Bifidobacéries probiotiques, à propos de leur robustesse et de leur stabilité

Certaines bifidobactéries probiotiques sont robustes et avec une longue conservation, d'autres non, ce qui rend difficile la production à l'échelle industrielle. Dans Applied and Environmental Microbiology, des chercheurs comparent de manière exhaustive deux souches de Bifidobacterium pour identifier des marqueurs de robustesse et de stabilité. Le titre de l’article est «Novel Insights into the Molecular Mechanisms Underlying Robustness and Stability in Probiotic Bifidobacteria» (Nouvelles informations sur les mécanismes moléculaires sous-jacents à la robustesse et à la stabilité des bifidobactéries probiotiques.

Résumé

Certaines bifidobactéries probiotiques sont très robustes et de longue conservation, tandis que d'autres sont difficiles à produire, en raison de leur sensibilité aux facteurs de stress. Cela limite leur utilisation potentielle en tant que probiotiques. Ici, nous étudions les mécanismes moléculaires sous-jacents à la variabilité des physiologies de stress de Bifidobacterium animalis subsp. lactis BB-12 et Bifidobacterium longum subsp. longum BB-46, en appliquant une combinaison de caractérisation physiologique classique et de profilage du transcriptome. Le comportement de la croissance, la production de métabolites et les profils d'expression génique globale différaient considérablement entre les souches. BB-12 a constamment montré des niveaux d'expression plus élevés de plusieurs gènes associés au stress, par rapport à BB-46. Cette différence, en plus d'une plus grande hydrophobicité de la surface cellulaire et d'un rapport inférieur d'acides gras insaturés à saturés dans la membrane cellulaire de BB-12, devrait contribuer à sa plus grande robustesse et stabilité. Dans BB-46, l'expression de gènes liés à la réparation de l'ADN et à la biosynthèse des acides gras était plus élevée en phase stationnaire qu'en phase exponentielle, ce qui était associé à une stabilité accrue des cellules BB-46 récoltées en phase stationnaire. Les résultats présentés ici mettent en évidence d'importantes caractéristiques génomiques et physiologiques contribuant à la stabilité et à la robustesse des souches de Bifidobacterium étudiées.

Importance

Les probiotiques sont des micro-organismes importants sur le plan industriel et clinique. Pour exercer leurs effets bénéfiques sur la santé, les micro-organismes probiotiques doivent être administrés en quantités élevées, tout en maintenant leur viabilité au moment de la consommation. De plus, la survie intestinale et la bioactivité sont des critères importants pour les probiotiques. Bien que les bifidobactéries soient parmi les probiotiques les mieux documentés, la production et la commercialisation à l'échelle industrielle de certaines souches de Bifidobacterium sont remises en question par leur grande sensibilité aux facteurs de stress environnementaux rencontrés lors de la fabrication et du stockage. Grâce à une comparaison complète des caractéristiques métaboliques et physiologiques de deux souches de Bifidobacterium, nous identifions des marqueurs biologiques clés qui peuvent servir d'indicateurs de robustesse et de stabilité chez les bifidobactéries.

Les résultats présentés ici indiquent d'importantes contributions génomiques et physiologiques à la robustesse et à la stabilité des bifidobactéries. Les résultats et les méthodologies appliquées peuvent faciliter la sélection de nouvelles souches commercialisables et guider l'optimisation des processus de production pour améliorer la robustesse et la stabilité des souches avec des avantages prometteurs pour la santé.

NB : Photo d'illustration.

Des souches de Bifidobacterium bifidum agissent en synergie avec des inhibiteurs de points de contrôle immunitaires pour réduire la charge tumorale chez la souris

«En association avec le microbiome», source Microcosm de l'ASM.

Le microbiome intestinal est un important régulateur de l'immunité adaptative. Il a été démontré qu'il influence le développement tumoral et module les réponses de l'hôte à la chimiothérapie et à l'immunothérapie. Un article publié dans Nature Microbiology décrit l'identification de signatures microbiennes spécifiques chez des patients atteints de cancer du poumon non à petites cellules (NSCLC pour non-small-cell lung cancer impact) et comment les bactéries identifiées ont un impact sur l'efficacité thérapeutique des médicaments anticancéreux.

L’analyse discriminante linéaire Effect Size (analyse LefSe ou identification de différences biologiquement significatives entre groupes) des données de séquençage du ribosome 16S (ARNr) provenant de 96 prélèvements de selles de patients atteints de NSCLC et de 139 témoins sains a été utilisée pour déterminer comment les traitements anticancéreux affectent la composition du microbiome.

