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Chapitre I: Revue de littérature

Table des matières

Selon la définition de Isolauri et al. (2002), la flore intestinale normale est une collection complexe et en équilibre de microorganismes qui habitent normalement le tractus gastro-intestinal et remplissant un rôle dans la nutrition, la physiologie et le contrôle du système immunitaire de l’hôte. Après une colonisation complète, la microflore intestinale est considérée comme un organe acquis après la naissance. Il est constitué d’une grande diversité d’espèces microbiennes assurant différentes fonctions pour l’hôte. La microflore du tractus gastro-intestinal a été estimée à près de 1013-1014 cellules microbiennes représentant 400 à 500 espèces et sous espèces. Cette microflore représente environ 10 fois le nombre total de cellules du corps humain (Moore et Holdeman, 1974; Bjorksten, 2004).

La prévalence des bactéries dans le tractus gastro-intestinal dépend des conditions régnant dans le compartiment du tractus. Deux catégories de bactéries ont été identifiées : les bactéries autochtones ou indigènes se trouvant dans des niches particulières, et les bactéries allochtones ou transitoires rencontrées dans d’autres habitats du tractus. La majorité des bactéries pathogènes sont allochtones et vivent normalement en harmonie avec l’hôte, excepté lorsque l’équilibre du système est rompu (Hao & Lee, 2004).

Du point de vue microbiologique, comme le montre la Figure 1.1, l’environnement gastro-intestinal comprend trois régions principales qui offrent des conditions très différentes pour la survie des différents microorganismes. Dans le premier compartiment, l’estomac, la prolifération microbienne est fortement réduite par la présence d’oxygène apporté par la déglutition et d’une forte acidité. De ce fait, l’estomac héberge sélectivement les microorganismes acidotolérants et anaérobies facultatifs comme les lactobacilles, streptocoques, levures, etc. Dans le deuxième compartiment qui est le petit intestin, la microflore est constituée essentiellement de bactéries anaérobies facultatives tels que les lactobacilles, les streptocoques et les entérobactéries, et anaérobies strictes notamment les bifidobactéries, les bactéroides et les clostridies. Dans le dernier compartiment qui est le colon (dépourvu d’oxygène), le transit digestif est plus lent et la flore microbienne est plus abondante, représentant 35 à 50 % du volume du contenu du colon humain (Cummings et al., 1989; Gounier-Château,1994).

La microflore du colon est très complexe et dominée par les bactéries anaérobies strictes ( Bacteroides spp., Clostridium spp, Bifidobacterium spp., Atopobium spp...). Tandis que les bactéries anaérobies facultatives sont moins nombreuses et représentées par les lactobacilles, les entérocoques, les streptocoques et les Enterobacteriaceae . Les levures (ex. Candida albicans ) sont relativement faiblement représentées. La charge microbienne dans les différents compartiments a été estimée à environ : 104, 103-4, 105-7, 107-8 et 1010-11 colonies formant unité (cfu)/g dans l’estomac, le duodénum, le jéjunum, l’iléon et le colon respectivement (Ouwehand & Vesterlund, 2003; Isolauri et al., 2004). Les bifidobactéries et les lactobacilles, ainsi que certains entérocoques, E. coli , streptocoques et bactéroides, se distinguent par leurs effets bénéfiques sur la santé de l’hôte, comme l’amélioration de la maturation et de l’intégrité de l’intestin, l’antagonisme contre les pathogènes et la modulation de la fonction immunitaire (Gibson & Roberfroid, 1995; Schiffrin & Blum, 2002; Rastall, 2004). Les principaux composants de la flore du colon ainsi que leurs effets sur l’hôte sont présentés dans la Figure 1.2.

Toutefois, il faut noter qu’une partie de la flore gastro-intestinale (fraction minoritaire) demeure non cultivable et moins explorée, et ce pour diverses raisons: méconnaissance des besoins de croissance de certaines bactéries, la sélectivité des milieux utilisés, le stress dû aux conditions de culture, la nécessité d’anaérobiose stricte et la difficulté de stimuler les interactions entre les bactéries et les autres microorganismes ou les cellules de l’hôte (Zoetendal et al., 2004).

La composition et les fonctions de la microflore du tractus gastro-intestinal sont influencées par divers facteurs liés au changement des conditions physiologiques de l’hôte ( âge, état de santé,...), de la composition du régime alimentaire et des circonstances environnementales (contamination par les pathogènes, antibiothérapie, chimiothérapie, climat, stress, hygiène ...) (Mitsuoka, 1989; Hopkins et al., 2002). Selon, Holzapfel et al. (1998), les facteurs majeurs influençant la microflore gastro-intestinale sont résumés dans le Tableau 1.1.

Les divers facteurs mentionnés dans le Tableau 1.1 peuvent perturber l’équilibre de l’écosystème intestinal en favorisant des espèces particulières par rapport à d’autres. Dans certains cas, ce déséquilibre peut être très favorable à la prolifération de microorganismes opportunistes pathogènes pouvant compromettre la santé et le bien-être de l’hôte. Il serait donc impératif de rechercher des solutions alternatives permettant la restauration de l’équilibre de la microflore intestinale de l’hôte. L’utilisation des probiotiques et/ou des prébiotiques (préparations microbiennes ou à base de certaines substances) s’est avérée une alternative prometteuse. Ces nouveaux concepts sont décrits dans la section suivante.

La notion de '' probiotiques'' a été développée grâce aux travaux de Metchnikoff (1907) qui avait constaté que les paysans bulgares, grands consommateurs de laits fermentés, vivaient très vieux et en bonne santé. Ainsi, Metchnikoff avait proposé l’ingestion de bactéries vivantes, particulièrement des bactéries lactiques, pour réduire les désordres intestinaux et améliorer l’hygiène digestive, et donc augmenter l’espérance de vie (Gournier-Château et al., 1994).

Le terme probiotique dérive des deux mots grecs '' pros'' et '' bios'' qui signifient littéralement ''pour la vie'' contrairement au terme antibiotique signifiant ''contre la vie''. Ce terme a été introduit pour la première fois par Lilly et Stillwell (1965) pour décrire des substances produites par un microorganisme et stimulant la croissance d’autres microorganismes. Depuis, plusieurs définitions ont été données aux probiotiques dépendamment de leurs effets sur la santé. Selon Parker (1974), « probiotiques » désigne les microorganismes et les substances qui contribuent au maintien de l’équilibre de la flore intestinale. Cette définition englobant les microorganismes et les métabolites microbiens produits (les antibiotiques), a été modifiée par Fuller (1989) qui redéfinit les probiotiques comme étant : ''des préparations microbiennes vivantes utilisées comme additif alimentaire et qui ont une action bénéfique sur l'animal hôte en améliorant la digestion et l'hygiène intestinale''. Enfin, selon la définition adoptée par le groupe de travail mixte formé par l’Organisation des Nations Unies (ONU) pour l’agriculture et l’alimentation et l’Organisation Mondiale pour la Santé (OMS) (Report of FAO/WHO, 2002), les probiotiques sont « des microorganismes vivants administrés en quantités adéquates et qui sont bénéfiques pour la santé de l’hôte ».

De façon plus spécifique, pour qu’un organisme soit considéré comme étant potentiellement probiotique il doit présenter les caractéristiques suivantes:

- être un habitant naturel de l’intestin,

- être capable de coloniser le milieu intestinal, persister et se multiplier

- adhérer aux cellules intestinales et exclue ou réduit l’adhérence des pathogènes

- avoir un métabolisme actif et produire des substances inhibant les pathogènes

(acides, H2O2, bactériocines...)

- non invasif, non carcinogène et non pathogène

- être capable de co-agréger pour former une flore normale équilibrée

- survivre aux différents procédés technologiques de production

- garder sa viabilité dans l'aliment et durant le transit intestinal (Salminen et al., 1996, Tannock, 1999a,b; Stanton et al., 2001).

Dans toutes les définitions prononcées, la notion de viabilité apparaît comme un critère de sélection important. Cependant, cette notion demeure très controversée puisque des études récentes, ont clairement démontré que même les souches non viables de probiotiques sont capables d’exercer certains effets positifs sur la santé entre autres la stimulation de certaines fonctions immunitaires, l’inhibition de l’adhésion et l’invasion de certains pathogènes (Coconier et al., 1993; Ouwehand et al., 1999). Ceci laisserait donc envisager une éventuelle redéfinition des probiotiques où la notion de viabilité sera à reconsidérer.

Certains composants de la microflore intestinale, particulièrement les bifidobactéries, sont capables de fermenter des substances essentiellement non digestibles (hydrates de carbone) dans le colon grâce à son pouvoir saccharolytique important (Kaplan et al., 2000). Cette propriété permet d’augmenter la croissance ou l’activité des microorganismes spécifiques du tractus gastro-intestinal en influençant positivement la santé de l’hôte. Les effets bénéfiques générés par ces interactions ont permis le développement du nouveau concept  « prébiotiques » (Berg, 1998; Kaialaspathy & Chin, 2000).

Le concept de prébiotique a été développé suite aux travaux de Gibson et al. (1995) qui ont mis en évidence une stimulation sélective de la croissance de bifidobactéries dans le colon de sujets ayant ingérés de l’oligofructose et de l’inuline. Ainsi, les prébiotiques ont été définis comme étant des ingrédients alimentaires non digestibles exerçant des effets bénéfiques sur l’hôte en stimulant sélectivement dans le colon la croissance et/ou l’activité d’une ou d’un nombre limité de bactéries capables d’améliorer la santé de l’hôte.

