minutes. Sequence of digestion The substrate (trans-cinnamic acid) is introduced extemporaneously in the stomach at the concentration of 670 M. The digestion is carried out over 240 minutes.

Des prélèvements (1 ml) sont réalisés à différents niveaux du tractus digestif : dans l'aliment avant introduction dans le système, dans l'estomac au bout de 15,30 et 45 min de digestion, dans le duodénum au bout de 15,30, 45,60, 75 et 90 min de digestion, dans le jéjunum au bout de 45,60, 90,120, 150 et 180 min de digestion, dans l'iléon au bout de 60,90, 120,180 et 240 min de digestion, dans les sorties cumulées sur 0-60 min, 60-120 min, 120-180 et 180-240 min à 60,120, 180 et 240 min et dans l'absorption cumulée sur 0-60,60-120, 120-180 et 180-240 à 60,120, 180 et 240 min. Samples (1 ml) are taken at different levels of the digestive tract: in the food before introduction into the system, in the stomach after 15.30 and 45 minutes of digestion, in the duodenum after 15.30. , 45.60, 75 and 90 min of digestion, in the jejunum after 45.60, 90.120, 150 and 180 min of digestion, in the ileum after 60.90, 120.180 and 240 min of digestion, in cumulative outputs over 0-60 min, 60-120 min, 120-180 and 180-240 min at 60,120, 180 and 240 min and in cumulative uptake on 0-60,60-120, 120-180 and 180- 240 to 60.120, 180 and 240 min.

Traitement des échantillons 100 l d'acide trifluoroacétique (25% dans l'eau w/v) sont ajoutés à 1 ml d'échantillon pour arrêter la réaction. Après microcentrifugation (3 min, 10000 rpm, température Sample processing 100 μl of trifluoroacetic acid (25% in water w / v) is added to 1 ml of sample to stop the reaction. After microcentrifugation (3 min, 10000 rpm, temperature

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ambiante), le surnageant est récupéré et filtré (0. 45 um). Les échantillons sont conservés à -20 C avant analyse.  ambient), the supernatant is recovered and filtered (0.45 μm). Samples are stored at -20 C before analysis.

Analyse HPLC Après filtration, 10 l des échantillons sont injectés dans la colonne Merck Lichrospher 100 RP-18 (5 m, 12. 5 cm*4 mm). Un gradient entre 2 phases A et B est réalisé sur 34 min avec un débit de 1 ml par minute, comme décrit ci-dessous : Phase A : Eau 95, Méthanol 5 et acide acétique 0 1 (v/v), Phase B : Acétonitrile 95, Méthanol 5 et acide acétique 0 1 (v/v), 0-16 min: 90% A, 10% B, 16-18 min : gradient linéaire jusqu'à 80% A, 20% B, 18-32 min: 80% A, 20% B, 32-34 min : gradient linéaire jusqu'à 90% A, 10% B. HPLC analysis After filtration, 10 l of the samples are injected into the Merck Lichrospher 100 RP-18 column (5 m, 12.5 cm * 4 mm). A gradient between 2 phases A and B is carried out over 34 min with a flow rate of 1 ml per minute, as described below: Phase A: Water 95, methanol 5 and acetic acid 0 1 (v / v), Phase B: Acetonitrile 95, Methanol 5 and acetic acid 0 1 (v / v), 0-16 min: 90% A, 10% B, 16-18 min: linear gradient up to 80% A, 20% B, 18-32 min: 80% A, 20% B, 32-34 min: linear gradient up to 90% A, 10% B.