Bifidobacterium bifidum était significativement enrichi chez ceux qui ont répondu au traitement, et la qPCR a confirmé ces résultats. Fait intéressant, des études antérieures ont démontré que Bifidobacterium spp. améliore l'efficacité thérapeutique du blocage de PD-1* (programmed cell death 1) par la maturation des cellules dendritiques.

Ensuite, afin d'évaluer le potentiel thérapeutique de la bactérie, des tumeurs syngéniques de souris ont été traitées avec des souches commerciales de B. bifidum. Les scientifiques ont découvert que seules des souches spécifiques de B. bifidum fonctionnaient en synergie avec le blocage de PD-1 ou le traitement par l'oxaliplatine pour réduire la charge tumorale chez la souris. Il a donc été proposé que B. bifidum module les réponses immunitaires antitumorales par la biosynthèse de molécules et de métabolites immunostimulants qui potentialisent la production d'interféron γ ou interféron gamma.

*PD-1, récepteur ayant des implications majeures dans le contrôle de la balance activation/inhibition de la réponse immunitaire, en particulier dans le contrôle de l’activation des lymphocytes T.

Des bactéries lactiques et leurs métabolites tuées par la chaleur peuvent stimuler la croissance de bifidobactéries dans des communautés fécales fermentées humaines

Lactobacillus

Selon un article paru dans AEM, «Un postbiotique composé de Lactobacilli traité thermiquement a un effet bifidogène en culture pure et dans des communautés fécales fermentées humaines.»

Des bactéries lactiques et leurs métabolites tuées par la chaleur peuvent stimuler la croissance de bifidobactéries dans des communautés fécales fermentées humaines et en culture pure.

Résumé

Le microbiote intestinal a un impact significatif sur la santé de l'hôte. Les interventions diététiques utilisant des probiotiques, des prébiotiques et des postbiotiques ont le potentiel de modifier la composition et la fonction du microbiote. Il a également été démontré que d'autres interventions thérapeutiques, telles que les antibiotiques et la transplantation de microbiote fécal, modifient considérablement le microbiote et ses métabolites. La supplémentation d'un modèle de fermentation fécale de l'intestin humain avec un produit postbiotique, Lactobacillus LB, a conduit à des changements dans la composition du microbiome (c'est-à-dire une augmentation des bifidobactéries bénéfiques) et des changements métaboliques associés (c'est-à-dire une production d'acide accrue). Lactobacillus LB est une préparation traitée thermiquement de biomasse cellulaire et d'un fermentat généré par Limosilactobacillus fermentum CNCM MA65/4E-1b (anciennement Lactobacillus fermentum CNCM MA65/4E-1b) et Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii CNCM MA65/4E-2z, souches médicalement pertinentes utilisées pour produire des préparations antidiarrhéiques. En culture pure, Lactobacillus LB stimule également la croissance d'une gamme d'espèces et de souches de bifidobactéries Les préparations de type Lactobacillus LB générées à l'aide d'autres Lactobacillaceae, y compris des bactéries probiotiques disponibles dans le commerce, n'ont pas eu le même impact sur une souche modèle (Bifidobacterium longum subsp. Infantis ATCC 15697). Cette activité bifidogène est stable à la chaleur et aux enzymes et ne peut être attribuée au lactose, qui est un constituant majeur de Lactobacillus LB. L. fermentum CNCM MA65/4E-1b est en grande partie responsable de l'activité observée, et il y a un rôle clair pour les composés inférieurs à 1 kDa.

Importance

En général, les perturbations du microbiote intestinal sont associées à de multiples troubles chez l'homme. La présence de niveaux élevés de Bifidobacterium spp. dans l'intestin humain est généralement considéré comme bénéfique. Les bifidobactéries peuvent être complétées dans l'alimentation (sous forme de probiotiques), ou des bifidobactéries déjà présentes dans l'intestin peuvent être stimulées par la consommation de prébiotiques tels que l'inuline. Nous démontrons que Lactobacillus LB (un produit composé de deux bactéries lactiques tuées par la chaleur et de leurs métabolites) peut stimuler la croissance des bifidobactéries dans des communautés fécales fermentées humaines et en culture pure. Compte tenu du traitement thermique appliqué lors du processus de production, il n'y a pas de risque que les bactéries lactiques colonisent (ou provoquent une bactériémie chez les consommateurs vulnérables comme les nourrissons, les immunodéprimés, etc.). Lactobacillus LB a le potentiel d'affecter la santé humaine en favorisant sélectivement la croissance de bactéries bénéfiques.