Les protéines bactériennes en tant que biomarqueurs de l'activité probiotique

Bacterial proteins as biomarquers of probiotic activity

• Auteur / Autrice : Esther Izquierdo Alegre
• Direction : Eric Marchioni, Saïd Ennahar
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tube digestif

Probiotiques

Protéines -- Analyse

Protéines bactériennes

Résumé

De nombreux effets bénéfiques pour la santé, plus ou moins controversés, sont attribués aux bactéries lactiques à allégation probiotique. Dans la majorité des cas, le lien direct entre les effets revendiqués et la consommation des souches probiotiques n’a pas été établi. Par ailleurs, dans le cas d’effets avérés, les mécanismes physiologiques et biochimiques par lesquels les bactéries agissent restent largement méconnus. L’objectif de ce travail de thèse a été de développer une méthode analytique globale, basée sur l’analyse des protéines, pour différencier les souches probiotiques du reste de la flore microbienne et pour essayer de comprendre certains mécanismes d’interaction probiotiques/hôte. Parmi la large gamme de propriétés des bactéries probiotiques, nous nous sommes intéressés à la production d’agents antimicrobiens, à la résistance aux conditions gastro-intestinales et à la capacité d’adhésion au mucus et aux cellules intestinales. La première partie de ce travail a consisté à isoler et caractériser des bactériocines à partir de 5 souches de bactéries lactiques préalablement isolées de diverses origines. La structure biochimique ainsi que l’activité antimicrobienne de chacune des bactériocines isolées a été déterminée, ce qui a permis de découvrir deux nouvelles bactériocines : l’entérocine IT et l’entérocine 96. Par ailleurs, des tests in vitro ont été réalisés afin caractériser les capacités d’adhésion et de résistance aux conditions gastro-intestinales simulées d’un nombre relativement élevé de souches appartenant aux genres Bifidobacterium, Lactobacillus et Enterococcus. En se basant sur les résultats de ces tests, une méthode de type protéomique a été développée avec l’objectif d’identifier des biomarqueurs de l’activité probiotique. En particulier, cette méthode, appliquée au cas de l’adhésion, a permis d’établir une corrélation entre certaines protéines présentes dans la paroi cellulaire de Lactobacillus plantarum et sa capacité d’adhésion.

Many beneficial health effects, more or less controversial, are ascribed to probiotic lactic acid bacteria. Most of the time, a direct link between the claimed effects and the consumption of probiotic strains has yet to be established. In addition, in the case of proven effects, the physiological and biochemical mechanisms by which the bacteria act are still widely unknown. This thesis aimed at developing a global analytical method, based on protein analysis, to differentiate probiotic strains from the rest of microbial flora and to try to understand some of the probiotic/host interaction mechanisms. Among the variety of properties of probiotic bacteria, we have focused the production of antimicrobial agents, the resistance to gastro-intestinal conditions and the adhesion to mucus and epithelial cells. The first part of this work consisted in the isolation and characterisation of bacteriocins from 5 strains of lactic acid bacteria previously isolated from various origins. The biochemical structure and the antimicrobial activity of each bacteriocin were determined, which led to the identification of two new bacteriocins: enterocin IT and enterocin 96. In addition, in vitro tests have been performed in order to characterise the adhesion ability and the resistance to simulated gastro-intestinal conditions of a variety of strains belonging to the Bifidobacterium, Lactobacillus and Enterococcus genera. Based on results from these tests, a proteomic method was developed in order to identify biomarkers of probiotic activity. In particular, when this method was used to investigate the adhesion of Lactobacillus plantarum, a correlation could be established between the presence of some proteins on the cell wall and the ability of strains to adhere to the intestinal mucus.