La détection est réalisée par spectrophotométrie à 314 nm entre 0 et 16 min, puis à 280 nm entre 16 et 34 min Le temps de rétention des composés est de 6 0. 5 min pour l'acide p-coumarique et de 28 0. 5 min pour l'acide trans-cinnamique Résultats L'activité enzymatique cinnamate 4-hydroxylase a été détectée dans tous les compartiments digestifs du TIM 1 (estomac, duodénum, jéjunum et iléon) Les résultats sont présentés en figure 7. Le rapport mol d'acide p-coumarique/ mol d'acide trans-cinnamique augmente le long du tractus digestif, ce qui prouve que les levures recombinantes sont actives dans tous les compartiments du TIM 1 Si l'on réalise un bilan au bout de 4h de digestion - ont été introduits dans le TIM 1 . 9,6* 109 cellules de levures et 205,4 mol d'acide trans-cinnamique, - ont été retrouvés en fin de digestion (soit 240 minutes après le début de la digestion) : 8,9* 109 cellules de levures (en sortie de l'iléon), 53,6 mol d'acide The detection is carried out by spectrophotometry at 314 nm between 0 and 16 min, then at 280 nm between 16 and 34 min. The retention time of the compounds is 60 min. For p-coumaric acid and 28.degree. min for trans-cinnamic acid Results The enzymatic activity cinnamate 4-hydroxylase was detected in all the digestive compartments of TIM 1 (stomach, duodenum, jejunum and ileum) The results are presented in FIG. 7. The molar ratio of p-coumaric acid / mol of trans-cinnamic acid increases along the digestive tract, proving that recombinant yeasts are active in all compartments of TIM 1 If a balance is made after 4 hours of digestion - have were introduced in TIM 1. 9.6 * 109 cells of yeast and 205.4 mol of trans-cinnamic acid, - were found at the end of digestion (ie 240 minutes after the beginning of the digestion): 8.9 * 109 cells of yeasts (in output of the ileum), 53.6 mol of acid

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p-coumarique (dans l'ensemble du système digestif) et 56,1 pmol d'acide trans-cinnamique  p-coumaric (in the entire digestive system) and 56.1 pmol of trans-cinnamic acid

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REFERENCES - Baranova et al. Possible involvment of arylamine N-acétyltransferase 2, glutathion Stransferase Ml and Tl genes in the development of endometriosis. Hum. Mol. REFERENCES - Baranova et al. Possible involvment of arylamine N-acetyltransferase 2, Glutathione Stransferase M1 and T1 genes in the development of endometriosis. Hmm. Mol.

Reprod., 1999, 5-7. Reprod., 1999, 5-7.

- Bellamine A. Mise en évidence par recombinaison de déterminants de séquence contrôlant le niveau d'expression des P450 1A humains et optimisation de l'activité par humanisation de l'environnement d'oxydo-réduction. Thèse de doctorat de l'Université Paris V, 1996. - Bellamine A. Demonstration by recombinant sequence determinants controlling the level of expression of human P450 1A and optimization of the activity by humanization of the oxidation-reduction environment. PhD thesis of Paris V University, 1996.

- Brockmoller et al. Combined analysis of inherited polymorphisms in arylamine Nacetyltransferase 2, glutathion S-transferase M1 et TI, microsomal epoxide hydrolase, and cytochrome P450 enzymes as modulators of bladder cancer risk Cancer Res, 1996, 56(17), 3915-3925. - Brockmoller et al. Combined analysis of inherited polymorphisms in arylamine Nacetyltransferase 2, glutathione S-transferase M1 and TI, microsomal epoxide hydrolase, and cytochrome P450 enzymes as modulators of cancer risk bladder Cancer Res, 1996, 56 (17), 3915-3925.

- Burke MD et al. Ethoxy-,penthoxy- and benzyloxyphenoxazones and homologues : a series of substrates to distinguish between différent induced cytochromes P450. - Burke MD et al. Ethoxy-, penthoxy- and benzyloxyphenoxazones and homologues: a series of substrates to distinguish between different cytochrome P450.

Biochem. Pharmacol., 1985,34, 3337-3345. Biochem. Pharmacol., 1985, 34, 3337-3345.

- Coon MJ et al. Cytochrome P450 : and prédictions. Faseb J., 1992,6(2), 669-673.  - Coon MJ et al. Cytochrome P450: and predictions. Faseb J., 1992.6 (2), 669-673.

- Gautier JC et al. Engineered cells as model to study coupling between human xenobiotic metabolizing enzymes. Eur. J. Biochem., 1993,211, 63-72. - Gautier JC et al. Engineered cells as a model to study coupling between xenobiotic metabolizing enzymes. Eur. J. Biochem., 1993, 211, 63-72.

- Gautier JC. Simulation du métabolisme humain des xénobiotiques dans des levures Saccharomyces cerevisiae recombinantes. Thèse de doctorat de l'Université Paris VII, 1994. - Gautier JC. Simulation of the human metabolism of xenobiotics in recombinant Saccharomyces cerevisiae yeasts. PhD thesis of Paris VII University, 1994.

