Entête

Introduction

L’Homme à l’instar des animaux vit continuellement en association avec la population de microorganismes complexe habitant son tractus gastro-intestinal. L’un des principaux effets bénéfiques émanant de leur alliance est la protection et l’amélioration de la résistance aux maladies infectieuses de l’organisme-hôte (Fuller, 1989; Asahara et al., 2001a,b; Saavedra & Tschernia, 2002; Tlaskalová-Hogenová et al., 2004; Sullivan & Nord 2005). Cependant, la composition de cette flore peut être altérée par divers facteurs alimentaires et environnementaux, qui rendent l’organisme-hôte susceptible aux maladies ou aux désordres digestifs.

Les travaux de Metchnikoff (1907) ont démontré que la consommation d’aliments fermentés permet de rétablir la flore intestinale en générant des effets bénéfiques sur la santé de l’homme et des animaux. Les investigations récentes ont mis en évidence le rôle crucial que jouent la microflore intestinale dans le maintien et l’amélioration de la santé. Certains de ces travaux ont montré que les animaux conventionnels pourvus d’une microflore intestinale complète sont plus résistants aux infections que les animaux axéniques (germ-free) dépourvus de microflore (Perdigon et al., 2001; Neumann et al., 1998; Lima-Filho et al., 2004).

En effet, de nombreuses études scientifiques ont rapporté les propriétés prophylactiques et thérapeutiques de certains microorganismes présents dans les aliments fermentés (Parker, 1974; Gibson & Fuller, 2000; Varcoe et al., 2003; Marelli et al., 2004, Lin et al., 2005). Ces microorganismes favorables pour la santé de l’homme et de l’animal ont reçu le nom de « Probiotiques ». Ce concept a été développé tout particulièrement après l’émergence, ces dernières décennies, des bactéries résistantes aux antibiotiques et l’intérêt suscité par les agents naturelles d’inhibition pour le contrôle des germes pathogènes (Ouewhand et al., 1999; Kailasapathy & Chin, 2000).

Des études récentes (Hirayamma & Rafter, 2000; Reid & Burton, 2002; Ibnou-Zekri et al., 2003; Lodinova-Zadnikova et al., 2003; Rinkinena et al., 2003; Sgouras et al., 2004; Asahara et al., 2004) ont montré que la consommation de produits alimentaires enrichis en probiotiques produit plusieurs effets favorables sur l’organisme tels que l’amélioration des mécanismes de la réponse immunitaire, le rétablissement de l’équilibre microbien dans le colon, le traitement de certaines infections intestinales et uro-génitales, la réduction des risques d’allergie, de cancer, d’ulcère, etc.

Les microorganismes probiotiques sélectionnés en alimentation humaine sont représentés essentiellement par les bactéries lactiques, particulièrement celles appartenant au genre Lactobacillus et Bifidobacterium (Sanders, 2000; Sullivan & Nord, 2002; Borriello et al., 2003; Saito et al., 2004). Aujourd’hui, ces deux genres bactériens sont largement utilisés dans la fabrication de produits laitiers fermentés. A titre d’exemple, aux États Unis, près de 60 % des yogourts réfrigérés contiennent des cultures probiotiques  tels que Lactobacillus acidophilus et / ou Bifidobacterium sp . La consommation de yogourt dans ce pays est passée de 0.5 à 2 kg/ personne/an (Blum et al., 1999). En Europe, le marché des probiotiques destinés à la consommation humaine a été évalué à près de 12.9 millions $ US en 2003, ce marché augmente actuellement d’environ de 14 % par an (Anderson, 2004).

La perception des propriétés prophylactiques et thérapeutiques des probiotiques est à l’origine de la consommation accrue des produits laitiers fermentés notamment le yogourt (Mercenier et al., 2002; Chukeatirote, 2003). Cependant, l’effet probiotique des bifidobactéries dépend de leur taux de survie non seulement dans les aliments mais également dans le tractus gastro-intestinal (Shah, 2000; Marteau et al., 2003; Gagnon et al., 2004). Pour cette raison, il devient nécessaire d’identifier et d’évaluer la population de bifidobactéries dans les produits fermentés afin de s’assurer d’un apport en probiotiques suffisant pour obtenir les effets bénéfiques escomptés. Ceci donc inciterait à développer de nouvelles méthodes moléculaires fiables permettant de détecter spécifiquement les espèces ou souches de bifidobactéries (Klein, 2003; Corsetti et al., 2003; Vitali et al., 2003).