Les prébiotiques doivent être non digestibles pour servir de substrat aux bactéries spécifiques, principalement les bifidobactéries et les lactobacilles, qui sont actives et améliore la santé de l’hôte. Les fibres alimentaires comme les polysaccharides tels que l’amidon, l’inuline, la pectine, la gomme guar, et les oligosaccharides non digestibles sont ainsi fermentées par les bactéries intestinales en produisant des acides gras à courte chaîne notamment les acides acétique, propionique et butyrique...qui sont alors utilisés par les différents tissus de l’hôte comme substrats énergétiques, ou comme facteurs de régulation cellulaire (Blaut, 2002). Par exemple, le butyrate est non seulement utilisé par les cellule épithéliales du colon à des fins énergétiques, mais aussi joue un rôle majeur dans la régulation de leur processus de prolifération et différenciation cellulaires (Mortensen et al., 1996; Litvak et al., 1998).

Pour être considéré comme prébiotique, un ingrédient alimentaire doit:

a- être ni hydrolysé ni absorbé dans le tractus gastro-intestinal,

b- être sélectif pour un nombre limité de bactéries endogènes,

c- modifier la microflore intestinale en améliorant sa composition,

d- induire des effets intestinaux ou systémiques bénéfiques pour la santé de l’hôte (Gibson et al., 1995)

Le Tableau 1.2 rapporte les principaux ingrédients alimentaires considérés comme prébiotiques.

Un symbiotique est un mélange de probiotiques et de prébiotiques qui affecte positivement l’hôte en améliorant la survie et l’implantation d’espèces microbiennes vivantes apportées sous forme de suppléments alimentaires dans le tractus gastro-intestinal, et, par conséquent, la santé et le bien-être de l’hôte (Isolauri et al., 2002).

Le terme symbiotique évoque la propriété de synergie et est réservé uniquement aux produits contenant les probiotiques et les prébiotiques au même temps. Dans ces produits, les prébiotiques stimulent sélectivement la croissance des probiotiques. Par exemple, un produit contenant l’oligofructose et une bifidobactérie probiotique est considéré comme un symbiotique. Cependant, lorsque un Lactobacillus probiotique est associé à l’oligofructose, la combinaison ne forme pas un symbiotique (Schrezenmeir & Vrese, 2001). Cette différence serait due au fait que les bifidobactéries produisent une grande quantité de ß-fructosidases, enzymes capables de dégrader sélectivement la liaison entre les fructoses présents dans l’oligofructose.

Une étude récente de Bartosch et al. (2005) réalisée sur un groupe de volontaires âgés (> 62 ans) dont le contenu intestinal en bifidobactéries est fortement réduit par l’âge, a démontré que l’ingestion d’un symbiotique à base de Bifidobacterium bifidum BB-02 et Bifidobacterium lactis BL-01 (probiotiques) et de l’inuline (prébiotique) a augmenté significativement la taille et la diversité des populations de bifidobactéries dans les matières fécales par rapport au groupe contrôle et groupe placebo.

Plusieurs effets bénéfiques sur la santé ont été associés à la consommation des probiotiques. La Figure 1.3 illustre la diversité des effets bénéfiques sur la santé documentés et rapportés dans la littérature.

Il est à noter que la validité scientifique de ces effets bénéfiques est très variable. Pour certains effets, des preuves scientifiques irréfutables appuyées par des études cliniques existent et permettent d’attribuer certaines allégations-santé aux produits probiotiques. Pour d’autres, les allégations demeurent encore à un stade hypothétique et des études plus approfondies demeurent nécessaires pour apporter des preuves scientifiques convaincantes à ces allégations.

a) Les probiotiques et les infections gastro-intestinales: des études cliniques ont démontré que des infections gastrointestinales causées par Helicobacter pylori , la diarrhée du voyageur, diarrhée due aux rotavirus, diarrhée-associée aux antibiotiques comme celle causée par Clostridium difficile , peuvent être contrecarrées avec succès par l’utilisation de probiotiques (Mercenier et al., 2002, Turchet et al., 2003; Wang et al., 2004; Tursi et al., 2004, Plummer et al. 2004). A titre d’exemple Wang et al. (2004) ont rapporté que la consommation régulière de yogourt additionné de Lactobacillus acidophilus La5 ou de Bifidobacterium lactis Bb12 induit une suppression effective de l’infection due à H. pylori. Tandis que Rosenfeldt et al. (2002) ont mentionné que des souches de L. rhamnosus et L. reuteri ont permis de traiter des gastro-entérites à rotavirus chez des enfants hospitalisés.

b) Les probiotiques et l’intolérance au lactose : il a été rapporté que la consommation de lait ou de yogourt enrichis en probiotiques améliore l’absorption de lactose chez les patients déficients en lactase et réduit les symptômes digestifs dus à l’intolérance au lactose. Jiang et al., 1996 ont démontré que la consommation de lait contenant des souches de Bifidobacterium longum réduit les symptômes de la malabsorption de lactose chez des sujets humains suite à une élévation de la sécrétion de β-galactosidase.

c) les probiotiques et le cholestérol: des études préliminaires ont révélé que la consommation de yogourt ou de lait fermenté contenant des probiotiques entraînent une diminution du taux de cholestérol dans le sang, et par conséquent la réduction les risques d’hypercholestérolémie responsable des maladies coronariennes. Par exemple, Bukowska et al. (1998) ont mis en évidence une diminution du taux de cholestérol sanguin chez des sujets soumis à un régime supplémenté avec Lactobacillus plantarum 299 v.

d) Les probiotiques et la prévention du cancer du colon: selon certaines études, les bactéries probiotiques ont la propriété d’inhiber les processus conduisant à la formation du cancer du colon chez l’homme. En effet, Matsumoto et Benno (2004) ont mentionné que la consommation de yogourt contenant Bifidobacterium lactis LKM512 réduit significativement la mutagénécité dans l’intestin de volontaires par comparaison à un placebo.

e) Les probiotiques et les maladies inflammatoires de l’intestin: selon la littérature, les processus inflammatoires impliqués dans les pathologies de l’intestin de l’homme comme la maladie de Crohn, la colite ulcéreuse et la pouchite sont contrôlés par les probiotiques. Une étude de Guandalini (2002) a montré que l’ingestion de Lactobacillus GG entraîne une amélioration notable de l’état clinique chez des enfants souffrant de la maladie de Crohn. De même Gosselink et al. (2004) ont observé des effets cliniques bénéfiques chez des patients affectés par une colite ulcéreuse après ingestion de produits fermentés contenant Lactobacillus GG (1-2x1010 bactéries/jour).

f) Les probiotiques et la perméabilité intestinale : l’altération de la perméabilité intestinale (fonction-barrière) causée par une infection, toxines ou autre facteur favorise un transfert aberrant d’antigènes (y compris la microflore locale) à travers l’intestin en engendrant des réponses immunitaires inappropriées (réactions inflammatoires ou auto-immunes) (Baumgart & Dignass, 2002 ; Gill, 2003). Des études récentes ont montré que la consommation de probiotiques stabilise la fonction barrière de l’épithélium intestinal. Par exemple, Isolauri et al. (1993) ont démontré que Lactobacillus GG normalise le processus de perméabilité intestinale chez le rat. En outre, une étude récente de Rosenfeldt et al. (2004) a démontré qu’une administration de probiotiques ( Lactobacillus rhamnosus et Lactobacillus reuteri ) permet de stabiliser la fonction-barrière de l’intestin et de diminuer les symptômes gastro-intestinaux chez des enfants souffrant d’une dermatite atopique. Cependant les mécanismes impliqués dans cette normalisation ne sont pas encore bien connus.

g) Les probiotiques et la motilité de l’intestin : la motilité intestinale joue un rôle important dans la réduction de la croissance des microorganismes pathogènes dans l’intestin. Les probiotiques pourraient avoir des effets positifs sur la motilité de l’intestin en réduisant le temps de transit des microorganismes pathogènes (Takiguchi et al.,1998). Une étude de Grimaud et al. (1993) a montré que l’ingestion de lait fermenté avec Bifidobacterium animalis entraîne une réduction significative du temps du transit du contenu gastro-intestinal chez des volontaires. Tandis que Verdu et al. (2004) ont rapporté que l’effet de Lactobacillus paracasei (probiotique) sur la motilité de l’intestin se traduit par une atténuation de l’hyper contractilité post-infection du muscle. Ils suggèrent que les probiotiques peuvent être utilisés dans le traitement du syndrome de l’intestin irritable.

Dans d’autres cas, les allégations-santé revendiquées demeurent purement hypothétiques et des études scientifiques plus approfondies sont nécessaires pour confirmer ou infirmer ces allégations. Cette situation est particulièrement vraie pour les effets des probiotiques sur le système immunitaire et pour lesquels très peu de preuves scientifiques et d’études cliniques ont été apportées pour valider ces allégations. Néanmoins, la stimulation du système immunitaire de l’hôte demeure un aspect très important dans le développement du concept « probiotiques », d’autant plus que certains travaux rapportés dans la littérature (voir section 1.3.4) suggèrent que certaines souches à fort potentiel probiotique sont capables de stimuler certaines fonctions immunitaires notamment lors d’infections bactériennes ou virales.

Les souches ou espèces probiotiques sont des composants normaux de la flore intestinale (Dunne et al., 2001). En alimentation humaine, les genres microbiens les plus utilisés comme probiotiques sont Lactobacillus , Bifidobacterium et Streptococcus (Goldin et Gorbach, 1992; Berg, 1998). Par contre, en alimentation animale de nombreux genres bactériens et fongiques sont utilisés, comme Lactobacillus , Bifidobacterium , Bacillus , Streptococcus , Pediococcus , Enterococcus, Propionibacterium , Saccharomyces , Aspergillus et Torulopsis (Tannock, 1997; Pirkka et al., 1999; Huang et al., 2003).

