SAAFA-76-MRRRCH
La production de substances antimicrobiennes
Les propriétés fonctionnelles des Probiotiques
Survie des probiotiques dans le tube digestif chez l’Homme Aujourd’hui, il est admis que les bactéries probiotiques doivent conserver une certaine viabilité lors du transit gastrointestinal pour être en mesure d’exercer un rôle bénéfique sur la santé humaine (Snok et al.2003). il leur est normalement nécessaire de survivre à l’acidité gastrique et aux sécrétions bilio pancréatiques, principaux mécanismes endogènes d’inactivation des bactéries ingérées (Lee et al., 2008). C’est pourquoi l’exposition à des mélanges simulant ces conditions a été adoptée comme l’un des principaux critères d’èvaluation et de selection in vitro des candidats probiotiques (FAO, 2002). Etude bibliographique 7 Pour pouvoir exercer leur effet biologique, les probiotiques, ingères oralement, doivent atteindre l’intestin grêle et le colon vivants et en quantité suffisante. Cela suppose qu’ils puissent résister à un certain nombre de barrières physiologiques à la colonisation bactérienne digestive, parmi lesquelles la sécrétion d’acide gastrique, les acides biliaires, les peptides antimicrobiens du mucus et ceux secrétés par certaines cellules intestinales (immunoglobulines a sécrétoires, lactoferrine, lysozyme, etc.) ( Dann et Eckmann ,2007; Wehkamp et al., 2007) . Un des premiers critères de sélection des probiotiques sera donc leur survie dans le tube digestif et leur capacité a coloniser le colon, certes de manière transitoire, mais suffisamment longtemps pour pouvoir y exercer leur action. Ce processus de sélection a été à l’origine du développement de méthodes spécifiques d’étude de la survie des probiotiques chez l’Homme (Flourie et Nancey 2007). 2.2 Mécanismes d’action et d’adaptation des probiotiques Les mécanismes d’action des probiotiques sont encore très incomplètement connus. Il est par ailleurs vraisemblable qu’ils varient en fonction du (ou des) probiotique utilise, et peut-être de la dose administrée. Les effets des probiotiques résultent essentiellement de leurs interactions avec le contenu digestif d’une part, à la fois avec les nutriments présents dans la lumière intestinale et avec les composants de la flore endogène, et avec le contenant d’autre part, principalement les cellules épithéliales intestinales et les cellules immunocompétentes (Backhed et al., 2005). Le processus de résistance des bactéries aux stress rencontrés dans le tractus digestif, l’adaptation de leur métabolisme à l’environnement nutritionnel de l’hôte, que sur les déterminants de leur adhésion à la muqueuse intestinale ; les investigations concernent un des trois mécanismes d’action communément attribués à ces bactéries que sont (Lebeer et al., 2008) figure (1). – L’inhibition des pathogènes et la restauration de l’homéostasie microbienne – La protection de l’épithélium intestinal – La modulation des réponses immunitaires Plusieurs effets bénéfiques sur la santé ont été associés à la consommation des probiotiques , beaucoup de ces effets ont été démontrés avec des études clinique sur l’homme. Cependent, d’autre ne son pas avérés ou sont simplement basés sur des tests in Vitro ou sur des essais avec des animaux (De Vrese et al., 2001). 3.1 Les probiotiques en pathologie digestive L’utilisation des probiotiques en thérapeutique a naturellement concerné en premier lieu les maladies de l’appareil digestif, et en particulier les maladies de l’intestin grêle et du colon ; les travaux en pathologie digestive ont utilisé soit des « probiotiques-aliments » (c’est le cas des produits laitiers fermentes), ou, plus souvent, des « probiotiques-medicaments ». Plusieurs études ont montré effets thérapeutique des probiotiques sur les diarrhée aigue infectieuse et diarrhée compliquant l’antibiothérapie (De-Vrese et Marteau, 2007) sur les Etude bibliographique 9 maladies inflammatoires chroniques intestinales (Barnich et al., 2007). Des travaux de plus en plus nombreux suggèrent un intérêt pour les probiotiques dans le traitement de l’infection à H. pylori(Goldman et al., 2006 ; Lesbros-Pantoflickova et al., 2007 ; Falagas et al., 2008 ). 3.2 Les probiotiques et l’intolérance au lactose L’intolérance au lactose est représentée par les maladies dont la conséquence est une réduction de la surface de digestion absorption intestinale ou une accélération du transit jéjunal, comme les résections intestinales, les gastrectomies. Plusieurs études ont montré que la β-galactosidase des BAL participent à la digestion du lactose dans l’intestin (De-Vrese et al., 2001). Des nombreux travaux ont montré que la lactase de certaines bactéries lactiques, participait in situ dans l’intestin à l’hydrolyse du lactose (étape de digestion partiellement prise en défaut chez de nombreux adultes qui peuvent alors souffrir de symptômes dits « d’intolérance » au lactose). Le digestibilité du lactose du yaourt peut aller jusqu’à 90% dela charge (Marteau et al., 1990 ).
