Potentiel probiotique des bactéries lactiques de l'écosystème mammaire bovin contre les mammites à Staphylococcus aureus

par Damien Bouchard

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Yves Le Loir et de Sergine Even.

Soutenue le 14-11-2013

à Rennes 1 , dans le cadre de École doctorale Vie-Agro-Santé (Rennes) , en partenariat avec Université européenne de Bretagne (PRES) .


  • Résumé

    Staphylococcus aureus est un des pathogènes majeurs impliqué dans les mammites chez les ruminants. Il engendre des tableaux cliniques très variable, allant des mammites subcliniques aux mammites gangréneuses, mais les mécanismes de cette variabilité restent encore mal connu. La volonté de réduire l'utilisation d'antibiotiques en médecine vétérinaire ainsi que leurs faibles efficacités contre les mammites staphylococciques soulignent la nécessité de développer de nouvelles stratégies alternatives. L'une des particularités des infections intramammaires à S. aureus est leur pouvoir chronique et persistent dont l'une des principales causes est la capacité de S. aureus à adhérer et internaliser dans les tissus de l'Hote. L'un des concepts ayant fait ses preuves chez l'Homme et l'animal se base sur le concept de la lutte biologique en utilisant les propriétés inhibitrices des bactéries dites « probiotique » d'un écosystème pour réduire, prévenir ou traiter les infections. Cette étude vise à mieux caractériser le microbiote mammaire et notamment la composante lactique qui par analogie avec les autres écosystèmes jouent un rôle positif sur la santé de l'Hôte et de déterminer son potentiel à moduler l'adhésion et l'internalisation de S. aureus. L'ensemble de ce travail a été réalisé avec deux souches de S. aureus très différentes au niveau des tableaux cliniques engendrés. La souche RF122, très virulente et la souche Newbould 305, induisant des infections chroniques. Deux messages clairs ressortent des analyses indépendantes du pathogène et du microbiote : d'une part, l'édute comparative in silico et in vitro révèle que l'invasion cellulaire semble être majeur pour la chronicité de la souche Newbould 305 et d'autre part que l'écosystème de la glande mammaire présente une composante lactique ayant des capacités probiotiques intéressantes. Dans notr! e modèle d'interaction tripartite, trois acteurs ont été retenus, S. aureus, Lactobacillus casei et les cellules épithéliales mammaires MAC-T. Dans ce système, L. casei affecte l'adhésion et surtout l'internalisation de S. aureus sans modifier la viabilité et la morphologie des cellules en culture. Les mécanismes identifiés dans l'inhibition semblent dépendant d'un contact direct avec des L. casei viables et permettent de poursuivre la caractérisation des bases moléculaires de ce phénomènes impliquant une modulation des gènes de virulence et cellulaire lors d'interaction avec une flore compétitrice. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives dans l'application de bactéries lactiques en tant que probiotique mammaire.

  • Titre traduit

    Probiotic potential of lactic acid bacteria from bovine mammary ecosystem against Staphylococcus aureus mastitis


  • Résumé

    Staphylococcus aureus is one of the main pathogen involved in ruminant mastitis. Severity of bovine S. aureus mastitis is highly variable, from subclinical to gangrenous mastitis. Nevertheless S. aureus factors that may explain this variability still poorly documented. The need to reduce antibiotics in veterinary medicine as well as their low efficiencies against staphylococcal mastitis underline the necessity to develop new alternative strategies. One of the particularity of S. aureus infections is his ability to persist within the mammary tissue and induce chronicity of the infection. One of the main causes is the ability of S. aureus to adhere to and internalize into host cells. The concept of biological control, using natural inhibitory properties of lactic acid bacteria as probiotics, are now well etablished in human and animal ecosystem for their ability to reduce, prevent or treat bacterial infections. This study aims to better characterize the mammary microbiota in p! articular the lactic component which by analogy with the other ecosystems play a positive role in the host health and to determine his potential to modulate adhesion and internalization of S. aureus. This work was realized with two S. aureus strains with different severity degree. The virulent strain RF122 and the Newbould 305 one, involved in chronic mastitis. Two main messages came out from the independent analyses of the pathogen and the microbiota: on one hand, the in silico and in vitro comparison of the two strains reveals that the cellular invasion propress seems to be major for the chronicity of the Newbould 305 strain and on the other hand that the bovin mammary ecosystem presents a lactic biodiversity with interesting probiotic capacities. In our model of tripartite interaction, three actors were retained, S. aureus, Lactobacillus casei and the mammary epithelial cells MAC-T. In this system, L. casei affect the adhesion and internalization of S. aureus without mod! ifying the viability and the morphology of cells in culture. Mechanisms identified in the inhibition seem dependent on a direct contact with live L. casei and allow to continue the molecular basis of the virulence and cells genetic expression modulation during interaction with a competitive flora. These results open new perspectives in the application of lactic acid bacteria as mammary probiotic.


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