En général, les souches probiotiques sont sélectionnées prioritairement pour leurs effets bénéfiques et leur sécurité d’utilisation (innocuité). Le Tableau 1.3 rapporte quelques souches probiotiques pour les quelles des effets bénéfiques sur la santé sont bien documentés. Cependant, l’aptitude des souches bactériennes à stimuler la fonction immunitaire est très variable, seulement certaines souches sont reconnues capables d’exercer des effets immunomodulateurs sur l’organisme-hôte (Gill et al., 2000).

Il faut noter que les bactéries du genre Bifidobacterium sont de plus en plus utilisées dans les produits probiotiques à causes des nombreux effets bénéfiques sur la santé associés à leur consommation. (Kimura et al., 1998). Pour obtenir certains effets positifs sur la santé (réduction des infections intestinales, digestion du lactose, réduction du cholestérol...), une souche probiotique doit atteindre le gros intestin à une concentration d’environ 1x107 cellules viables/gramme (Stanton et al., 2001). De ce fait, la concentration d’un probiotique dans un aliment doit tenir compte de cette contrainte pour permettre d’atteindre les concentrations ciblées dans le colon. Cette concentration dépend évidemment de la nature de l’aliment utilisé et de la quantité journalière consommée.

Les bactéries appartenant au genre Bifidobacterium , ont été décrites pour la première fois par Tessier (1900) qui a isolé à partir de fèces d’un enfant allaité au sein, une bactérie anaérobie de morphologie bifide qu’il appela Bacillus bifidus . En général, les bifidobactéries montrent un polymorphisme cellulaire (bifide ou ramifié) dépendant des conditions de culture comme teneur du milieu en N-acetylglucosamine, alanine, acide glutamique ou ions Ca2+ (Scardovi, 1984). Diverses espèces et souches de bifidobactéries de propriétés fonctionnelles différentes peuvent coloniser simultanément l’intestin de homme (Matto et al., 2004).

Les bifidobactéries sont des bactéries Gram-positives, immobiles, non sporulées, non productrices de gaz, anaérobies (sauf quelques espèces pouvant tolérer l’oxygène), catalase-négatives (excepté B. indicum et B. asteroides ) et saccharolytiques. Leurs niches écologiques sont: l’intestin de l’homme, la cavité buccale, le tractus gastro-intestinal de l’animal, l’intestin de l’insecte et les eaux résiduaires (Ventura et al., 2004). La température de croissance des bifidobactéries isolées de l’humain ou des animaux varie respectivement de 36° à 38 °C et de 41° C à 43 °C (Dong et al., 2000).

Les souches de bifidobactérie identifiées chez l’humain sont entre autres : B. catenulatum , B. adolescentis , B. longum , B. infantis , B. breve ...(Scardovi 1984; Lauer & Kandler, 1983). Tandis que le groupe de bifidobactéries d’origine animale comprend principalement: B. suis , B. thermophilum , B. animalis , B. pseudolongum ... (Matteuzzi et al., 1971; Mitsuoka,1969; Scardovi & Trovatelli, 1974; Simpson et al., 2003). La variation de la distribution des bifidobactéries dans le tractus gastro-intestinal de l’homme selon l’âge est indiquée dans le Tableau 1.4.

Du point de vue physiologique, les bifidobactéries se caractérisent par leur activité enzymatique leur permettant d’utiliser de nombreux sucres, comme le lactose, le galactose, le raffinose, le sucrose, l’amylopectine, l’amylose, le xylan, etc (Scardovi, 1984) et de produire de l’acide lactique et de l’acide acétique (Gibson & Wang 1994; Yildirim & Johnson 1998). Les bifidobactéries se distinguent des lactobacilles principalement par la production d’une enzyme caractéristique: fructose 6-phosphate phosphocétolase impliquée dans la voie métabolique de D-fructose-6-phosphate (DeVries et Stouthamer, 1967). Cette enzyme caractérise essentiellement les bifidobactéries provenant de l’humain, alors que les bifidobactéries isolées des animaux se distinguent par le duo de substrat : xylulose-5-phospate/fructose-6-phosphate phosphocétolase (Meile et al. 2001). Une autre enzyme clé intervenant dans la fermentation des sucres a été identifiée chez les bifidobactéries, il s’agit de la β-galactosidase qui catalyse les réactions d’hydrolyse et de transgalactosylation (Zarate et al., 1990; Hughes & Hoover, 1995; Tannock et al., 2004).

Les méthodes classiques d’identification des bifidobactéries basées sur les propriétés phénotypiques et biochimiques (morphologie cellulaire, fermentation des sucres...) n’ont pas permis d’établir une classification définitive de ces bactéries, à cause des ambiguïtés observées dans les résultats d’analyse. La mise au point de nouvelles techniques basées sur la biologie moléculaire a permis de déterminer une unité phylogénétique cohérente au sein des membres du genre Bifidobacterium . Par exemple, le séquençage du gène de l’ARN ribosomal (rRNA), principalement le gène de 16S rRNA, permet une identification précise de nombreuses espèces appartenant au genre Bifidobacterium . Ce séquençage indique une similitude (identité) de plus 93 % pour les séquences de 16S rDNA (Miyake et al. 1998; Ventura et al., 2004, Masco et al., 2004).

Cependant, en comparant le genre Bifidobacterium avec les autres genres bactériens sur la base de pourcentage de G+C (Guanine+Cytosine) indiquant le contenu en base de l’ADN bactérien, il est difficile de distinguer entre les genres Gardnerella et Bifidobacterium (Scardovi, 1984).

Les probiotiques présentent des propriétés qui sont variables selon l’espèce ou la souche microbienne. Le choix des probiotiques dépend de ces propriétés et du type d’utilisation. Selon le rapport de la FAO/WHO (2002), pour qu’un produit soit reconnu comme étant probiotique, une évaluation du produit basée sur plusieurs critères doit être effectuée suivant les recommandations suivantes :

a) Désignation du Genre/Espèce/Souche : il est nécessaire de connaître le genre et l’espèce de la souche utilisée, car les effets probiotiques sont spécifiques à la souche microbienne. Le probiotique doit porter un nom reconnu scientifiquement et son identification doit être effectuée à l’aide de méthodes récentes et valides combinant les tests phénotypiques et génotypiques.

b) Dépistage des probiotiques potentiels par des tests in vitro  : les tests in vitro sont réalisés afin de déterminer les mécanismes par lesquels les microorganismes probiotiques exercent leurs effets bénéfiques. Il est recommandé d’utiliser des tests spécifiques à la cible et appropriés pouvant corréler avec les résultats des essais in vivo . Les principaux tests in vitro réalisés pour étudier les probiotiques sont :

  • Résistance à l’acidité gastrique

  • Résistance aux acides biliaires

  • Adhérence au mucus et/ou cellules épithéliales humaines

  • Activité antimicrobienne contre les bactéries potentiellement pathogènes

  • Capacité de réduire l’adhésion des pathogènes aux surfaces

  • Activité de l’hydrolase sur les sels biliaires (dissociation des sels biliaires)

  • Résistance aux spermicides ( application vaginale des probiotiques)

c) Innocuité de souches probiotiques : les probiotiques utilisés dans les produits alimentaires sont des microorganismes appartenant à la flore normale intestinale. Cependant, l’innocuité de la souche microbienne doit être prouvée avant toute utilisation du probiotique dans l’aliment. Les bifidobactéries ne présentent aucun risque d’infection chez l’homme. En théorie, des effets secondaires peuvent être associés à la consommation de produits contenant certaines souches probiotiques. Ces effets secondaires se résument-en :

  • Infections systémiques

  • Activités métaboliques délétères

  • Stimulation immunitaire excessive chez des personnes sensibles

  • Transfert de gènes entre les espèces bactériennes probiotiques et celles de la flore intestinale.

d) Études in vivo sur des animaux et humains : afin de confirmer ou valider les résultats des tests in vitro, il serait nécessaire de réaliser des essais in vivo sur des animaux de laboratoire ou, de préférence, sur des sujets humains dans des conditions expérimentales appropriées. En général, une méthode standard d’évaluation clinique des probiotiques comprend les phases suivantes:

  • Phase 1 : consistant à évaluer l’innocuité de la souche probiotique.

  • Phase 2 : permet d’étudier l’efficacité d’un probiotique par comparaison à un placebo.

  • Phase 3 : permet de comparer des probiotiques avec un traitement standard (condition spécifique).

  • Phase 4 : consisterait à surveiller l’utilisation du probiotique (effets produits).

e) Allégations-santé et marque du produit : la mention d’allégations-santé générales est actuellement autorisée sur les produits contenant des probiotiques dans certains pays comme les Etats-Unis, Angleterre, etc. Il est cependant recommandé de mentionner sur les produits les allégations spécifiques lorsque des données scientifiques sont disponibles. Par exemple, mentionner « réduit l’incidence et la sévérité des diarrhées à rotavirus chez les enfants » au lieu de «améliore la santé de l’intestin ». La marque (étiquette) doit porter : Genre/espèce/souche, nombre minimal de cellules viables, allégation santé, conditions de stockage, etc.

En plus de l’innocuité et des propriétés fonctionnelles, des critères technologiques sont également pris en considération dans la sélection des souches probiotiques. Selon Saarela et al. (2000), ces critères sont :

  • Bonnes propriétés sensorielles

  • Résistance aux phages

  • Viabilité durant le traitement technologique

  • Stabilité dans le produit et durant le stockage.

L’ensemble des propriétés et critères de sélection des probiotiques est présenté dans la Figure 1.4.

Toutefois, le critère de viabilité ou de survie demeure essentiel dans la sélection des probiotiques. La capacité de survie des probiotiques dans l’hôte après leur ingestion, dépend de leur résistance intrinsèque, des facteurs de l’hôte et du véhicule par lequel ont été ingérés (Marteau et al., 2003). Parmi les facteurs de l’hôte qui réduisent la survie des probiotiques, on cite principalement l’acide gastrique, l’oxygène, le potentiel redox, les sels biliaires, les autres secrétions digestives (mucus, défensines) et l’interaction avec la flore endogène (Blehaut et al., 1989 ; Marteau & Vesa, 1998; Godward et al., 2000 ). Compte tenu des tous ces facteurs, il est donc recommandé de consommer les probiotiques à des doses appropriées pour obtenir les effets bénéfiques escomptés.

