Elucidation des mecanismes d’action anti-c. Difficile par les souches probiotiques lactobacillus acidophilus CL1285, lacticaseibacillus casei LBC80r et lacticaseibacillus rhamnosus CLR2

Masset, Zoé (2022). Elucidation des mecanismes d’action anti-c. Difficile par les souches probiotiques lactobacillus acidophilus CL1285, lacticaseibacillus casei LBC80r et lacticaseibacillus rhamnosus CLR2 Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en Microbiologie Appliquée, 122 p.

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Résumé

Les infections à C. difficile (ICD) sont une importante cause de morbidité et de mortalité chez les patients hospitalisés. La formule probiotique contenant les souches L. acidophilus CL1285, L. casei LBC80R et L. rhamnosus CLR2, aide à réduire l’incidence des ICD et des diarrhées associées aux antibiotiques (DAA). Malgré son efficacité clinique démontrée pour la prévention des ICD, les mécanismes sous-jacents de cet effet prophylactique sont méconnus. Des travaux antérieurs ont démontré que ces souches probiotiques inhibent la croissance et la sécrétion des toxines A et B de C. difficile (CD) en co-culture par des mécanismes dépendants et indépendants de l’acidification du milieu. L’acidification étant un mécanisme général d’inhibition pour la croissance des bactéries, l’objectif de ce projet vise à élucider les mécanismes d’action indépendants de l’acidification du milieu pouvant ainsi expliquer l’effet protecteur démontré lors des études cliniques. Pour ce faire, l’activité anti-toxine a été confirmée dans des essais de co-culture en fermenteur permettant un contrôle précis du pH. Ensuite, l’expression de l’ensemble des gènes de CD a été évaluée entre des monocultures et des co-cultures de CD avec les souches probiotiques par transcriptomique. Enfin, la modulation de l’expression des gènes observée lors des essais de transcriptomique a été confirmée par RT-qPCR. Les résultats de fermentation ont démontré une diminution de la toxine A de 47% dans les co-cultures de CD avec les probiotiques, mais pas de diminution significative pour la toxine B ni d’inhibition de la croissance. Les résultats de l’étude transcriptomique n’ont pas démontré de sur ou sous-expression des gènes codants pour les toxines A et B. Cependant, d’autres gènes liés à la motilité, l’adhérence, à la production de biofilm, tous impliqués dans la virulence de CD, ont été sous-exprimés.

C. difficile infections (Khanafer et al.) are a major cause of morbidity and mortality in hospitalized patients. The probiotic formulation comprised of L. acidophilus CL1285, L. casei LBC80R and L. rhamnosus CLR2 strains help to reduce the incidence of CDI and antibiotic-associated diarrhea (AAD). Despite its clinical efficacy for the prevention of CDI, the underlying mechanisms of this therapeutic effect are not well understood. Previous works have shown that these probiotic strains inhibit the growth of C. difficile (CD) and secretion of its toxins A and B by two mechanisms; one relying on acidification and the other not. The objective of this project was therefore to elucidate the mechanism of action, independent of the acidification of the environment. To do this, the anti-toxin activity was confirmed in co-culture assays conducted in a bioreactor allowing precise control of the pH. Then, the expression of CD genes was evaluated between monocultures and co-cultures of CD with the probiotic strains using transcriptomics. Then, the modulation of gene expression revealed by transcriptomic assays were confirmed by RT-qPCR. Fermentation results demonstrated a 47% decrease for the toxin A in CD co-cultures with probiotics, but no significant decrease of the toxin B nor growth inhibition. The results of the transcriptomic study did not demonstrate over or under expression of the genes encoding toxins A and B. However, many other genes related to motility, adhesion, biofilm production, involved in CD virulence have been repressed by the presence of the probiotic strains.

Type de document:	Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse:	Lacroix, Monique
Co-directeurs de mémoire/thèse:	Millette, Mathieu
Mots-clés libres:	probiotiques; Clostridioides difficile; Lactobacillus; infections à C. difficile; L. acidophilus CL1285; L. casei LBC80R; L. rhamnosus CLR2; microbiote; dysbiose; expression de gènes; probiotics; C. difficile infections; microbiota; dysbiosis; gene expression
Centre:	Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt:	02 juill. 2024 14:07
Dernière modification:	02 juill. 2024 14:07
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/15725

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