<Desc/Clms Page number 39><Desc / Clms Page number 39>

- Gautier JC et al (a). Contribution of human cytochrome P450 to benzo (a)pyrene benzo (a)pyrene-7,8-dihydrodiol as predicted from heterologous expression in yeast. Pharmacogenetics, 1996, 6, 489-499.  - Gautier JC et al (a). Contribution of human cytochrome P450 to benzo (a) pyrene benzo (a) pyrene-7,8-dihydrodiol as predicted from heterologous expression in yeast. Pharmacogenetics, 1996, 6, 489-499.

- Gautier et al. (b). Simulation of human benzo(a)pyrene metabolism deduced from the analysis of individual kinetic steps in recombinant yeast. Chem. Res. Toxicol., 1996, 9(2), 418-425. - Gautier et al. (B). Simulation of human benzo (a) pyrene metabolism deduced from the analysis of individual kinetic steps in recombinant yeast. Chem. Res. Toxicol., 1996, 9 (2), 418-425.

- Gietz DR et al. Improved method for high efficiency transformation of intact yeast cells. Nucleic Acids Res., 1992, 20(6), 1425. - Gietz DR et al. Improved method for high efficiency transformation of intact yeast cells. Nucleic Acids Res., 1992, 20 (6), 1425.

- Goffeau A et al. Life with 6000 genes. Science, 1996,274(5287), 563-567. - Goffeau A et al. Life with 6000 genes. Science, 1996,274 (5287), 563-567.

- Guengerich FP. Cytochrome P450 enzymes. American Scientist, 1993, 81, 440-447. - Guengerich FP. Cytochrome P450 enzymes. American Scientist, 1993, 81, 440-447.

- Jaiswal AK et al. Human PI-450 gene séquence and corrélation of mRNA with genetic differences in benzo (a)pyrene metabolism. Nucleics Acids Res., 1985,13(12), 4503-4520. - Jaiswal AK et al. Human PI-450 gene sequence and correlation of mRNA with genetic differences in benzo (a) pyrene metabolism. Nucleics Acids Res., 1985, 13 (12), 4503-4520.

- Lang NP et al. Rapid metabolic phenotypes for acetyltransferase and cytochrome P4501A2 and putative exposure to food-born heterocyclic amines increase the risk for colorectal cancer or polyps. Cancer epidemiol., Biomarkers, Prevention, 1994,675- 682. - Lang NP et al. Rapid metabolic phenotypes for acetyltransferase and cytochrome P4501A2 and putative exposure to food-born heterocyclic amines increase the risk for colorectal cancer or polyps. Cancer epidemiol., Biomarkers, Prevention, 1994, 675-682.

- Ligny G et al. Le traitement par l'ultra-levure des troubles intestinaux secondaires à l'antibiothérapie, étude en double aveugle et étude clinique simple. Revue française de gastro-entérologie, 1975,114, 45-50. - Ligny G et al. Ultra-yeast treatment of intestinal disorders secondary to antibiotic therapy, double-blind study and simple clinical study. French Journal of Gastroenterology, 1975, 114, 45-50.

- Marteau et al., (1997), Journal of Dairy Science Vol 80, N 5, p 1-7. - Marteau et al., (1997), Journal of Dairy Science Vol 80, N 5, p 1-7.

<Desc/Clms Page number 40> <Desc / Clms Page number 40>

- Minekus et al. A multicompartimental dynamic computer-controlled model simulating the stomach and small intestine. ATLA, 1995,23, 197-209. - Minekus et al. A multicompartmental dynamic computer-controlled model simulating the stomach and small intestine. ATLA, 1995, 23, 197-209.

- Oeda K et al. Expression of rat liver cytochrome P450 MC cDNA in S cerevisiae. - Oeda K et al. Expression of rat cytochrome P450 MC cDNA in S cerevisiae.

DNA, 1985, 4(3), 203-210. DNA, 1985, 4 (3), 203-210.