Contrairement au Lactobacillus acidophilus , les souches de Bifidobacterium utilisées commercialement ne survivent pas au pH gastrique ni à l’acidité de l’aliment durant le stockage (Trindade, 2000). Pour augmenter leur taux de survie, les probiotiques doivent être ingérés pendant le repas, ou bien protégés dans des capsules ou par microencapsulation (Kailasapathy, 2002). Le choix des vecteurs dans lesquels ou par lesquels sont ingérés les probiotiques est aussi important. Par exemple, Saxelin et al. (1995) ont rapporté que le taux de survie de Lactobacillus strain GG est variable lorsqu’il est ingéré dans les tablettes, les capsules de gélatine, les laits fermentés ou les boissons à base de lactosérum.

Parmi les allégations-santé attribuées aux probiotiques, la modulation de la fonction immunitaire suscite actuellement une attention particulière à cause du lien établi entre l’altération de la flore microbienne de l’hôte et les maladies auto-immunes et l’émergence des maladies atopiques et des allergies dans les sociétés occidentales. Il semblerait que les probiotiques jouent un rôle crucial dans la prévention et la thérapie de ces maladies en assurant la maturation du système immunitaire chez l’enfant et la modulation de la réponse immunitaire à l’âge adulte.

L’organisme humain ou animal met en œuvre divers mécanismes de défense pour se protéger contre l’invasion massive des microorganismes ou matières étrangères. La nature de la réponse de l’organisme dépend du type de particules étrangères (virus, bactéries, parasites, champignons, pollen...) et de la voie d'entrée (peau, poumons, épithélium...).

Le système immunitaire répond par deux types de mécanismes : l’immunité non spécifique (ou naturelle ou innée) et l’immunité spécifique (ou acquise ou adaptative) impliquant des facteurs cellulaires et humoraux qui régulent la réponse à l’antigène. Les cellules du système immunitaire inné permettent l’initiation de la réponse immunitaire de l’hôte et l’orientation du système immunitaire adaptatif.

Les cellules qui méditent l’immunité sont représentées par les lymphocytes et les cellules accessoires tels que les macrophages, les cellules présentatrices d’antigène, et dans certains cas les cellules épithéliales. Les lymphocytes se trouvent dans le système lymphoïde constitué d’organes primaires (le thymus et la moelle osseuse) et secondaires (rate, les ganglions lymphoïdes...). La rate produit une réponse contre les antigènes venant du sang, alors que les nodules lymphoïdes agissent contre les antigènes provenant de la lymphe. Les antigènes sont principalement absorbés via la peau ou les muqueuses. Le tissu lymphoïde associé à la muqueuse (ex. : les plaques de Peyer, le tissu lymphoïde urogénital), répond aux antigènes franchissant la barrière mucosale (Erickson & Hubbard, 2001).

La réponse du système immunitaire implique trois processus: reconnaissance de la particule étrangère, sa destruction et enfin la régulation de la réponse immunitaire à l’aide de cellules spécialisées et médiateurs (cytokines). La réponse immunitaire non spécifique est réalisée par les phagocytes (monocytes/ macrophages et les neutrophiles) qui reconnaissent, neutralisent et détruisent les microorganismes pathogènes. Alors que la réponse spécifique est produite par les lymphocytes B sécrétant des anticorps et les lymphocytes T produisant des cytokines.

Les lymphocytes T et B sont des cellules immunitaires dont la maturation se produit dans le thymus et la moelle osseuse respectivement. Ils représentent les cellules effectrices de l'immunité spécifique, leur immunocompétence dépend de leur capacité à synthétiser un récepteur membranaire reconnaissant spécifiquement un antigène. Ils sont impliqués dans la réponse à médiation cellulaire et la réponse humorale (production d’anticorps) respectivement.

Les lymphocytes T se différencient en lymphocytes T auxiliaires (CD4 +) ou Th qui jouent un rôle pivot dans l’immunomodulation, ou en lymphocytes T cytotoxiques (CD8 +) ou Tc détruisant les cellules infectées. Les cellules Th se subdivisent en duex groupes, les Th1 et les Th2. Les cellules Th1 dirigent l’immunité cellulaire qui permet d’éliminer les pathogènes intracellulaires (ex.: virus) et les cellules cancéreuses, et de prévenir les réactions d’hypersensibilité de la peau (Pulendran, 2004). Tandis que les cellules Th2 dirigent l’immunité humorale permettant la destruction des organismes extracellulaires grâce aux anticorps sécrétés. L’équilibre entre les deux sous populations de lymphocytes T permet de maintenir une homéostasie fonctionnelle générant une réponse immunitaire appropriée (Kidd, 2003).

D’autres sous populations de lymphocytes T, appelées cellules T régulatrices (CD4 +CD25 +), comme Tr et Th3, ont été récemment décrites (Allez & Mayer, 2004; van Amelsfort et al., 2004; Rook & Brunet, 2005). Les Tr se distinguent des cellules Th1 et Th2 par leur phénotype, leur fonction immunosuppressive et leurs profils en cytokines. Elles jouent un rôle dans le maintien de la tolérance et peuvent être induites contre les antigènes bactériens, viraux et parasitaires. Elles peuvent également prévenir les immunopathologies induites par les infections ou l’effet de la persistance prolongée du pathogène par suppression de la réponse de type Th1 (McGuirk & Mills, 2002). La Figure 1.5 illustre l’organisation fonctionnelle tripolaire des cellules Th1, Th2 et Tr. Les cellues Th1 sont impliquées dans l’immunité à médiation cellulaire, alors que les cellules Th2 assurent l’immunité à médiation humorale. La réponse immunitaire produite par les deux types de cellules est régulée par les cellules Tr qui maintiennent une homéostasie immunitaire. Si l’équilibre entre les cellules Th1 et Th2 est rompu, ces cellules produiront selon leur dominance des réponses immunitaires anormales se traduisant par des maladies auto-immunes ( type Th1) ou allergies (type Th2).

Les lymphocytes T et B montrent une parfaite collaboration dans leur fonction. Les lymphocytes T sont activés grâce aux cellules présentatrices de l’antigène ou CPA (les cellules dendritiques, les cellules B et les monocytes/macrophages). Les lymphocytes B sont ensuite activés à leur tour par les lymphocytes T pour se différencier en plasmocytes et produire des anticorps (Hodgkin et al., 1998) .

Les lymphocytes T reconnaissent des antigènes sous forme de peptides liés au complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) des CPA. Les cellules Th reconnaissent seulement les peptides (ex. peptides d’origine bactérienne) liés aux molécules du CMH classe II alors que les lymphocytes T cytotoxiques identifient uniquement les peptides (ex. peptides d’origine virale) liés aux molécules du CMH classe I (Chamberlain, 2002).

Par contre, les lymphocytes B reconnaissent différents types d’antigènes comme les protéines, les acides nucléiques, les polysaccharides, certains lipides et des haptènes (petites molécules organiques) grâce à des récepteurs liés à la surface cellulaire. Après la destruction de l’antigène, la réponse immunitaire diminue alors que les lymphocytes B mémoires persistent pour répondre rapidement au même antigène lors d’une éventuelle réintroduction dans l’organisme (McHeyzer-Williams & McHeyzer-Williams, 2005).

Lors d’une infection, des molécules dérivant des pathogènes se fixent aux cellules présentatrices de l’antigène (ex. cellules dendritiques) en stimulant leur maturation et dirigeant la différentiation des lymphocytes T en Th1 et Th2. D’autres molécules activent les CPA dirigeant l’induction des lymphocytes régulateurs (Tr). Le rôle des lymphocytes Th dans la réponse immunitaire est illustré dans la Figure 1.6. Lorsque le lymphocyte Th est stimulé, il secrète dans le milieu des cytokines (médiateurs) qui vont activer d’autres cellules comme les lymphocytes B impliqués dans réponse de type humorale, et les lymphocytes cytotoxiques, les macrophages, les cellules tueuses, etc qui interviennent dans la réponse de type cellulaire. Les macrophages activés sont également capables de produire des cytokines interagissant avec d’autres cellules immunitaires (les cellules tueuses et granulocytes).

Notons toutefois que le développement ou la polarisation des cellules Th1 et Th 2 est influencé par plusieurs facteurs comme le type de CPA (cellules dendritiques, macrophages ou cellules B), l’avidité de l’interaction de TcR (récepteur de Tc) avec l’antigène et des cytokines induites par les cellules Th1 et Th2 (Mosmann & Coffman, 1989; Macatonia et al., 1993). Les cytokines jouent un rôle majeur dans la différentiation des cellules Th et la régulation des réponses immunitaires produites (Swain, 1993; Spellberg & Edwards, 2001).

Les cytokines sont des médiateurs chimiques assurant la communication entre les cellules et pouvant affecter plusieurs éléments du système immunitaire. Ce sont des molécules de nature glycoprotéique sécrétées en cascade par les cellules immunitaires en réponse à un stimulus, elles méditent et régulent l’immunité, l’inflammation et l’hématopoïèse. Les cytokines agissent rapidement et à de très faibles concentrations sur les cellules cibles en se liant spécifiquement à un récepteur membranaire par lequel un signal (activation de tyrosine kinase) est transmis à la cellule pour induire l’expression d’un gène (Townsend & McKenzie, 2000; Ollier, 2004).