Un des effets positifs sur la santé attribué aux probiotiques est leur action sur le système immunitaire. La modulation de certains paramètres de la réponse immunitaire par les probiotiques suscite actuellement de plus en plus d’intérêt compte tenu des problèmes d’ordre immunologique observés chez l’homme (infections, allergies, déficiences immunitaires, etc) (Cunningham-Rundles et al., 2000; Chiang et al., 2000; Fang et al., 2000; Cano & Perdigon, 2003). Les études déjà rapportées ont montré que certaines bifidobactéries sont capables de stimuler la fonction immunitaire en favorisant l’activité des macrophages, la production d’anticorps, l’induction d’effets anti-tumoraux, la réduction d’allergie et l’induction du phénomène de tolérance orale (Ducluzeau et al., 1984; Yamazaki et al., 1985; Reddy & Rivenson, 1993; Calder & Samantha, 2002; Welman & Maddox, 2003; Chukeatirote, 2003; Prioult et al., 2003; Mastrandrea et al., 2004).

Par ailleurs, certains travaux de recherche ont suggéré que la flore intestinale pourrait être un facteur indispensable pour rétablir l'équilibre entre les cellules immunitaires Th1 et Th2 qui jouent un rôle pivot dans le processus d’immunomodulation. Il semblerait que certaines souches intestinales peuvent jouer un rôle important dans la suppression (greffes, maladies auto-immunes) ou la stimulation (défenses contre les bactéries ou les virus) de la réponse immunitaire. Cependant, les mécanismes cellulaires et moléculaires par lesquels les probiotiques exercent ces effets immunomodulateurs ne sont pas encore bien élucidés (Isolauri et al., 2001; Kaur et al., 2002; Perdigon et al., 2003; Kidd, 2003 ).

Les effets immunomodulateurs observés ont été souvent associés à la consommation de souches probiotiques vivantes. Cependant, des études récentes ont montré que certains probiotiques non viables sont également capables d’exercer des effets similaires sur le système immunitaire En effet, il a été mentionné dans la littérature que des lysats cellulaires de souches probiotiques ( Lactobacillus casei , L. rhamnosus GG, L. acidophilus , L. delbrueckii subsp. bulgaricus , Bifidobacterium lactis , et Streptococcus thermophilus ) ont des effets immunorégulateurs (Pessi et al., 1999; Bautista-Garfias et al., 2001; Kankaanpa et al., 2003). Des études ont démontré que certains motifs d’acides nucléiques provenant du génome des probiotiques présentent des propriétés immunomodulatrices (Lammers et al., 2003; Klinman et al., 2004; Jijon et al., 2004). Il semblerait aussi que les exopolysaccharides capsulaires ou excrétés dans le milieu par les souches bactériennes stimulent également les composants du système immunitaire (Rangavajhyala et al., 1997; Brubaker et al., 1999; Ruas-Madiedo et al., 2002). Une étude récente menée par Chabot et al. (2001) a démontré que les exopolysaccharides produits par Lactobacillus rhamnosus RW-9595M stimulent la réponse immunitaire. Cependant, l’effet des exopolysaccharides, ainsi que celui des peptides et des protéines du cytoplasme, des bifidobactéries sur la réponse immunitaire n’ont fait l’objet d’aucune étude.

Notre projet vise à évaluer le potentiel de certaines souches de bifidobactéries d’origine humaine à moduler certaines fonctions immunitaires. Il vise également à identifier, à l’aide d’essais in vitro et ex vivo , les constituants cellulaires responsables de cette fonction immunomodulatrice et d’identifier ainsi les mécanismes impliqués . . De façon plus spécifique, ce projet vise à i) évaluer le potentiel de certaines souches de bifidobactéries isolées d’humain à moduler certaines fonctions immunitaires; ii) identifier les composantes cellulaires (contenu cytoplasmique, paroi cellulaire et exopolysaccharides) responsables de cet effet immunomodulateur; iii) caractériser, à l’aide de tests in vitro et ex vivo cette activité immunomodulatrice; iv) caractériser à l’échelle moléculaire les fractions identifiées et v) exploiter l’effet immunodulateur de certains constituants cellulaires pour produire et caractériser des anticorps monoclonaux spécifiques aux bifidobactéries et de les utiliser pour la détection de bifidobactéries vivantes dans les aliments.

© Tahar Amrouche, 2005