Exploration de l’écosystème végétal (Fruits) : Recherche de souches de bactéries lactiques et de levures antagonistes et/ou probiotiques - Archive ouverte HAL
Thèse Année : 2020

Exploration of the plant ecosystem (fruit): Search for antagonistic and/or probiotic strains of lactic acid bacteria and yeasts

Exploration de l’écosystème végétal (Fruits) : Recherche de souches de bactéries lactiques et de levures antagonistes et/ou probiotiques

Résumé

This study is the first of its kind in Algeria, which aims to explore the ecosystem of typical fruits harvested in Kabylia, in order to reveal their richness in microorganisms with probiotic and bio-conservative potential. Blackberries (Rubus sp.), fresh figs (Ficus carica), prickly pears (Opuntia ficus-indica) and pomegranates (Punica granatum) were harvested in the locality of Akbou (Bejaia). One hundred and two isolates including 85 lactic acid bacteria (Lactobacillus and Leuconosctoc) and 17 yeasts (Kluyveromyces, Saccharomyces, Hanseniaspora, Pichia, Meyerozyma, and Candidas) were isolated, purified and identified by MALDI-TOF mass spectrometry. The 85 lactic acid bacterial isolates were then evaluated for their ability to persist under conditions mimicking those of the gastrointestinal tract, and the resulting survival rates were statistically processed by principal component analysis (PCA). This analysis permitted the selection of 26 isolates which were submitted to a genetic typing using the RAPD-PCR technique. Based on the latter, ten lactobacilli strains (9 Lactobacillus plantarum and 1 Lactobacillus paracasei) were selected. After verification of the strains safety (absence of cytotoxicity and hemolysis), their probiotic’s potential (adhesion to intestinal Caco-2 cells, cholesterol-lowering, antioxidant, antibacterial, anti-biofilm and anti-adhesive activities) was demonstrated. These strains showed variable rates of adhesion to intestinal cells (0.37 to 10.22%). Lb. plantarum F2 and 2F8 showed particularly promising cholesterol-lowering activity, significant bile salt hydrolase activity, in correlation with the expression of the bsh2, bsh3 and bsh4 genes. An antibacterial activity, mainly related to lactic acid production (9.64 to 16.74 g/l), as well as strong anti-biofilm activity on 96-well polystyrene microplates and antiadhesive activity on Caco-2 epithelial cells against pathogenic bacteria (E. coli, S. aureus and L. monocytogenes) were recorded. Furthermore, an antioxidant power was observed in particular with Lactobacillus paracasei FB1. At the same time, the 17 yeasts isolates were tested for their antibacterial and hemolytic activities. Only the eight isolates belonging to Kluyveromyces genus were found to be antagonistic to S. aureus and no hemolytic activity was detected. These strains showed good tolerance to acidity and bile, good potential for self-aggregation and hydrophobicity. Taken together, these results allow us to consider expanding the screening of yeasts belonging to Klyuveromyces and Saccharomyces and the possibility of using the Lactobacillus strains, in particular Lb. plantarum (F2 and 2F8) and Lb. paracasei FB1 as probiotics in humans.
Cette étude est la première dans son genre en Algérie, qui avait pour but d’explorer l’écosystème de fruits typiques récoltés dans la région de la Kabylie, afin de révéler leur richesse en microorganismes d’intérêts probiotiques et/ou bio-conservateurs. Les mûres (Rubus sp.), les figues fraîches (Ficus carica), les figues de Barbarie (Opuntia ficus-indica) et les grenades (Punica granatum) ont été récoltées dans la localité d’Akbou (W. Béjaia). Cent deux isolats dont 85 bactéries lactiques (Lactobacillus et Leuconosctoc) et 17 levures (Kluyveromyces, Saccharomyces, Hanseniaspora, Pichia, Meyerozyma, et Candidas) ont été obtenus, purifiés et identifiés par spectrométrie de masse MALDI-TOF. Les 85 isolats de bactéries lactiques ont ensuite été évalués pour leur capacité à persister dans des conditions imitant celles du tractus gastro-intestinal, et les taux de survie obtenus ont été traités statistiquement par l'analyse en composantes principales (ACP). Cette analyse a permis de retenir 26 isolats qui ont fait l’objet d’un typage génétique à l’aide de la technique RAPD-PCR. Sur la base de cette dernière, dix souches de lactobacilles (9 Lactobacillus plantarum et 1 Lactobacillus paracasei) ont été sélectionnées. Après vérification de l’innocuité de ces souches (absence de cytotoxicité et d’hémolyse), leur potentiel probiotique (adhésion aux cellules intestinales Caco-2, activités hypocholestérolémiante, antioxydante, antibactérienne, anti-biofilm et antiadhésive) a été mis en évidence. Ces souches ont montré des taux variables d’adhésion aux cellules intestinales (0,37 à 10,22 %). Lb. plantarum F2 et 2F8 ont particulièrement montré une prometteuse activité hypocholestérolémiante et une importante activité bile salt hydrolase en corrélation avec l'expression des gènes bsh2, bsh3 et bsh4. Une activité antibactérienne, principalement liée à la production d’acide lactique (9,64 à 16,74 g/l), ainsi qu’un fort pouvoir anti-biofilm sur microplaques en polystyrène et antiadhésif sur cellules épithéliales Caco-2 à l’égard de bactéries pathogènes (E. coli, S. aureus et L. monocytogenes) ont été enregistrés. De même, un pouvoir antioxydant a été noté en particulier avec Lactobacillus paracasei FB1. Parallèlement, les 17 isolats de levures identifiés, ont été testés pour leurs activités antibactérienne et hémolytique. Seuls les huit isolats du genre Kluyveromyces ont été révélés antagonistes à l’égard de S. aureus et aucun pouvoir hémolytique n’a été détecté. Ces souches ont montré une bonne tolérance à l’acidité et à la bile, un bon potentiel d’auto-agrégation et d’hydrophobicité. L’ensemble de ces résultats nous permettent d’envisager l’élargissement du criblage des levures appartenant à Klyuveromyces et à Saccharomyces et la possibilité d’usage des souches de lactobacilles, en particulier Lb. plantarum F2 et 2F8 et Lb. paracasei FB1 comme probiotiques chez l’Homme.
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Dates et versions

tel-04549508 , version 1 (17-04-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04549508 , version 1

Citer

Nacim Barrache. Exploration de l’écosystème végétal (Fruits) : Recherche de souches de bactéries lactiques et de levures antagonistes et/ou probiotiques. Sciences du Vivant [q-bio]. Université Bejaia, Algérie, 2020. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-04549508⟩
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