Les cytokines comprennent les lymphokines (lymphocytes), monokines (monocytes), chémokine (substances chimiotactiques), interleukine (produite par un leucocyte et agit sur un autre). Une cytokine peut agir sur la cellule la sécrétant (action autocrine), les cellules avoisinantes (action paracrine), ou les cellules distantes (action endocrine). Le type de cytokine produite est variable selon la sous-population de lymphocytes Th stimulée. Les cellules effectrices (Th1 ou Th2) produisent des cytokines soit « pro-inflammatoires » (ex. IFN-γ), soit « anti-inflmmatoires »  (ex. IL-10). Par contre, les cellules régulatrices (Th3 ou Tr1) secètent des cytokines (ex. TGF-β) qui inhibent l’une ou l’autre des réponses générées par les cellules effectrices (Monteleone et al., 2002).

Les effets exercés par les cytokines peuvent être synergiques ou antagonistes. En général, les cytokines stimulent la prolifération et la différentiation des cellules immunitaires. Parmi elles, on cite l’IL-1 qui active les cellules T; l’IL-2 qui stimule la prolifération des cellules T et B; l’IL-4, l’IL-5 et l’IL-6 stimulant la prolifération et la différentiation des cellules B; l’IL-3, l’IL-7 et le GM-CSF (Granulocyte Monocyte Colony-Stimulating Factor) qui stimulent l’hématopoïèse (Townsend & McKenzie, 2000; Pyo et al., 2003). Le profil de cytokines des populations de lymphocytes T impliquées dans la réponse immunitaire induite par une denrée alimentaire au niveau de la muqueuse intestinale est indiqué dans le Tableau 1.5. Selon ce tableau, Th1 produit IFN-γ mais pas de IL-4 et IL-10. Par contre, Th2 secrète IL-4 mais pas de L’IFN-γ. Cependant, IL-10 est produite par les cellules Th2 et Tr, tandis que TGF-β est secreté essentiellement par les cellules régulatrices.

L’IFN-γ joue un rôle multiple, il induit la production de CMH de classe I et II; augmente l’activité antimicrobienne et antitumorale des monocytes/macrophages, neutrophiles et cellules NK; stimule la synthèse et l’adhésion de facteurs sur les cellules endothéliales et les leucocytes pour la diapédèse; augmente ou inhibe l’activité d’autres cytokines; inhibe la production et l’activité de cellules Th2; exerce une faible activité antivirale (Kawai et al., 1999; Hokeness et al., 2005).

L’IL-10, produite par les lymphocytes T et B, est une cytokine multifonctionnelle qui régule la fonction de plusieurs cellules immunocompétentes, telles que les lymphocytes T, lymphocytes B, les cellules NK, les monocytes/macrophages et les neutrophiles. L’IL-10 exerce un effet antagoniste sur l’IFN-γ. En outre, comme le montre la Figure 1.7, l’IL-10 joue un rôle important dans l’inhibition des réactions allergiques en diminuant l’activation des mastocytes dépendant de IgE, la survie et l’activation des éosinophiles, etc (Till et al., 2004).

Le TGF-β, produite par les lymphocytes Th3 ou Tr, a une fonction immunomodulatrice, elle est impliquée dans le mécanisme moléculaire de suppression de l’action cytotoxique des lymphocytes Tc (CD8 +) (Chen et al., 2004). Cette cytokine joue aussi un rôle dans la régulation de l’immunité dans les muqueuses et la stimulation des la sécrétion de IgA par les lymphocytes B (Spellberg & Edwards, 2001).

Les anticorps ou immunoglobulines (IgG), sont des glycoprotéines qui sont produites par les lymphocytes B en réponse à une substance immunogène. Chaque anticorps se lie spécifiquement à un déterminant antigénique (fragment d’antigène ou épitope). Les immunoglobulines, en forme de Y, sont constituées de deux chaînes légères et deux chaînes lourdes, présentant des ponts di-sulfure inter et intra-chaînes. Elles montrent une région variable (Fab, fragment antibody) portant le site de fixation à l’antigène et lui conférant sa spécificité, et une autre région dite région constante qui détermine le mécanisme utilisé par l’anticorps pour détruire l’antigène (Carlisle et al., 1991).

Selon la séquence en acides aminés de la région constante des chaînes lourdes et la fonction immunitaire, on distingue plusieurs classes (IgG, IgM, IgA, IgD, IgE) et sous-classes (IG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA1, IgA2) d’anticorps. Par contre, la différence entre les séquences en acides aminés de la région constante des chaînes courtes permet de distinguer deux types d’Ig (Ig à chaîne légère Kappa ou Lamda) et des sous-types (Lamda1, Lamda2, Lamda3, Lamda4). La région hyper variable des IgG permet la reconnaissance de l’antigène, alors que leur partie commune permet de fixer le complément (protéines du sérum) qui est activé pour lyser l’antigène, de lier l’anticorps aux cellules (phagocytes et tueuses), et de traverser l’épithélium. La production des anticorps par les cellules B dépend des cytokines sécrétées par les lymphocytes T. La biosynthèse des IgG2a est favorisée par les cytokines sécrétées par les cellules de type Th1, tandis que la production de IgE et IgA est induite par les cytokines issues des cellules de type Th2 (Kaminogawa, 1996).

Les anticorps IgG ont une grande demi-vie et sont plus abondants dans le sérum humain où ils représentent plus de 85 % des anticorps totaux (Bienvenu et al., 1996). IgA est sécrété principalement au niveau des muqueuses, alors que sa production dans le sang est réduite (7 % - 15 % des anticorps totaux). Par contre, IgM, IgD et IgE sont faiblement synthétisés (Kerr, 1990; Metzger, 1970). Il faut rappeler qu’une forte synthèse de IgE engendre des réactions allergiques par sensibilisation et activation des mastocytes qui libèrent des médiateurs inflammatoires (histamine et sérotonine...).

Lors d’une réponse humorale divers types d’anticorps peuvent être sécrétés et exercer différentes activités biologiques dans l’organisme telles qu’illustrées dans la Figure 1.8. Toutefois, il faut mentionner que certaines effets comme la neutralisation des virus et toxines et la génération d’oxydants sont indépendants des autres composants du système immunitaire, alors que d’autres activités comme la cytotoxicité cellulaire dépendant des anticorps et l’opsonization dépendant des cellules et des médiateurs de l’hôte (Casadevall et al., 2004).

La muqueuse intestinale est le centre immunologique du corps, elle héberge 80 % de la population des leucocytes du corps. Ces leucocytes sont indispensables pour l’homéostasie du corps avec l’immense population bactérienne de l’intestin. La dérégulation de cette homéostasie entraîne de nombreux désordres, notamment les  maladies de l’inflammation de l’intestin comme la colite ulcéreuse et la maladie de Crohn (Schiffrin & Blum, 2002 ; Velazquez et al., 2004).

En effet, le maintien de l’intégrité de l’intestin et de sa fonction digestive dépend en partie de la capacité du système immunitaire de sa muqueuse à faire la distinction entre les antigènes offensifs et inoffensifs et de produire une réponse appropriée: une immunité active ou une tolérance (Brandzaeg, 1996). Le système immunitaire de la muqueuse intestinale, à l’instar des autres muqueuses, est doté de deux armes de défense contre les antigènes ou agents pathogènes (Brandzaeg, 2002):

a) exclusion de l’antigène à l’aide d’anticorps sécrétoires IgA et IgM en modulant ou inhibant la colonisation de l’hôte par les microorganismes et la pénétration d’antigènes solubles dangereux;

b) mécanismes de suppression de la réponse afin d’éviter une réaction locale ou périphérique excessive (hypersensibilité) contre des substances inoffensives atteignant la surface de la muqueuse. La suppression de la réponse induite par des antigènes alimentaires via l’intestin est désignée sous le nom de ‘’tolérance orale’’.

Du point de vue anatomique, le système lymphoide de l’intestin comprend les plaques de Peyer ou des follicules isolés, le Lamina propria enrichi en cellules plasmatiques (cellules dendritiques...), les ganglions lymphatiques mésentériques et les plaques cryptiques. Ces compartiments constituent les sites d’induction et effecteurs de l’immunité intestinale. La Figure 1.9 montre une description schématique générale du système immunitaire de l’intestin. Les voies d’entrée de l’antigène au niveau intestinal sont: les cellules épithéliales intestinales (jonctions); via interaction des cellules dendritiques de Lamina propria et cellules épithéliales; les cellules M (Spahn & Kucharzik, 2004).

Selon Monteleone et al. (2002), la distribution phénotypique des cellules T CD4 + et CD8 + est similaire à celle des lymphocytes du sang périphérique avec la prédominance des cellules CD4 + et αβTcR+. Les lymphocytes B sont très abondants dans la muqueuse intestinale, particulièrement dans les follicules isolés et les plaques de Peyer, et médient la première réponse immunitaire de type humorale protégeant l’organisme des pathogènes entériques ou autres organisme infectieux. Une des propriétés remarquables des lymphocytes B est la maturation des cellules B productrices d’IgM en cellules productrices de IgA.

En outre, une hypothèse récente suggère que les lymphocytes B jouent un role clé dans la régulation de l’homéostasie immunitaire intestinale et la prévention des maladies de l’inflammation de l’intestin. Leur rôle immunorégulateur consisterait à activer les cellules tueuses (NK) et favoriser la migration des cellules régulatrices CD4 +CD8 + au site effecteur. Cependant, le rôle des cellules NK ou CD4 +CD8 + dans la production de IL-10 demeure moins clair (Velazquez et al., 2004).

Une réponse immunitaire est caractérisée par (a) sa magnitude déterminée par l’équilibre entre l’activation des lymphocytes et la tolérance induite par un antigène, (b) sa nature déterminée par la spécificité et la fonction des lymphocytes activés par l’antigène et (c) les mécanismes de régulation (reconnaissance, activation et phase effective).