- Omura T et al. The carbon monoxide-binding pigment of liver microsomes. Evidence for its hemoprotein nature. J.Biol. Chem., 1964,239, 2370-2378. - Omura T et al. The carbon monoxide-binding pigment of liver microsomes. Evidence for its hemoprotein nature. J. Biol. Chem., 1964, 239, 2370-2378.

- Omura T et al. Cytochrome P450,2d édition, VCH, Weinheim, 1993, chapitre 1, 1- 15. - Omura T et al. Cytochrome P450,2d edition, VCH, Weinheim, 1993, Chapter 1, 1- 15.

- Pompon D et al. Genetically engineered yeast cells and their applications. Toxicology letters, 1995,82-83, 815-822. - Pompon D et al. Genetically engineered yeast cells and their applications. Toxicology letters, 1995, 82-83, 815-822.

- Pompon D et al. Yeast expression of animal and plant P450s in optimized redox environments. Methods in enzymology, 1996,272, 51-64. - Pompon D et al. Yeast expression of animal and plant P450s in optimized redox environments. Methods in Enzymology, 1996,272, 51-64.

- Pompon D et al. Simulation of human xenobiotic metabolism in microorganisms. - Pompon D et al. Simulation of human xenobiotic metabolism in microorganisms.

Yeast a good compromise between E. coli and human cells. Journal of hepatology,
1997, 26, 81-85.
Yeast a good compromise between E. coli and human cells. Journal of hepatology,
1997, 26, 81-85.

- Raunio et al. Diagnosis of polymorphism in carcinogen activating and inactivating enzymes and cancer susceptibily- a review. Gène, 1995, 159(1), 113-121. - Raunio et al. Diagnosis of carcinogen activating and inactivating polymorphisms and cancer susceptibily. Gene, 1995, 159 (1), 113-121.

- Sims P et al. Metabolic activation of benzo(a)pyrene proceeds by a diol-epoxide. - Sims P et al. Metabolic activation of benzo (a) pyrene proceeds by a diol-epoxide.

Nature, 1974, 252, 326-327. Nature, 1974, 252, 326-327.

- Truan G et al. Enhanced in vivo monooxygenase activities of mammalian P450s in engineered yeasts cells producing high level of NADPH-P450 reductase and human - Truan G et al. Enhanced in vivo monooxygenase activities of mammalian P450s in engineered yeasts cells producing NADPH-P450 reductase and human

<Desc/Clms Page number 41><Desc / Clms Page number 41>

cytochrome b5. Gene, 1993, 125, 49-55.  cytochrome b5. Gene, 1993, 125, 49-55.

- Urban P et al. Xenobiotic metabolism in humanized yeast : engineered yeast cells producing human NADPH-cytochrome P450 reductase, cytochrome b5, epoxide hydrolase et P450s. Biochem. Soc. Trans., 1993, 21, 1023-1033. - Urban P et al. Xenobiotic metabolism in humanized yeast: engineered yeast cells producing NADPH-cytochrome P450 reductase, cytochrome b5, epoxide hydrolase, and P450s. Biochem. Soc. Trans., 1993, 21, 1023-1033.

- Urban P et al (a). Engineered yeasts simulating P450-dependant metabolism : tricks, myths and reality. Drug metabolism and drug interactions, 1994, 11, 169-200. - Urban P et al (a). Engineered yeasts simulating P450-dependent metabolism: tricks, myths and reality. Drug metabolism and drug interactions, 1994, 11, 169-200.

