Activité Autolytique de Bactéries Lactiques et Action Anti-Escherichia Coli de Symbiotiques à Base D'extraits D'exopolysaccharides

Abstract

Les indications thérapeutiques des mélanges symbiotiques (probiotiques et prébiotiques) demeurent encore assez rares malgré les bénéfices potentiels qu’ils peuvent procurer à la santé des individus (Mitrovic et al., 2022; Fukaya et al., 2021). De nombreuses études démontrent un avantage des symbiotiques comparativement aux probiotiques ou aux prébiotiques lorsqu’ils ne sont pas en association (Mofid et al., 2020; Piatek et al., 2020; Anzawa et al.,2019). Qu’il s’agisse de probiotiques ou de symbiotiques, l’autolyse (mécanisme par lequel le contenu enzymatique des probiotiques est libéré) s’avère indispensable et pouvoir la favoriser est tout un avantage. On reconnaît aux bactéries lactiques un fort potentiel enzymatique, en témoigne leur utilisation courante comme probiotiques alimentaires. Nous pensons que des souches bactériennes riches en autolysines ou à forte activité autolytique permettraient un effet lytique accru sur certains pathogènes gastro-intestinaux. L’utilisation d’exopolysaccharides (EPS) bactériens comme prébiotiques pourrait également s’avérer bénéfique pour la formulation de symbiotiques, mais cette approche n’a pas encore été mise à l’essai à notre connaissance.

Le but de cette étude expérimentale était d’évaluer l’effet protéolytique de symbiotiques constitués de probiotiques riches en autolysines et d’EPS sur le pathogène gastro-intestinal Escherichia coli. À l’exception du Bifidobacterium lactis et du Lactobacillus casei extraits à partir de yaourts commerciaux, tous les microorganismes provenaient du Centre de recherche des aliments de l’Université de Moncton. Les EPS ont été extraits à partir de Lactococcus lactis, B. lactis et L. casei. L’activité autolytique de ces trois bactéries lactiques habituellement utilisées comme probiotiques, a été mesurée par absorbance. De même, l’impact de l’ajout de 1% ou 2% d’EPS extraits de chaque souche de probiotique, afin de déterminer les effets des mélanges symbiotiques (L. lactis + EPS extraits de L. lactis (S1), B. lactis + EPS extraits de B. lactis (S2) et L. casei + EPS extraits de L. casei (S3)) sur la lyse d’E. coli,a été évalué en mesurant le diamètre de la zone d’inhibition selon une méthode standard.

La première partie de cette étude (chapitre 3) a consisté à évaluer et comparer les activités autolytiques de L. lactis, de L. casei et de B. lactis mesurées par absorbance. Nos résultats ont surtout démontré que toutes ces bactéries étaient riches en autolysines et que L. lactis avait une activité autolytique supérieure à celles de L. casei et B. lactis (p < 0,05). Les activités autolytiques de L. casei et de B. lactisne différaient pas significativement dans la plupart des tampons utilisés pour cette étude.

La deuxième partie de l’étude (chapitre 4) a permis d’évaluer l’activité protéolytique anti-E. coli de chacune des trois souches probiotiques dont nous avons caractérisé l’activité autolytique, ainsi que l’impact de l’ajout d’extraits d’EPS pour en faire des mélanges symbiotiques. Nos résultats ont montré que les trois symbiotiques à base d’EPS étaient tous plus efficaces pour inhiber E. coli comparativement aux probiotiques lorsqu’ils étaient utilisés seuls et que leurs effets inhibiteurs symbiotiques n’étaient pas différents. Les extraits d’EPS utilisés seuls n’exerçaient aucune action inhibitrice contre E. coli.

Abstract (AI English translation)

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Therapeutic indications for symbiotic mixtures (probiotics and prebiotics) still remain quite rare despite the potential benefits they can provide for individual health (Mitrovic et al., 2022; Fukaya et al., 2021). Numerous studies demonstrate an advantage of synbiotics compared to probiotics or prebiotics when they are not in combination (Mofid et al., 2020; Piatek et al., 2020; Anza et al.,2019). Whether probiotics or synbiotics, autolysis (mechanism by which the enzymatic content of probiotics is released) is essential and being able to promote it is quite an advantage. Lactic acid bacteria are recognized as having a strong enzymatic potential, as evidenced by their common use as food probiotics. We believe that bacterial strains rich in autolysins or with strong autolytic activity would allow an increased lytic effect on certain gastrointestinal pathogens. The use of bacterial exopolysaccharides (EPS) as prebiotics could also prove beneficial for the formulation of synbiotics, but this approach has not yet been tested to our knowledge.

The aim of this experimental study was to evaluate the proteolytic effect of synbiotics consisting of probiotics rich in autolysins and EPS on the gastrointestinal pathogen. Escherichia coli. With the exception of Bifidobacterium lactis a you Lactobacillus casei extracted from commercial yogurts, all the microorganisms came from the Food Research Center of the University of Moncton. The EPS were extracted from Lactococcus lactis, B. lactis et L. casei. The autolytic activity of these three lactic acid bacteria usually used as probiotics was measured by absorbance. Likewise, the impact of adding 1% or 2% of EPS extracted from each probiotic strain, in order to determine the effects of symbiotic mixtures (L. of milk + EPS extracted from L. of milk (S1), B. milk + EPS extracted from B. milk (S2) and L. casei + EPS extracted from L. casei (S3)) on the lysis ofE.coli,was evaluated by measuring the diameter of the inhibition zone using a standard method.

The first part of this study (chapter 3) consisted of evaluating and comparing the autolytic activities of L. milk, of L. casei and of B. milk measured by absorbance. Our results above all demonstrated that all these bacteria were rich in autolysins and that L. of milk had autolytic activity greater than those of L. casei et B. milk (p). The autolytic activities of L. casei and of B. milkdid not differ significantly in most of the buffers used for this study.

The second part of the study (chapter 4) made it possible to evaluate the anti-proteolytic activityE. coli of each of the three probiotic strains whose autolytic activity we characterized, as well as the impact of adding EPS extracts to make symbiotic mixtures. Our results showed that the three EPS-based synbiotics were all more effective in inhibiting E. coli compared to probiotics when used alone and their symbiotic inhibitory effects were not different. EPS extracts used alone did not exert any inhibitory action against E. coli.