En naviguant sur notre site vous acceptez l'installation et l'utilisation des cookies sur votre ordinateur. En savoir +

Menu Logo Principal

Site internet de l'UMR454 MEDIS

Unité de Recherche Microbiologie

Adaptation des Bactéries aux environnements Digestif et Alimentaire (BaDiAl)

Responsable
Régine Talon
Directrice de Recherche, HDR
Tel : 04 73 62 41 70
regine.talon@clermont.inra.fr

Les aliments d’origine animale sont naturellement contaminés par des bactéries présentes dans l’environnement des animaux et notamment celles qui sont commensales de la peau ou des muqueuses ou excrétées dans les fèces. Ainsi, la diversité des bactéries peut être très importante selon l’écosystème alimentaire considéré. Parmi les bactéries largement présentes dans les aliments d’origine animale, transformés ou non, les staphylocoques à coagulase négative ont un intérêt double, ils sont de bons compétiteurs et participent, dans le cas des produits fermentés, à leur qualité sensorielle et à leur typicité. Cependant, ces aliments peuvent aussi être contaminés par des bactéries pathogènes telles que des Escherichia coli entérohémorragiques (EHEC) à l’origine de toxi-infections alimentaires. Le réservoir principal des EHEC est le tube digestif des ruminants. Des études réalisées chez les bovins montrent que 20 à 80 % d'entre eux peuvent être porteurs de souches d'E. coli productrices de Shiga-toxines. Parmi celles-ci, les EHEC appartenant notamment au sérotype O157:H7 peuvent développer des pathologies graves. La matière fécale des bovins est à l'origine des contaminations. Le vecteur alimentaire est essentiellement la viande de bœuf hachée, mais des viandes ovines, des produits laitiers à base de lait cru ou des fruits et salades ont également été incriminés. Deux épidémies importantes sont survenues en France en 2005, l'une due à des steaks hachés, l'autre à du camembert au lait cru. En 2011, des graines de fenugrec germées ont été responsables de la crise de grande ampleur survenue en Allemagne et dans d'autres pays de l'Union Européenne alors qu'en France, des steaks hachés ont été à nouveau impliqués dans une épidémie.
Afin de limiter le risque de toxi-infections liées à ces pathogènes, il est nécessaire d'appliquer des mesures de prévention de « la fourche à la fourchette », c'est-à-dire de l'éleveur au consommateur. Pour envisager de telles mesures, il est indispensable de mieux connaître l'écologie et la physiologie des EHEC dans leur environnement. Pour cela, nous avons choisi de nous intéresser plus particulièrement aux aliments et au réservoir naturel, à savoir le tractus gastro-intestinal du ruminant. Dans ce contexte, il est fondamental de considérer la pathosphère, dont les microorganismes des environnements digestif et alimentaire avec lesquels les EHEC peuvent interagir.
Adaptation des EHEC au tractus digestif bovin
La physiologie et l’écologie des EHEC dans le tractus digestif de l’animal peuvent être influencées par des facteurs abiotiques (paramètres physico-chimiques du milieu) et biotiques (capacités intrinsèques à utiliser spécifiquement certains nutriments et à répondre à différents types de stress ; équilibre des communautés microbiennes résidentes). Dans ce contexte, nos objectifs sont d’étudier l’influence du régime alimentaire et du microbiote digestif et d’évaluer l’effet de probiotiques sur i) la croissance ou la survie des EHEC dans les fluides digestifs bovins (rumen, jus iléal) et ii) l’expression de gènes nécessaires au maintien et à la multiplication des EHEC dans le tractus gastro-intestinal de l’animal (facteurs de colonisation, métabolisme carboné et azoté, résistance à l’acidité…).
Ces études sont menées sur des modèles in vitro reproduisant l’environnement digestif de l’animal (fermenteurs, batch). Ces connaissances permettront de définir, à terme, les stratégies écologiques les plus adaptées permettant de limiter le portage sain des EHEC par les ruminants ainsi que le risque de contamination des aliments consommés par l’Homme (lait, viande).
Adaptation des bactéries dont les EHEC à l’environnement alimentaire
Notre objectif est de caractériser l'impact de l’environnement alimentaire sur la capacité des EHEC à s'établir dans leur biotope et à exprimer leur virulence. Dans l’environnement alimentaire, nous prendrons en considération 1) les interactions entre bactéries au sein du microbiote, 2) les interactions avec la matrice et 3) l'influence des conditions environnementales.
Pour caractériser les interactions bactériennes dans un aliment, il est nécessaire d'identifier les différentes populations. Pour cela, nous développons des approches moléculaires (pyroséquençage, qPCR, microarray) pour caractériser la diversité bactérienne d'aliments d'origine animale. L'interaction avec des bactéries protectrices innovantes comme certaines souches de staphylocoques à coagulase négative est particulièrement pertinente. Ces bactéries ubiquistes sont naturellement présentes dans les aliments d'origine animale. Certaines espèces et principalement Staphylococcus xylosus sont utilisées comme ferments.
Parmi les composants de l'enveloppe bactérienne qui jouent un rôle majeur dans les interactions avec les surfaces, les protéines représentent les molécules les plus actives et couvrent une large diversité de fonctions physiologiques. Ainsi, nous considérons la sécrétion des protéines bactériennes et caractérisons les déterminants moléculaires impliqués dans les interactions avec les matrices alimentaires ou sur les supports abiotiques afin de définir leur rôle dans les processus d'adhésion-colonisation. Cette étude est notamment conduite sur les EHEC en interaction ou non avec S. xylosus.
Les bactéries répondent de manière dynamique à leur environnement et à ses changements. Les composés nitrosés (nitrates, nitrites, NO) sont présents dans de nombreux aliments. Ces composés peuvent induire chez les bactéries une réponse à des stress oxydant et/ou nitrosant. Nous nous attachons à caractériser la réponse adaptative chez S. xylosus via notamment les modifications transcriptionnelles. Nous évaluerons également l'effet du NO sur les EHEC en interaction avec S. xylosus afin de déterminer si cette interaction peut moduler la capacité infectieuse des EHEC. En effet, il a été montré que le NO exogène produit par des donneurs chimiques ou par des cellules épithéliales intestinales humaines activées inhibe fortement l'expression du gène stx2 codant la Shiga-toxine.
Les résultats de ces recherches sont des pré-requis au développement de stratégies permettant de réduire le risque sanitaire lié aux EHEC dans les aliments.