- Urban P et al (b). Characterization of recombinant plant cinnamate 4-hydroxylase produced in yeast. Kinetic and spectral properties of the major plant P450 of the phenylpropanoid pathway. Eur. J. Biochem., 1994,222, 843-850.- Urban P et al (b). Characterization of recombinant plant cinnamate 4-hydroxylase produced in yeast. Kinetic and spectral properties of the major plant P450 of the phenylpropanoid pathway. Eur. J. Biochem., 1994, 222, 843-850.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Micro-organismes comportant au moins un fragment d'ADN hétérologue comprenant un gène d'intérêt capable de s'exprimer dans l'environnement digestif, caractérisés en ce que son taux de survie est supérieur à 25%, 50%, 75%, de préférence 80% en sortie de l'iléon après 6 h de digestion et est supérieur à 2 %, 4%, de préférence 8% après 12 h de fermentation dans le côlon 2 Micro-organismes selon la revendication 1 caractérisés en ce que le fragment d'ADN hétérologue est constitué d'une cassette d'expression comprenant au moins un gène d'intérêt, un promoteur et un terminateur.1. microorganisms comprising at least one heterologous DNA fragment comprising a gene of interest capable of expressing itself in the digestive environment, characterized in that its survival rate is greater than 25%, 50%, 75 %, preferably 80% at the outlet of the ileum after 6 hours of digestion and is greater than 2%, 4%, preferably 8% after 12 hours of fermentation in the colon 2 Microorganisms according to claim 1 characterized in that that the heterologous DNA fragment consists of an expression cassette comprising at least one gene of interest, a promoter and a terminator. 3 Micro-organismes selon l'une des revendications précédentes caractérisés en ce qu'il s'agit de levures sélectionnées notamment parmi Saccharomyces cerevisiae, S boulardii, S uvarum, Hansenula anomala, Schizosaccharomyces. pomhe etMicroorganisms according to one of the preceding claims, characterized in that they are yeasts selected in particular from Saccharomyces cerevisiae, S boulardii, S uvarum, Hansenula anomala, Schizosaccharomyces. pomhe and Klevuromyces lactis. Klevuromyces lactis. 3 Micro-organismes selon l'une des revendications précédentes caractérisés en ce que le gène d'intérêt code pour un produit sélectionné parmi les peptides à intérêt vaccinal, les peptides à intérêt hormonal, les peptides à intérêt thérapeutique, les peptides à effet antibiotique, les peptides capables de piéger ou de complexer des molécules, des enzymes ou tout peptide possédant des activités de bioconversion ou de biosynthèse, notamment des enzymes de détoxication 5 Micro-organismes selon l'une des revendications précédentes caractérisés en ce que le gène d'intérêt code pour une enzyme du métabolisme des xénobiotiques sélectionnée parmi les enzymes de phase 1 (P450 1A1, IA2, 1B1, 2B6,2C8, 2C9, 2C18, 2C19, 2D6, 2E1, 3A4, 3A5 et 73A1), les enzymes d'environnement de phase 1 (cytochrome P450 réductase et cytochrome b5) et les enzymes de phase II telles que la glutathion S-transférase (GST), la N-acétyl transférase (NAT), la Microorganisms according to one of the preceding claims, characterized in that the gene of interest encodes a product selected from peptides of interest for vaccination, peptides of hormonal interest, peptides of therapeutic interest, peptides with an antibiotic effect, peptides capable of trapping or complexing molecules, enzymes or any peptide having bioconversion or biosynthesis activities, in particular detoxification enzymes Microorganisms according to one of the preceding claims, characterized in that the gene of interest code for an enzyme of xenobiotic metabolism selected from the phase 1 enzymes (P450 1A1, IA2, IB1, 2B6.2C8, 2C9, 2C18, 2C19, 2D6, 2E1, 3A4, 3A5 and 73A1), the environment enzymes of phase 1 (cytochrome P450 reductase and cytochrome b5) and phase II enzymes such as glutathione S-transferase (GST), N-acetyltransferase (NAT), <Desc/Clms Page number 43><Desc / Clms Page number 43> quinone réductase (QR), l'aldéhyde deshydrogénase (ALDH) et l'uridine diphosphoglucuronosyl transférase (UGT) 6 Micro-organismes selon l'une des revendications précédentes caractérisés en ce que le gène d'intérêt est placé sous le contrôle d'un promoteur choisi parmi les promoteurs constitutifs ou inductibles, les promoteurs forts, les promoteurs actifs spécifiquement dans un segment du tractus digestif en conditions d'aérobie, de semi anaérobie ou d'anaérobie, et les promoteurs régulables par une molécule introduite dans le milieu intestinal.  