Simon ROQUES

Doctorant NuMéA et Equipe Métabolisme

Résumé :

Cette thèse s’inscrit dans le contexte du développement d’une alimentation durable en aquaculture. Les aliments aquacoles, historiquement à base de ressources marines, sont aujourd’hui principalement à base de ressources végétales. Cependant, l’utilisation d’aliments exclusivement végétaux chez les espèces carnivores est limitée par les faibles performances de croissance résultant notamment d’effets négatifs sur la digestion et le métabolisme. De nouveaux aliments à base de matières premières végétales complétés par des ingrédients alternatifs, extraits protéiques de levures (Saccharomyces cerevisiae), insectes (Hermetia illucens) et microalgues (Spirulina platensis), ont été formulés pour proposer des aliments performants sans ressources marines. L’objectif de cette thèse est de caractériser les composés solubles de ces aliments alternatifs testés pour les performances de croissance de la truite en pisciculture expérimentale, et d’évaluer les effets engendrés sur le métabolisme par une approche métabolomique basée sur la RMN du proton. Ce type d’approche intégrée combinant les métabolomes de l’aliment et de l’animal est original chez les poissons. La caractérisation des composés solubles des aliments alternatifs a permis de mettre en évidence des marqueurs des matières premières alternatives et des composés jusque-là non identifiés par les techniques d’analyses ciblées utilisées en routine pour la caractérisation des aliments : par exemple marqueur de type quinone pour les microalgues, et composé glycérol pour les insectes. Certains de ces composés sont également actifs sur le métabolisme de la truite. Les effets métaboliques ont été étudiés spécifiquement pour les aliments comprenant des taux d’incorporation croissants d’ingrédient levure et insecte ayant des effets significatifs sur la croissance. Les effets métaboliques observés au niveau du métabolome plasmatique, hépatique et musculaire des truites nourries avec ces aliments alternatifs suggèrent que l’amélioration de la croissance résulte de la réduction des matières premières végétales des aliments, et d’effets spécifiques des matières premières alternatives. La réduction de la teneur en farines végétales affecte le métabolisme musculaire notamment par des modifications des teneurs en histidine et taurine. Ces métabolites attestent de la restauration de fonctions importantes dans le muscle : la régulation du pouvoir tampon et de l’osmolarité. Les aliments contenant l’ingrédient levure induisent un effet spécifique sur le métabolisme énergétique et sur le statut de la bétaïne hépatique. Les aliments contenant l’ingrédient insecte induisent un effet sur le métabolisme protéique musculaire grâce à l’apport d’acides aminés libres utilisés pour la protéosynthèse et la fourniture d’énergie. L’intégration des données métabolomiques et zootechniques montre l’histidine comme un marqueur original de la croissance. Afin de proposer une méthode d’analyse non-invasive du métabolome hépatique et musculaire, nous avons testé la prédiction de la variation des métabolites tissulaires à partir du métabolome plasmatique. Cette thèse ouvre de nouvelles perspectives pour améliorer l’évaluation (i) de la qualité des aliments aquacoles, et (ii) des effets nutritionnels de nouveaux aliments par l’identification de voies métaboliques et de fonctions utiles en relation avec la croissance chez la truite.

Membres du jury :

RAPPORTEURS

• Dr Bénédicte ELENA-HERMANN CR CNRS / Inst. Avancée des Biosciences, UGA, CNRS, INSERM Grenoble, France
• Pr Jaume PEREZ-SANCHEZ Pr CSIC / Institut d'aquaculture de Torre la Sal, Castellón, Espagne

EXAMINATEURS

• Pr Valérie BOLLIET Pr UPPA / UMR ECOBIOP, INRA, Université de Pau et des Pays de l’Adour, France
• Dr Gwenaëlle Le GALL Lecturer / University of East Anglia, Royaume-Uni

MEMBRES INVITES

• Dr Nadège RICHARD R&D Manager/ Phileo Lesaffre, Marcq-en-Baroeul,France
• Dr Sandrine SKIBA-CASSY DR INRA / UMR NuMeA, INRA Bordeaux Nouvelle-Aquitaine, France

DIRECTEURS

• Dr Benoît FAUCONNEAU DR INRA / UMR NuMeA, INRA Bordeaux Nouvelle-Aquitaine, France
• Dr Annick MOING DR INRA / PF Métabolome Bordeaux, INRA Bordeaux Nouvelle-Aquitaine, France