L’adhésion aux cellules épithéliales
La capacité d’adhésion à la couche intestinale est un critère de sélection recommandé pour le choix des probiotiques, parce que c’est une condition pour la colonisation des entrailles. L’adhérence constitue le premier mécanisme de défense contre l’invasion des bactéries pathogènes. Elle est basée sur la réalisation d’un ensemble de tests in vitro puis in vivo en utilisant des cellules d’origine animale et/ou humaine (Palomares et al., 2007 ; Reyes-Gavilan et al., 2011). Chez le souriceau, la colonisation par la flore conventionnelle de l’intestin est nécessaire à la fucosylation complète des glycoprotéines de la membrane entérocytaire (Bry et al., 1996). L. rhamnosus GG, L. acidophilus et B. bifidum ne dégraderaient pas les glycoprotéines du mucus intestinal, ce qui serait un gage de leur sécurité d’emploi (Ruseler-van Embden et al., 1995). In vitro, L. casei DN-114 001 (facteurs solubles -modulines- dans le surnageant de culture) modifie, en lignée HT-29 MTX de cellules épithéliales humaines, la galactosylation- 47 – cellulaire de surface (en augmentant l’expression du galactose, de l’acide sialique et en diminuant celle de la N-acétylgalactosamine) (Freitas et al., 2001), alors que L. acidophilus donne un profil très différent de glysosylation (augmentation du fucose et de la N-acétylglucosamine) (Freitas et al., 2003a). Or, les récepteurs épithéliaux aux germes pathogènes dépendant largement de leur Etude bibliographique 16 état de glysosylation (Freitas & Cayuela C., 2000), L. casei DN-114 001 inhibe fortement l’infection des cellules HT-29 MTX par le rotavirus, comme le fait Bacteroides thetaiotaomicron, importante bactérie commensale dominante de l’intestin qui modifie (augmente) la galactosylation (Freitas et al., 2001) de la surface de la cellule épithéliale d’une façon similaire à L. casei DN-114 001 (Freitas et al., 2003b). En plus du pouvoir d’adhésion aux cellules épithéliales de l’intestin, les probiotiques peuvent se fixer au mucus qui recouvre les enthérocytes ou aux divers microorganismes que l’on retrouve dans le tractus gastro-intestinal (Lamoureux, 2000). L. plantarum 299v augmente l’expression des gènes de MUC2 et MUC3 –mucines prédominantes de l’iléon et du côlon- dans des lignées HT-29 ; cet effet explique probablement l’inhibition, par divers probiotiques comme L. plantarum 299v, de l’adhérence épithéliale de bactéries pathogènes, notamment E. coli entéroinvasif (Mack et al., 1999).L’expression augmentée de l’ARNm de MUC3 est bien corrélée avec une sécrétion extracellulaire de cette mucine (Mack et al., 2003). L. rhamnosus GG augmente aussi l’expression de MUC2 dans la lignée Caco-2 de cellules intestinales (Mattar et al., 2002). Dans les lignées épithéliales humaines T84 et HT29, VSL#3® augmente aussi l’expression des mucines (Otte & Podolsky, 2004)
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Table des matières