En théorie, la régulation immunitaire se traduit par une homéostasie entre l’activité des cellules Th1 et celle des cellules Th2 qui jouent un rôle central dans le mécanisme de régulation immunitaire. Elle représente un processus complexe et dynamique impliquant des facteurs cellulaires et moléculaires permettant d’éviter les réponses indésirables ou excessives du système immunitaire à des substances à caractère immunogène. Une substance immunogène est capable de stimuler la réponse immunitaire humorale, à médiation cellulaire, ou les deux à la fois (Chamberlain, 2002).

La population de Th1 produit des IFN-γ et confère une protection contre les pathogènes intracellulaires (virus et certaines bactéries) par recrutement et activation des macrophages (la phagocytose) (Kawakami, 2003). Tandis que les cellules Th2 sécrètent IL-4, IL-5 et sont plus impliquées dans l’immunité humorale par activation et différenciation des cellules B, et particulièrement dans la production des anticorps IgE et IgA. Elles participent aussi au recrutement des éosinophiles, des mastocytes et confèrent une protection contre une infection parasitaire. Une inhibition croisée entre les cellules Th1 et Th2 induite par IFN-γ et IL-10 respectivement permet de maintenir un équilibre entre les Th1 et Th2 (Kidd, 2003).

Lorsque les cellules T naïves entrent en contact direct avec les CPA, elles sont activées et se différencient en cellules matures de type Th1 ou Th2. Ce processus de différenciation cellulaire, réalisé grâce aux cytokines principalement, est appelé « Polarisation Th1/Th2 ». Selon Romagnani (2004), les cellules Th1 et Th2 ne sont pas deux sous-populations de cellules T CD4 + distinctes, mais elles représentent tout simplement les formes polarisées de la réponse immunitaire très hétérogène médiée par les cellules T CD4 +.

Le phénomène de polarisation des cellules Th est régulé par plusieurs facteurs comme le répertoire lymphocytaire (diversité des lymphocytes), les cytokines du milieu, la dose et la voie d’administration de l’antigène, le type de cellules présentatrices de l’antigène, etc. Les cytokines du milieu et leurs récepteurs cellulaires jouent un rôle essentiel dans l’induction de la polarisation des cellules T actives (Comerford & Nibbs, 2005). En effet, les cellules T actives migrent vers le site d’infection et se polarisent selon le type de cytokines produites dans le milieu, soit en Th1 en présence de l’IL-12, soit en Th2 en présence de l’IL-4 (Spellberg & Edwards, 2001, Brandtzaeg, 2002, Sun et al., 2005). La polarisation des réponses Th1/Th2 est décrite schématiquement dans la Figure 1.11.

Récemment, Bote et ses collaborateurs (2004) ont mentionné que l’organisation fonctionnelle de l’immunité médiée par les cellules Th1 (productrices de IFN-γ) et Th2 (productrices de l’IL-4), est plutôt tripolaire que bipolaire, puisqu’une autre sous-population de cellules Th, les cellules Tr (productrices de l’IL-10 ou TGF-β), sont impliquées dans l’immunité et exercent un contrôle négatif sur les cellules Th1 et Th2.

La polarisation Th1/Th2 est nécessaire pour le maintien ou l’altération de l’équilibre entre la réponse à un antigène et la tolérance à un antigène au niveau de la muqueuse intestinale (Markus et al., 2002). Selon Perdigon et al. (2002), l’effet des probiotiques sur l’équilibre Th1/Th2 est dépendant de la souche probiotique utilisée. Les effets induits par les probiotiques sur l’équilibre Th1/Th2 peuvent être déterminés par la réponse systémique après une injection parentérale d’ovalbumine. Par exemple, L. casei , L. delbrueckii ssp. bulgaricus et L. acidophilus augmente la production de IgG1 en modifiant la balance en faveur de Th2, alors que L. acidophilus favorise aussi la production de IgG2a en variant la balance en faveur de Th1. Par contre, S. thermophilus ne montre aucune influence sur l’équilibre Th1/Th2.

Toutefois, une polarisation inappropriée des réponses Th1/Th2 se caractérisant par la forte dominance de la réponse de type pro-Th1/anti-Th2 ou de type anti-Th1/pro-Th2, peut conduire respectivement à une auto-immunité (inflammation chronique, arthrite...) ou des allergies (Robinson, 2004). Dans ce cas de figure, des cellules T régulatrices (Tr ou Th3) interviennent pour inhiber les effecteurs cellulaires en produisant des cytokines de type IL-10 ou TGF-β qui bloquent Th2 ou Th1 (Kidd, 2003).

Chez un individu en santé normale, les lymphocytes Tr maintiennent l’homéostasie et préviennent les réponses immunitaires anormales notamment au niveau intestinal et pulmonaire. Cependant, un déséquilibre entre les lymphocytes régulateurs et les lymphocytes effecteurs apparaissent dans certains cas de maladies. En effet, une expansion des lymphocytes Tr supprime les réponses de type Th1 dans le cas de l’inflammation chronique et du cancer. Par contre, une hyperactivité des lymphocytes Th1 entraîne des pathologies comme les maladies auto-immunes, l’inflammation induite par l’infection et le rejet des greffes. Une réponse anormale de type Th2 peut causer des allergies.

Selon Kemp (2000), il existe une corrélation entre l’effet clinique de l’infection et le profil en cytokine de la réponse immunitaire induite par Leishmania , un parasite affectant aussi bien l’homme que la souris. Chez la souris, l’infection engendre une polarisation des cellules Th en cellules Th1 ou Th2 spécifique à l’antigène de Leishmania . Par contre, chez l’homme, en présence de L. donovani , les cellules Th sont polarisées en cellules Th1 et Th2. De même, Ogawara et al.(2005) ont mentionné que le rapport Th1/Th2 a une signification clinique, il varie sensiblement avec l’état de la maladie de myélome. En évaluant l’IFN-γ et de IL-4, ils ont constaté que le rapport Th1/Th2 augmente significativement chez les patients par comparaison au groupe contrôle.

Pour remédier à certaines immunopathologies, des stratégies thérapeutiques basées sur la manipulation in vivo des lymphocytes Tr ont été suggérées (McGuirk & Mills, 2002). Ces thérapies sont présentées dans la Figure 1.12.

Les approches basées sur l’utilisation des probiotiques ou prébiotiques pourraient constituer une alternative d’immunothérapie possible et sécuritaire ouvrant de nouveaux horizons dans le domaine de la prévention et le traitement des anomalies ou pathologies immunologiques chez les enfants, les personnes âgées, etc (Fooks & Gibson, 2002; Kaur et al., 2002; Calder et al., 2002; Ouwehand et al., 2002; Noverr et al., 2004).

Selon la littérature, les probiotiques, grâce à leurs composants intra ou extracellulaires actifs, sont capables d’influencer le système immunitaire par contact avec les cellules immunocompétentes, en transmettant des signaux qui modifient la réponse immunitaire de l'organisme-hôte.

De nombreuses études ont en effet rapporté que la prolifération des lymphocytes et la production de cytokines par les cellules du système immunitaire peuvent être sensiblement modifiées par l’ingestion de probiotiques. Selon la nature de leurs constituants cellulaires, les probiotiques influencent sélectivement la fonction immunitaire en induisant la réponse humorale, cellulaire ou non spécifique. Les probiotiques ont aussi la propriété de réduire ou supprimer la réponse immunitaire induites par les ingrédients alimentaires en induisant la tolérance orale et prévenant les allergies (Prioult et al., 2003; Tanaka & Ishikawa, 2004).

Au niveau de la muqueuse intestinale, les probiotiques et les prébiotiques, comme le montre la Figure 1.13, peuvent influencer directement ou indirectement le système immunitaire via les cellules M actives qui permettent le transfert de l’antigène aux CPA. Leur action peut conduire à la modification de l’équilibre Th1/Th2 en faveur d’une augmentation de lymphocytes B produisant des IgA et d’une réduction concomitante de lymphocytes B sécrétant des IgE responsables des allergies (Ouwehand et al., 2002).

Certaines structures ou composants endo et exocellulaires issus des bactéries lactiques possèdent des propriétés immunogènes. En effet, il a été rapporté que la paroi des bactéries lactiques a un effet adjuvant sur la réponse immunitaire chez la souris et l’homme (Tomasî icâ et al., 2000; Halassy et al., 2003; Wang et al., 2004). La paroi des bactéries lactiques a une structure typique des bactéries Gram-positives caractérisée par une épaisse multicouche de peptidoglycane, décorée avec des protéines, des acides teichoïques, des polysaccharides et entourée, chez certaines espèces, par une couche para cristalline de protéines de la couche S (Delcour et al., 1999). Une description schématique de la paroi des bactéries lactiques est rapportée dans la Figure 1.14.

Le peptidoglycane, élément majeur de la paroi bactérienne, est un glycopeptide sensible à l’action du lysozyme, enzyme secrétée dans l’intestin par les cellules de Paneth (Peeters et al., 1975). Ce composant est constitué de : glucosamine, acide muramique, L-alanine, acide D-glutamique, lysine, acide D-aspartique et D-alanine (Wallinder et al., 1971). Par ailleurs, des études ont montré que le peptidoglycane, l’acide teichoïque et le contenu cytoplasmique de bactéries lactiques stimulent la production de certaines cytokines (IL-1, IFN-γ, IL-6, TNF-α...), l’activité du macrophage et la prolifération des cellules de plaques de Peyer (Iribe et al., 1981; Yamamoto et al., 1985; Meydani & Ha, 2000; Kankaanpa et al., 2003).

