Influence du cycle industriel sur les caractéristiques probiotiques de Lactobacillus rhamnosus (Lcr35®)

par Adrien Nivoliez

Thèse de doctorat en Microbiologie

Sous la direction de Christiane Forestier.

Soutenue le 27-11-2012

à Clermont-Ferrand 1 , dans le cadre de École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand) , en partenariat avec Laboratoire Microorganismes : Génome et Environnement (équipe de recherche) .

Le président du jury était Jean-Marc Lobaccaro.

Le jury était composé de Philippe Veisseire, Pierre Tchoreloff.

Les rapporteurs étaient Bruno Pot, Philippe Seksik.


  • Résumé

    Au cours de ces dernières années, le développement de la métagénomique a permis d'étendre notre compréhension du microbiote et de son rôle dans la santé de l'Homme. L'utilisation de probiotiques apparaît comme une opportunité thérapeutique pour lutter contre d'éventuelles dysbioses, mais elle nécessite au préalable une recherche accrue dans la compréhension de leurs mécanismes d'action. La souche probiotique Lactobacillus rhamnosus Lcr35®, produite depuis 1951 par les Laboratoires LYOCENTRE et commercialisée par la société PROBIONOV, constitue le principe actif de produits pharmaceutiques. Notre travail a consisté à comparer certaines propriétés "probiotiques" de cette souche bactérienne à quatre de ses préparations commerciales. Trois de ces formulations sont indiquées pour des applications intestinales : BACILOR (API Lcr Restituo® sachet ou de l'API Lcr Restituo® gélule) et FLOREA (API Lcr Lenio®). Le quatrième produit étudié, GYNOPHILUS (API Lcr Regenerans®), est indiqué pour lutter contre les dysbioses vaginales. Nous avons montré que les différents traitements subis par le micro-organisme au cours des cycles industriels généraient des modifications de ses propriétés. Ainsi, les formes APIs, notamment Lcr Lenio®, sont plus résistantes à un stress gastrique que la souche native. De même, les capacités d'adhésion de la souche vis-à-vis de cellules épithéliales intestinales Caco-2 sont augmentées suite au passage dans un cycle industriel. La caractérisation de l'enveloppe bactérienne et de ses variations de composition en fonction du cycle industriel a permis de montrer que la souche native présentait un profil d'hydrophobicité différent de celui obtenu avec les souches issues des APIs. Ces variations n'ont pourtant pas permis de mettre en évidence de variation dans les capacités d'agrégation de la souche. Inversement, l'analyse du profil d'expression de gènes codant potentiellement des protéines sécrétées ou transmembranaires ou impliquées dans des processus d'adhésion montrent des variations entre la souche native et les APIs testés. Le traitement de la souche par un cycle entraine également des modifications de ses capacités métaboliques. L'API Lcr Regenerans® voit ainsi son aptitude à dégrader le glycogène et son potentiel bactéricide et fongicide fortement augmentés. Ces résultats suggèrent que le processus de fabrication influe sur les propriétés chimiques et la composition des protéines de la paroi cellulaire bactérienne. L'étude des modifications apportées par les processus industriels devra être approfondie afin de mieux adapter les souches probiotiques d'intérêt à la conception de produits manufacturés parfaitement adaptés aux visées thérapeutiques.


  • Résumé

    In recent years, the development of metagenomics has expanded our understanding of the role played by our microbiota on our health. The use of probiotics appears to be a therapeutic opportunity but requires more research to understand their mechanisms of action. The probiotic strain Lactobacillus rhamnosus Lcr35 ®, produced since 1951 by Lyocentre Laboratories and marketed by PROBIONOV, is the active ingredient of pharmaceutical products. Our work was to compare some "probiotic" properties of bacterial strain Lactobacillus rhamnosus Lcr35 ® versus four of its commercial preparations. Three of these formulations are suitable for intestinal applications: BACILOR (API Lcr Restituo ® packet or API Lcr Restituo ® capsule) and FLOREA (API Lcr Lenio ®). The fourth product studied GYNOPHILUS (API Lcr Regenerans ®) which is indicated for the fight against vaginal dysbiosis. We have shown that the different treatments of the microorganism in industrial processes generated changes to its properties. We found that APIs forms increased the resistance of the strain to gastric stress; Lcr Lenio ® offers the most resistance. Similarly, adherence capacities of the strain were increased in Caco-2 cells following industrial processes. Characterization of the bacterial envelope and its composition were changed depending on the industrial cycle and showed that the native strain expressed a hydrophobicity profile different from the APIs. However, these changes have not show variation in the aggregation capabilities of the strain. Conversely, analysis of the expression pattern of genes encoded potentially for secreted or trans-membrane proteins show variations between the native strain and the APIs tested. Treatment of the strain by an industrial manufacturing also allowed for changes in its metabolic capabilities. The API Lcr Regenerans ® sees these abilties as glycogen degradation and its bactericidal and fungicidal potential greatly increased. These results suggest that the manufacturing process affects the chemical properties and protein composition of the cell wall. The study of changes in industrial processes must be thorough in order to better adapt the probiotic strains in the design of manufactured products perfectly suited for therapeutic purposes.

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