quinone reductase (QR), aldehyde dehydrogenase (ALDH) and uridine diphosphoglucuronosyl transferase (UGT) 6 Microorganisms according to one of the preceding claims, characterized in that the gene of interest is placed under the control of a promoter selected from constitutive or inducible promoters, strong promoters, promoters specifically active in a segment of the digestive tract under aerobic, semi anaerobic or anaerobic conditions, and promoters regulable by a molecule introduced into the intestinal medium. 7. Procédé d'étude, de contrôle et/ou de sélection de micro-organismes selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce qu'il met en #uvre un système digestif artificiel. 7. A method for studying, controlling and / or selecting microorganisms according to one of claims 1 to 6 characterized in that it implements an artificial digestive system. 8. Procédé d'étude et/ou de contrôle selon la revendication 7 comprenant les étapes consistant à : a) ajouter un micro-organisme selon l'une des revendications 1 à 6 dans un milieu nutritif liquide, b) introduire ledit milieu à l'entrée d'un système digestif artificiel comprenant au moins un des compartiments, c) incuber et procéder à un dénombrement et/ou à un test de l'activité du gène d'intérêt après passage dans les systèmes digestifs ou in situ 9. Procédé de sélection selon la revendication 7 comprenant les étapes consistant à a) ajouter des micro-organismes selon l'une des revendications 1 à 6 dans un milieu nutritif liquide, b) introduire ledit milieu à l'entrée d'un système digestif artificiel comprenant au moins un des compartiments, c) incuber et récupérer les micro-organismes survivants après passage dans ledit système ; d) répéter éventuellement les étapes a) à c) jusqu'à l'obtention d'une population 8. A method of study and / or control according to claim 7 comprising the steps of: a) adding a microorganism according to one of claims 1 to 6 in a liquid nutrient medium, b) introducing said medium to the entry of an artificial digestive system comprising at least one of the compartments, c) incubating and counting and / or testing the activity of the gene of interest after passage through the digestive or in situ systems. selection system according to claim 7 comprising the steps of a) adding microorganisms according to one of claims 1 to 6 in a liquid nutrient medium, b) introducing said medium to the inlet of an artificial digestive system comprising at least minus one of the compartments, c) incubate and recover the surviving microorganisms after passage through said system; d) Repeat steps a) to c) until a population is obtained <Desc/Clms Page number 44><Desc / Clms Page number 44> homogène de micro-organismes adaptés à l'environnement digestif et capables d'exprimer efficacement le gène d'intérêt.  homogeneous micro-organisms adapted to the digestive environment and capable of effectively expressing the gene of interest. 10 Micro-organisme obtenu à partir du procédé selon l'une des revendications 7 à 9 11. Micro-organisme selon la revendication 10 caractérisé en ce que son taux de survie est supérieur à 25%, 50%, 75%, de préférence 80% en sortie de l'iléum après 6 h de digestion et est supérieur à 2 %, 4%, de préférence 8% après 12 h de fermentation dans le colon. Microorganism obtained from the method according to one of claims 7 to 9 11. Microorganism according to claim 10 characterized in that its survival rate is greater than 25%, 50%, 75%, preferably 80%. % at the outlet of the ileum after 6 hours of digestion and is greater than 2%, 4%, preferably 8% after 12 hours of fermentation in the colon. 