Études et caractérisations tribologiques des mécanismes biophysiques à l’origine de la sensation d’astringence

L’ étude de la lubrification orale devient une problématique actuelle pour l’industrie agroalimentaire. Les analyses quantitatives permettent de comprendre et d’anticiper des mécanismes physiologiques, tels que la prédiction des phénomènes d’astringence des produits alimentaires. L’astringence se manifeste par une diminution de la lubrification de la muqueuse orale après la consommation de produits d’origine végétale. Cependant, les recherches actuelles sur la lubrification orale s’appuient sur des matériaux synthétiques qui représentent mal les tissus buccaux. Elles négligent les interactions entre les protéines salivaires sécrétées et les protéines transmembranaires, limitant ainsi la compréhension des mécanismes de lubrification.

Cette thèse s’inscrit dans le projet MACARON qui vise à étudier le rôle de la muqueuse orale dans la perception sensorielle. Des modèles in vitro de muqueuse orale qui expriment la protéine transmembranaire MUC1 ont été développés pour simuler les interactions fondamentales entre MUC1 et les protéines salivaires. Ces interactions sont responsables de la lubrification et de l’hydratation des tissus. Par ailleurs, un tribomètre a été conçu pour effectuer des tests tribologiques in vitro sur ces modèles d’épithélium afin de suivre leur état de lubrification. Cette thèse se concentre ainsi sur l’étude des mécanismes moléculaires de la lubrification orale à travers une approche tribologique in vitro, en utilisant des paramètres physiques macro et micrométriques. Ces travaux proposent en premier lieu une étude sur le rôle crucial de la mucine MUC1 et de sa structure dans la lubrification orale. La présence de MUC1 améliore la lubrification grâce à une meilleure rétention des protéines salivaires à la surface cellulaire. Ensuite, cette thèse présente une exploration des mécanismes moléculaires de l’astringence. Les essais tribologiques in vitro en présence de composés astringents montrent que ces substances forment des agrégations à la surface épithéliale qui diminuent la lubrification orale. Parallèlement, nos travaux montrent que des mécanismes de protection, notamment la dissociation de MUC1 et l’interaction des protéines riches en proline avec les tanins, atténuent ces effets néfastes sur la lubrification.  A travers une étude complémentaire, des corrélations entre la perception sensorielle et nos propriétés physiques mesurées sont établies, démontrant la capacité de notre méthodologie à classer des individus selon leur sensibilité à l’astringence. Enfin, la dernière étude présente le développement d’un nouveau modèle de muqueuse orale visant à reproduire les propriétés mécaniques et physico-chimiques de la muqueuse in vivo.

Cette thèse propose une méthodologie innovante pour l’étude de la lubrification orale. En particulier, en s’intéressant à des mécanismes responsables de la sensation d’astringente grâce à l’utilisation de modèles de muqueuse toujours plus proches des tissus oraux physiologiques.

Mots clés : Lubrification orale, Tribologie orale in vitro, épithélium oral, mucines transmembranaires, MUC1, Protéines Salivaires, Astringence, Caractérisation de surface

Composition du jury :

• Pr. Hamid Zaidi (Rapporteur)
• Pr. Frédéric Lirussi (Rapporteur)
• Pr. Clotilde Minfray (Examinatrice)
• Dr. Coralie Thieulin-Privet (Examinatrice)
• Pr. Fabrice Neiers (Examinateur)
• Dr. Rohit Srivastava (Examinateur)

Encadrement :

• Pr. Hassan Zahouani (Directeur)
• Pr. Cyril Pailler-Mattéi (Co-encadrant)
• Dr. Roberto Vargiolu (Co-encadrant)