L’effet immunomodulateur peut être également induit par les protéines de la couche S de la paroi et d’autres composants intracellulaires (acides nucléiques, peptides, protéines) ou extracellulaires (exopolysaccharides). Selon Grogono-Thomas et al. (2003), les protéines de la couche S de la paroi bactérienne sont de taille variable et hautement antigénique. Elles génèrent une forte production d’anticorps (IgG) chez l’hôte. Des études ont rapporté que des peptides dérivant du processus de biosynthèse des protéines chez la flore normale du colon ont la propriété de générer in vivo une inflammation des muqueuses. Ces peptides sont formylés et à effet chémotactique, ils induisent la migration des cellules inflammatoires dirigées vers leur cible et stimulent leurs fonctions biologiques comme la dégranulation, la production de radicaux d’oxygène, la phagocytose, et la synthèse d’eicosaenoides (ex. leukotriene B4) stimulant la réponse des leucocytes (Chadwick et al., 1988; Nast & LeDuc,1988; Hobson et al., 1990).

Selon certaines études, l’ADN bactérien et des oligodeoxynucléotides exprimant des motifs de CpG (deoxycytidylatephosphate-deoxyguanylate) non méthylés induisent la maturation, la différentiation et la prolifération des cellules immunitaires : cellules B, T et NK, les monocytes, les macrophages et les cellules dendritiques (Roman et al., 1997; Sun et al., 1998; Klinman et al., 2004). Jijon et al. (2004) ont souligné que l’ADN produit par les probiotiques ont la propriété d’améliorer la fonction immunitaire et épithéliale chez la souris et l’homme en réduisant les réponses pro-inflammatoires. Une étude similaire menée par Lammers et al. (2003) a démontré que l’ADN génomique de bifidobactéries induit une sécrétion d’une cytokine anti-inflammatoire IL-10 par les cellules mononuclées du sang périphérique humain.

Des composants bactériens extracellulaires ont également la propriété de stimuler la réponse immunitaire. Ruiz-Bravo et al. (2001) ont indiqué que des exopolysaccharides produits par le bacille Paenibacillus jamilae CP-7, administré par voie intra péritonéale aux souris Balb/c ont permis de mettre en évidence des effets immunomodulateurs intéressants en améliorant la résistance à Listeria monocytogenes . En outre, ils ont observé une augmentation in vitro de la prolifération lymphocytaire. Tandis que Gonzalez et al. (2003) ont démontré que des polysaccharides capsulaires extraits et purifiés de Porphyromonas gingivalis , utilisés comme antigène pour immuniser des souris, augmentent la production des IgM et IgG dans le sérum par rapport aux souris traitées avec les cellules bactériennes entières.

Chabot et al. (2001) ont récemment étudié in vitro les propriétés immunostimulantes des EPS produits par Lactobacillus rhamnosus RW- 9595M en utilisant des splénocytes de souris C57Bl/6 et BALB/c, la lignée macrophagique murine RAW.264.7 et les cellules mononuclées du sang humain. Les indices de stimulation de la prolifération cellulaire obtenus dans cette étude se sont avérés faibles, estimés à moins de 155 % par rapport au contrôle (100%). Néanmoins, la détection de certaines cytokines dans le milieu de culture indique un certain effet mitogène des EPS synthétisés par L. rhamnosus.

En résumé, de nombreuses études s’accordent à affirmer que les cellules microbiennes inactivées (non viables), ainsi que leurs composants cellulaires ou produits de sécrétion (métabolites), sont capables de stimuler certains composants du système immunitaire de la même façon que les cellules viables. Cependant, les composants endo et exocellulaires de bifidobactéries impliqués dans l’induction de l’effet immunomodulateur sont très peu documentés. Seuls les effets immunomodulateurs des EPS de L. rhamnosus ont été étudiés. Par contre, les EPS produits par les bifidobactéries pourtant candidates aux probiotiques ne sont pas encore explorés. L’identification des composants cellulaires à pouvoir immunomodulateur issus des bifidobactéries serait donc d’un grand intérêt.

Le processus de modulation immunitaire est amorcé grâce à l’interaction entre le composé bactérien actif et des récepteurs cellulaires de signal bactérien se trouvant sur les cellules immunitaires. Ces récepteurs sont appelés Toll like receptors (TLR)s. Comme le montre la Figure 1.15, cette interaction génère un signal qui est transmis au noyau de la cellule immunitaire en induisant la transcription du gène codant pour la synthèse des cytokines. Selon Mastrandrea et al. (2004), les bactéries et leurs produits sont capables de stimuler le processus de sécrétion des cytokines par activation des récepteurs cellulaires spécifiques et par conséquent la translocation nucléaire des facteurs de transcription. Les TLRs influencent le développement de la réponse immunitaire adaptative par activation des cellules CPA et jouent un rôle crucial dans l’induction des réponses de type Th1 et Th2 (Dabbagh & Lewis, 2003).

Environ dix récepteurs de signaux bactériens de nature protéique, ont été répertoriés chez les cellules immunitaires (monocytes, neutrophiles, macrophages) (Medzhitov et al., 1997; Chaudhary et al., 1998; Wang et al., 2003). Par exemple, le TLR2, TLR4 et TLR9 reconnaissent les signaux provenant des composants de la paroi et du cytoplasme de bactéries Gram-positive (Saito, 2004). Cependant, TLR4 reconnaît aussi le signal induit par le composant de la paroi de bactéries Gram-négative (LPS), alors que TLR2 et TLR6 agissent ensemble contre les particules de paroi de bactéries Gram-positives et celles des levures (Takeuchi et al., 2000; Echchannaoui et al., 2002). Ishii et al. (2004) ont rapporté que l’ADN des bactéries contient des motifs CpG interagissant avec le TLR9 des cellules immunitaires en induisant la production de cytokines, de chémokines et d’immunoglobulines. Chez l’humain, l’expression de la protéine TLR2 est prédominante sur les monocytes et neutrophiles, et non sur les cellules T, les cellules B ou cellules NK (Flo et al., 2001).

En effet, Hosono et al. (1997) ont démontré qu’un composant polysaccharidique isolé de la membrane cellulaire de Bifidobacterium adolescentis induit une forte prolifération des lymphocytes. De même, Kitazawa et al. (2000) ont souligné qu’un phosphopolysaccharide extracellulaire neutre produit par Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus OLL 1073R-1 stimule la fonction phagocytaire des macrophages in vivo et in vitro .

Pour mettre en évidence les effets immunomodulateurs des probiotiques tant recherchés dans le cas de la tolérance orale, des allergies et des infections, les études réalisées de nos jours font appel à des méthodes in vitro ou ex vivo (ex. : lignées cellulaires en culture) et / ou in vivo chez l’animal (animaux conventionnels ou axéniques) et rarement chez l’Homme.

Les travaux récents de Prioult et al. (2003) ont mis en évidence l’effet des probiotiques sur l’induction et le maintien de la tolérance orale à la β-lactoglobuline bovine chez la souris conventionnelle. L’effet observé au niveau humoral et cellulaire dépendait de la souche probiotique utilisée. Lactobacillus paracasei s’est avéré plus efficace que Bifidobacterium lactis et L. johnsonii. Kankaanpa et al. (2003) ont mentionné que Lactobacillus GG, Bifidobacterium Bb-12 et L. acidophilus inhibent la prolifération des cellules mononuclées du sang périphérique humain, l’expression des marqueurs cellulaires CD25, CD69 et de HLA-DR (système CMH-Antigène humain) sur les lymphocytes T stimulées avec phytohémagglutinine et la production de IL2 et IL4. Par ailleurs, Ulisse et al. (2001) et Morita et al. (2002) ont démontré que des souches probiotiques appartenant au genre Lactobacillus induisent in vitro et in vivo une production significative de cytokines anti-inflammatoires notamment IL-10.

De même, Jijon et ses collaborateurs (2004) ont démontré que l’ADN des bactéries probiotiques réduisent in vitro et in vivo les réponses inflammatoires au niveau de l’épithélium intestinal. Ils ont étudié l’effet de l’ADN issu d’un mélange de 8 souches probiotiques ( L. acidophilus MB 443, L. delbrueckii subsp . bulgaricus MB 453, L. casei MB 451, L. plantarum MB 452, B. longum Y10, B. infantis Y1, B. breve Y8 et S. salivarius subsp . thermophilus MB 455), sur des mono couches de cellules épithéliales HT-29, des segments de colon, des splénocytes murins, et des souris déficientes en IL-10 en présence de stimulus pro-inflammatoire. Ils ont observé une réduction de la sécrétion de IL-8 par HT-29, une inhibition des mécanismes pro-inflammatoires (protéine kinase, facteur kappa B) et la sécrétion de IFN-γ dans le colon et par les splénocytes. Une diminution de la production de TNF-α et IFN-γ au niveau de la muqueuse et une amélioration de l’état histologique des souris ont été également constatées

De nombreux travaux de recherches sont actuellement focalisés sur les maladies allergiques à cause de l’augmentation de la prévalence des allergies observée particulièrement dans les pays occidentaux. L’émergence de ces maladies s’explique en partie par l’hypothèse d’hygiène, selon laquelle la présence d’hygiène diminue l’exposition du corps aux agents infectieux en réduisant l’activité du système immunitaire et augmentant les risques d’apparition des désordres allergiques atopiques (Sheikh & Strachan, 2004). Les études rapportées ont démontré l’effet anti-prolifération des souches probiotiques sur les cellules immunitaires impliquées dans les réactions allergiques (dermatite et allergies alimentaires), l’expression des récepteurs et la production de cytokines.

En effet, une étude clinique de Mastrandrea et al. (2004) effectuée sur des sujets humains (6 à 48 ans) présentant des symptômes cliniques d’asthme et/ou conjonctivite, rhinite, urticaire, dermatite atopique, allergie alimentaire et le syndrome de l’intestin irrité, a montré les effets positifs des probiotiques dans le traitement des maladies allergiques. Selon cette étude, une administration quotidienne d’un mélange (1 x 109 bactéries vivantes) de Lactobacillus acidophilus , L. delbrueckii et Streptococcus thermophilus permet de réduire significativement le taux de précurseurs circulants de lymphocytes CD34 + impliqués dans l’inflammation allergique systémique.