12. Micro-organisme selon l'une des revendications 10 et 11 caractérisé en ce qu'il s'agit d'une levure 13 Produit de combinaison comprenant un micro-organisme selon l'une des revendications 1 à 6 et 10 à 12 et une substance active ou un précurseur d'une substance active pour une utilisation simultanée, séparée ou étalée dans le temps. 12. Microorganism according to one of claims 10 and 11 characterized in that it is a yeast 13 Combination product comprising a microorganism according to one of claims 1 to 6 and 10 to 12 and an active substance or a precursor of an active substance for simultaneous, separate or spread use over time. 14 Produit selon la revendication 13 caractérisé en ce que le micro-organisme agit sur la substance active ou inversement. 14 Product according to claim 13 characterized in that the microorganism acts on the active substance or vice versa. 15Composition pharmaceutique comprenant des micro-organismes selon l'une des revendications 1 à 6 et 10 à 12 se trouvant sous une forme galénique adaptée à une administration par voie orale ou rectale de sorte à les acheminer intactes au niveau du site cible du tractus digestif et de maintenir leur intégrité à ce niveau pendant un temps donné. A pharmaceutical composition comprising microorganisms according to one of claims 1 to 6 and 10 to 12 being in a dosage form adapted for oral or rectal administration so as to route them intact to the target site of the digestive tract and to maintain their integrity at this level for a given time. 16 Composition pharmaceutique selon la revendication 15dans lequel les micro- organismes, en particulier les levures, sont protégés par un enrobage et/ou une membrane du type résine et/ou de type polymère formant des sphères, microsphères, granules ou microgranules Pharmaceutical composition according to claim 15, in which the microorganisms, in particular the yeasts, are protected by a coating and / or a membrane of the resin and / or polymer type forming spheres, microspheres, granules or microgranules. <Desc/Clms Page number 45><Desc / Clms Page number 45> 17. Composition pharmaceutique selon la revendication 16 caractérisée en ce qu'elle se trouve sous la forme de gélules, comprimés, ou dragées.  17. Pharmaceutical composition according to claim 16 characterized in that it is in the form of capsules, tablets, or dragees. 18. Utilisation de micro-organismes selon l'une des revendications 1 à 6 et 10 à 12 pour la préparation d'un médicament 19. Utilisation selon la revendication 18 pour la préparation d'agents de détoxication, d'agents de correction métabolique ou d'agents capables de modifier la flore intestinale. 18. Use of microorganisms according to one of claims 1 to 6 and 10 to 12 for the preparation of a drug 19. Use according to claim 18 for the preparation of detoxifying agents, metabolic correction agents or agents capable of modifying the intestinal flora. 20. Utilisation selon la revendication 18 pour la préparation d'un médicament destiné à diminuer la toxicité et/ou augmenter la biodisponibilité d'une substance active ou de son précurseur 21. Utilisation selon la revendication 18 pour la préparation d'un médicament capable de fournir in situ des peptides actifs, des peptides à intérêt vaccinal, des peptides à intérêt hormonal, des peptides à intérêt thérapeutique, des peptides à effet antibiotique ou des peptides capables de piéger ou de complexer des molécules20. Use according to claim 18 for the preparation of a medicament for reducing the toxicity and / or increasing the bioavailability of an active substance or its precursor 21. Use according to claim 18 for the preparation of a medicament capable of provide in situ active peptides, peptides of vaccine interest, peptides of hormonal interest, peptides of therapeutic interest, peptides with antibiotic effect or peptides capable of trapping or complexing molecules
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007025977A3 (en) * 2005-08-30 2007-06-07 Actogenix Nv Anti-tnf alpha producing lactic acid bacteria for the treatment of chronic enterocolitis
WO2008071751A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 Actogenix N.V. Delivery of binding molecules to induce immunomodulation

