Influence du pH gastrique sur la digestion in vitro gastro-intestinale d’aliments et de repas par des approches innovantes en imagerie par résonance magnétique (IRM)

Les aliments solides arrivent dans l'estomac sous forme de bols alimentaires constitués de particules de 0-5 mm de diamètre. En fonction de leurs propriétés structurelles et compositionnelles, la digestion de ces particules peut être limitée par la diffusion des enzymes digestives, la résistance de microstructures aux attaques enzymatiques (ex : gluten, parois cellulaires), ou encore par des conditions de pH défavorables à l'activité des enzymes. Par sa capacité à caractériser, de manière non invasive et non destructive, la composition et structure des aliments à différentes échelles, l'IRM est une méthode de choix pour suivre les cinétiques de digestion et améliorer notre compréhension des mécanismes de déstructuration des particules d’aliments solides.

L'objectif de cette thèse est d'étudier les mécanismes limitant la déstructuration des particules d’aliments solides et la libération de leurs nutriments, au cours de digestions in vitro sous IRM. Un focus particulier sera fait sur l’impact de la cinétique d’acidification gastrique, connue pour être très variable d'un individu à l'autre (variabilité inter-individuelle ou induite par la prise d’inhibiteurs de pompe à protons), sur les cinétiques de digestion gastro-intestinales.

Des digestions in vitro semi-dynamique de particules isolées et en mélange seront suivies à l'aide de diverses méthodes d'acquisition IRM. Le principal objectif visera à évaluer comment des variations du pH gastrique physiologiquement pertinentes influencent les processus biochimiques responsables de la désintégration du pain, du fromage et de la tomate à différentes échelles : moléculaire (temps de relaxation RMN), de l'ordre du millimètre (taille des voxels) et de l'ordre du centimètre (érosion d'un morceau d'aliment). La libération des principaux nutriments sera également étudiée.

Les expériences seront réalisées sur l’appareil IRM 1.5 T (SOLA, Siemens) à l’aide des dispositifs originaux, et déjà validés, pour la conduite de digestions in vitro sous IRM.

Le doctorant sera employé par INRAE et sera intégré aux collectifs des deux unités de recherche : OPAALE et STLO (distantes d’environ 2 km), au sein desquelles l’ensemble du matériel nécessaire à la thèse est disponible. La thèse sera co-encadrée par Maja Musse (INRAE, UR OPAALE, équipe IRM-Food) et Steven Le Feunteun (INRAE, UMR STLO, équipe BN).

Ce projet de thèse s'inscrit dans le cadre du projet « Gastric-pH », financé par l'ANR. Le doctorant participera donc aux réunions régulières réunissant l'ensemble des partenaires du projet.

Idéalement, le candidat sera un physicien ou un physico-chimiste possédant des connaissances de base sur la physique de l’IRM/RMN et le traitement du signal/des images. Des compétences ou un attrait pour des applications en sciences alimentaires, en nutrition et/ou en biologie seraient également appréciées. Un bon niveau d’anglais est également requis.