Wang et al (2004) ont rapporté que l’ingestion de lait fermenté contenant Lactobacillus paracasei -33 ( 2 x 109 cfu/pot) pendant 30 jours, permet d’améliorer la qualité de vie chez des patients souffrant d’une rhinite allergique.

Des souris Balb/C et des rats Wistar et Brown infectés par Listeria monocytogenes ont montré, après une administration orale de cellules (109 cfu ) de Lactobacillus casei Shirota, une réduction significative de l’infection et une amélioration de la mémoire immunologique de la réponse à médiation cellulaire induite. Les effets observés dépendaient de la dose, de la viabilité et de la durée de supplémentation, mais pas de l’espèce ou de la caractéristique génétique de l’hôte (de Waard et al., 2003).

Récemment, Lee et al. (2004) ont étudié in vitro l’activité anti-prolifération des fractions cytoplasmiques de Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei et Bifidobacterium longum sur les lignées de cellules tumorales SNUC2A, SNU1, NIH/3T3 et Jurkat. Ils ont constaté que toutes les fractions cytoplasmiques, particulièrement celles de L. casei et B. longum, inhibent la prolifération des cellules tumorales. Ils ont mentionné que les mêmes souches bactériennes administrées à des souris induisent un effet immunomodulateur se traduisant par une augmentation du nombre de cellules T, cellules NK, cellules CMH classe II+ et cellules T CD4 CD8 +.

Une forte activité antimicrobienne des bifidobactéries contre la souche bactérienne pathogène E. coli O157:H7 a été révélée par une étude Gagnon et al.(2004). Cette étude a démontré que deux souches de bifidobactéries isolées à partir de fecès de nourrissons, B. bifidum RBL 71 et B. bifidum RBL 460, ont une forte capacité d’adhésion aux cellules Caco-2 et permettent de réduire significativement l’adhésion des E. coli à cette lignée cellulaire de colon humain, laissant suggérer une possible protection contre l’infection causée par ce pathogène.

Valeur et al. (2004) ont tenté d’établir cliniquement un lien entre la colonisation due aux bactéries probiotiques et la fonction immunitaire au niveau de la muqueuse intestinale. En supplémentant la ration alimentaire de 19 volontaires avec Lactobacillus reuteri ATCC 55730, à raison de 4 x 108 cfu/jour pendant 28 jours, une forte colonisation du tractus gastro-intestinal suivie d’une diminution du nombre d’histiocytes dans la muqueuse gastrique et d’une augmentation significative du nombre de lymphocytes B dans le duodénum et de lymphocytes T CD4 + dans l’épithélium de l’iléon a été observée.

Une étude de Shu et al. (2000) a montré que l’administration par voie orale de la souche probiotique Bifidobacterium lactis (HN019) à des souris Balb/c confère une meilleure protection contre l’infection due à Salmonella typhimurium par comparaison aux souris contrôles n’ayant pas ingéré de B. lactis . Selon cette étude, l’ingestion de B. lactis entraîne chez les souris infectées une réduction de la translocation du pathogène aux tissus viscéraux (rate et foie) et une amélioration significative des paramètres immunologiques comme la prolifération des lymphocytes, l’activité macrophagique sanguine et péritonéale, la production des anticorps anti- S. typhimurium.

De même, Jain et al. (2004) ont observé chez des patients souffrant d’une septicémie une réduction significatifve de l’incidence des bactéries potentiellement pathogènes suite à l’ingestion pendant une semaine d’un mélange symbiotique contenant Lactobacillus acidophilus La5, Bifidobacterium lactis Bb 12, Streptococcus thermophilus , Lactobacillus bulgaricus et oligofructose.

Dans le Tableau 1.6 sont résumées certaines autres études in vitro , ex vivo , in vivo et cliniques rapportées dans la littérature. Les études in-vitro rapportées dans ce tableau démontrent que certaines souches de probiotiques du genre Lactobacillus et Bifidobacterium stimulent l’activité des macrophages et des cellules mononuclées en induisant la sécretion de plusieurs cytokines (TNF-α, IFN-γ, Il-10, etc). Les effets observés mettent donc en évidence l’influenece des probiotiques sur certains composants du sytème immunitaire. Les études ex vivo et in vivo démontrent que l’ingestion de probiotiques ( Streptococcus , Lactobacillus , Bifidobacterium ) réduit la colonisation du tube digestif par les bactéries pathogènes (ex. Helicobacter pylori) et stimule la réponse immunitaire spécifique en activant les cellules CD4 +. Selon les études cliniques rapportées, l’ingestion de probiotiques augmente les capacités de défense de l’hôte en activant les lymphocytes T CD4 +, stimulant l’activité anti- tumorale et réduisant les infections comme la colonisation vaginale aux coliformes et levures. Toutefois, les effets observés dans ces études sont variables selon la souche probiotique utilisée.

Selon la littérature, les aliments probiotiques présentent incontestablement un fort potentiel pour prévenir certaines maladies infectieuses et ont des effets positifs sur l'homéostasie du système immunitaire sans induction d'effets négatifs, comme l'allergie ou les réponses auto-immunes. En effet, une amélioration de la protection de l’organisme contre les maladies observée suite à la consommation de produits fermentés laisse suggérer qu’il existe une relation directe entre les probiotiques et les systèmes immunitaires inné et adaptatif qui réagissent d’une manière simultanée et coordonnée.

Il apparaît que des composants, des activités enzymatiques ou des produits métaboliques/fermentions issus de bactéries probiotiques peuvent contribuer ou méditer des effets bénéfiques spécifiques sur la fonction immunitaire. Il semblerait que les exopolysacharides produits par certaines bactéries lactiques (probiotiques) exercent un effet stimulant sur la réponse immunitaire. Cependant, les preuves apportées pour soutenir cette affirmation demeurent très fragmentaires et plusieurs questions demeurent encore sans réponse telles que :

- Quelles sont, parmi les espèces probiotiques connues, celles capables d’exercer un effet immunomodulateur significatif?

- Quels sont les facteurs cellulaires et moléculaires impliqués dans l’interaction entre les probiotiques et les composants du système immunitaire?

- Quels sont les mécanismes impliqués dans cet effet immunomodulateur?

En outre, l’implantation d’une souche probiotique dans la flore intestinale d’un individu peut se confronter au problème de résistance à la colonisation manifestée par la flore locale, et les conditions gastro-intestinales hostiles (acidité, bile, enzymes...) affectant la survie du probiotique. Ainsi, l’ingestion de probiotiques doit être massive et continue ou semi-continue pour qu’ils puissent avoir une action efficace et mimer l’effet d’une flore implantée dans l’organisme.

Les études peu nombreuses consacrées à l’effet immunomodulateur des probiotiques ont majoritairement été basées sur des modèles expérimentaux permettant de déterminer l’effet des souches ou espèces du genre Lactobacillus sur les réponses immunitaires de l’hôte. Cependant, le potentiel immunomodulateur des bifidobactéries est très peu étudié. De plus, le rôle des EPS produits par les bifidobactéries dans l’effet immunomodulateur n’est pas encore déterminé. Par ailleurs, les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans l’immunomodulation induite par les bifidobactéries ne sont pas encore bien élucidés. La connaissance de ces mécanismes permettrait certainement une meilleure sélection des souches en fonction de l’activité recherchée et par conséquent une utilisation plus efficace et plus ciblée.

L’étude du pouvoir immunomodulateur des composants endo et exocellulaires de souches de bifidobactéries s’avère nécessaire compte tenu de la lyse cellulaire des probiotiques après leur ingestion et de la susceptibilité du système immunitaire à répondre aux signaux bactériens.

L’hypothèse que nous nous sommes proposée de vérifier par ce travail se résume comme suit :

Certaines bactéries appartenant au genre B ifidobacterium seraient capables de moduler certaines fonctions du système immunitaire à travers les organes immunitaires du tube digestif. Cette fonction immunomodulatrice n’est pas nécessairement associée à la viabilité des souches et des composantes cellulaires issues de la lyse des bifidobactéries lors de leur passage dans le tractus gastro-intestinal seraient également capables d’exercer cette fonction sur le système immunitaire. Parmi les composantes cellulaires impliquées, les polysaccharides seraient la composante ayant les effets les plus marqués sur les différentes fonctions immunitaires.

Afin de vérifier l’hypothèse ci-dessus, nous avions visé l’objectif général suivant : Étudier à travers des modèles in vitro et ex vivo , le potentiel immunostimulant des composants intra-cellulaire et extra-cellulaire de certaines souches probiotiques appartenant au genre B ifidobacterium et productrices d’exopolysaccharides, et élucider les mécanismes moléculaires qui y sont impliqués.

Les objectifs spécifiques assignés à notre étude sont les suivants:

Objectif 1. Produire et caractériser les EPS biosynthétisés par certaines souches de bifidobactéries;

Objectif 2 . Évaluer ex vivo l’effet du contenu cytoplasmique, de la paroi cellulaire et des EPS de bifidobactéries sur la prolifération des lymphocytes et la production de cytokines;

Objectif 3. Identifier, caractériser et valider à l’échelle biochimique, immunologique et moléculaire les fractions bactériennes responsables de l’activité immunomodulatrice observée;

Objectif 4 . Exploiter les résultats obtenus dans les objectifs précédents pour produire et caractériser des anticorps monoclonaux spécifiques aux bifidobactéries en vue de développer une méthode d’immuno-culture permettant la détection de souches de bifidobactéries viables dans les aliments.

© Tahar Amrouche, 2005