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009510154A (en) * 2005-10-03 2009-03-12 アクトジェニックス・エヌブイ Use of recombinant yeast strains producing anti-inflammatory compounds in the manufacture of a medicament for the treatment of colitis
CN109722464B (en) * 2017-10-27 2022-05-31 中粮营养健康研究院有限公司 Method for simulating microbial gastric and duodenal environmental stress in vitro

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5635369A (en) * 1991-07-15 1997-06-03 Centre National De La Recherche Scientifique Yeast strains with stable integration of heterologous genes
WO1999027953A1 (en) * 1997-11-28 1999-06-10 Wisconsin Alumni Research Foundation Chemoprotective bacterial strains
WO1999041996A1 (en) * 1998-02-20 1999-08-26 Almqvist & Wallenbeck Ab Probiotic composition and the use thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5635369A (en) * 1991-07-15 1997-06-03 Centre National De La Recherche Scientifique Yeast strains with stable integration of heterologous genes
WO1999027953A1 (en) * 1997-11-28 1999-06-10 Wisconsin Alumni Research Foundation Chemoprotective bacterial strains
WO1999041996A1 (en) * 1998-02-20 1999-08-26 Almqvist & Wallenbeck Ab Probiotic composition and the use thereof

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DENIS POMPON ET AL.: "Simulation of human xenobiotic metabolism in microorganisms", JOURNAL OF HEPATOLOGY, vol. 26, no. 2, 1997, pages 81 - 85, XP000990019 *
NABIL BERRADA ET AL: "BIFIDOBACTERIUM FROM FERMENTED MILKS: SURVIVAL DURING GASTRIC TRANSIT", JOURNAL OF DAIRY SCIENCE,US,AMERICAN DAIRY SCIENCE ASSOCIATION. CHAMPAIGN, ILLINOIS, vol. 74, no. 2, 1 February 1991 (1991-02-01), pages 409 - 413, XP000147234, ISSN: 0022-0302 *
S. PECQUET ET AL.: "Kinetics of Saccharomyces cerevisiae elimination from the intestines of human volunteers and effect of this yeast on resistance to microbial coloniaztion in gnotobiotic mice", APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY, vol. 57, no. 10, October 1991 (1991-10-01), pages 3049 - 3051, XP000982884 *
URBAN P ET AL: "XENOBIOTIC METABOLISM IN HUMANIZED YEAST: ENGINEERING YEAST CELLS PRODUCING HUMAN NADPH-CYTOCHROME P-450 REDUCTASE, CYTOCHROME BETA5,EPOXIDE HYDROLASE AND P-450S", BIOCHEMICAL SOCIETY TRANSACTIONS,GB,COLCHESTER, ESSEX, vol. 21, no. 4, 1 November 1993 (1993-11-01), pages 1028 - 1034, XP000573803, ISSN: 0300-5127 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007025977A3 (en) * 2005-08-30 2007-06-07 Actogenix Nv Anti-tnf alpha producing lactic acid bacteria for the treatment of chronic enterocolitis
AU2006286563B2 (en) * 2005-08-30 2012-02-23 Intrexon Actobiotics Nv Anti-TNF alpha producing lactic acid bacteria for the treatment of chronic enterocolitis
US9017662B2 (en) 2005-08-30 2015-04-28 Actogenix N.V. Anti-TNF alpha producing lactic acid bacteria for the treatment of chronic enterocolitis
EP3181141A1 (en) * 2005-08-30 2017-06-21 Intrexon Actobiotics NV Anti-tnf alpha producing lactic acid bacteria for the treatment of inflammatory bowel disease
WO2008071751A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 Actogenix N.V. Delivery of binding molecules to induce immunomodulation

Also Published As

Publication number Publication date
FR2810337B1 (en) 2002-09-13
AU2001269203A1 (en) 2002-01-02
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CA2413526A1 (en) 2001-12-27
EP1294849A1 (en) 2003-03-26

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Engevik et al. Microbial metabolic capacity for intestinal folate production and modulation of host folate receptors
Ormerod et al. Genomic characterization of the uncultured Bacteroidales family S24-7 inhabiting the guts of homeothermic animals
Allison et al. Oxalate-degrading bacteria
Stahl et al. Nutrient acquisition and metabolism by Campylobacter jejuni
Duport et al. Adaptation in Bacillus cereus: from stress to disease
Roalkvam et al. Physiological and genomic characterization of Arcobacter anaerophilus IR-1 reveals new metabolic features in Epsilonproteobacteria
EP1280541B2 (en) Use of hydrogenotrophic acetogenic strains for preventing or treating irritable bowel syndrome
Ferrero et al. The importance of urease in acid protection for the gastric-colonising bacteria Helicobacter pylori and Helicobacter felis sp. nov
Weerakoon et al. The role of respiratory donor enzymes in Campylobacter jejuni host colonization and physiology
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Parés et al. Alcohol and aldehyde dehydrogenases in the gastrointestinal tract
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Tanaka et al. Arcobacter haliotis sp. nov., isolated from abalone species Haliotis gigantea
Roediger nitric oxide from dysbiotic bacterial respiration of nitrate in the pathogenesis and as a target for therapy of ulcerative colitis
Maier Availability and use of molecular hydrogen as an energy substrate for Helicobacter species
Ye et al. Ecophysiology and interactions of a taurine-respiring bacterium in the mouse gut
Volmer et al. The evolving role of methanogenic archaea in mammalian microbiomes
FR2810337A1 (en) New microorganisms expressing heterologous gene, useful e.g. for detoxification, have high survival rates in stomach and colon
Bogomolnaya et al. Linearized siderophore products secreted via MacAB efflux pump protect Salmonella enterica serovar Typhimurium from oxidative stress. mBio 11: e00528-20
Ye et al. A novel taurine-respiring murine gut bacterium contributes to colonization resistance against enteropathogens
Kullin et al. The use of probiotic bacteria to treat recurrent calcium oxalate kidney stone disease
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