RÈsumÈ
Abstract
Liste des abrÈviations i
Listes des figures
Listes des tableaux
Introduction
Chapitre I Etude bibliographique
I. LES PROBIOTIQUES
1. DÈfinition des probiotiques
2. Les propriÈtÈs fonctionnelles des Probiotiques
2.1 Survie des probiotiques dans le tube digestif chez líhomme
2.2 MÈcanismes díaction et díadaptation des probiotiques
3. Les probiotiques et leurs effets bÈnÈfiques sur la santÈ
3.1 Les probiotiques en pathologie digestive
3.2 Les probiotiques et líintolÈrance au lactose
3.3 Probiotique et diminution du risque des diarrhÈes
3.4 Probiotiques et immunitÈ
3.5 Probiotiques et maladies mÈtaboliques
4. Les principales souches microbiennes ‡ potentiel probiotique
5. CritËres de sÈlection des souches ‡ potentiel probiotique
5.1 La rÈsistance ‡ l’aciditÈ gastrique
5.2 La rÈsistance aux sels biliaires
5.3 L’adhÈsion aux cellules ÈpithÈliales
5.4 La production de substances antimicrobiennes
5.5 RÈsistance aux antibiotiques
6. CaractÈrisation molÈculaire des probiotiques
II. BACTERIES LACTIQUES ET BIFIDOBACTERIES
1.Les bactÈries lactiques
1.1 DÈfinition
1.2 Principales caractÈristiques
1.3 Taxonomie et classification
1.4 Aptitudes technologiques
1.4.1 Aptitude acidifiante
1.4.2 Aptitude protÈolytique
1.4.3 Aptitude lipolytique
1.4.4 Aptitude aromatisante
1.4.5 Aptitude texturante
1.5 ActivitÈ antimicrobienne
1.6 BactÈries lactiques et produit alimentaires fermentÈs
1.6.1 Les bactÈries lactiques dans les produits laitiers
1.7 Identification des bactÈries lactiques
1.7.1 MÈthodes phÈnotypiques
1.7.2 MÈthodes gÈnotypiques
2. LES BIFIDOBACTERIES
2.1 DÈfinition
2. 2 Ecologique des bifidobactÈries
2.3 Taxonomie et les diffÈrents espËces
2.4.CaractÈristiques morphologiques ,physiologiques et biochimiques des bifidobactÈries
2.4.1. Morphologie
2.4.2. Physiologies des bifidobacteries
2.4.2.1 TempÈrature
3. Profil enzymatique par API ZYM
4. Identification par galeries API 50 CHL et API 20A
5. Líidentification gÈnÈtique des souches
5.1 Extraction de líADN
5.2 Amplification díADN
5.3 Traitement bioinformatique des sÈquences
6. Effets díoxygËne, tempÈrature et pH sur la croissance
7. Taux de croissance spÈcifiques et temps de gÈnÈration des souches
8. Líacidification du lait
9. Recherche de líactivitÈ protÈolytique
10. Líantibiogramme
11. ActivitÈ anti bactÈrienne
12. La survie des souches dans milieu lait acidifiÈ
13. La survie des souches aux conditions gastriques
14. RÈsistance des souches aux sels biliaires
15. ContrÙle de qualitÈ du lait fermentÈ utilisÈ dans notre travail
16. ViabilitÈ des Lactobacillus in vivo
Discussion
1. Isolement et identification phÈnotypique des souches
2. Identification gÈnotypique des souches
3. CaractÈrisation technologique des souches ÈtudiÈes
4. La mise en Èvidence des critËres probiotiques des souches ÈtudiÈes
Conclusion
RÈfÈrences bibliographiques
ANNEXES
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