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Thèse Année : 2012

Potentiel probiotique des bactéries lactiques de l’écosystème mammaire bovin contre les mammites à Staphylococcus aureus

Résumé

Staphylococcus aureus is one of the main pathogens involved in ruminant mastitis. Severity of bovine S. aureus mastitis is highly variable, from subclinical to gangrenous mastitis. Nevertheless S. aureus factors that may explain this variability are still poorly documented. There is a great demand for the reduction of antibiotics use in veterinary medicine. Besides, these antibiotics have a low efficiency against staphylococcal mastitis. There is thus a need to develop alternative strategies. One feature of S. aureus is its ability to persist within the mammary tissue and induce chronicity of the infection. One of the main causes is the S. aureus ability to adhere to and internalize into host cells. The concept of biological control, using natural inhibitory properties of lactic acid bacteria (LAB) as probiotics, is now well established in humans and animals and is used to reduce, prevent or treat bacterial infections. This PhD work aims to better characterize the mammary microbiota in particular its LAB population, which might exert a positive effect on host health, and to determine its potential to modulate adhesion and internalization of S. aureus. This work was realized using two S. aureus strains as representatives of strains inducing severe (S. aureus RF122) or mild and chronic (Newbould 305) mastitis. Our results showed that the cellular invasion capacities seems to be key element in the chronicity observed in Newbould 305 mastitis. This was determined by genomic, proteomic and phenotypic comparison with RF122. Besides, we showed that the bovine mammary ecosystem present a LAB biodiversity and that these LAB presented interesting probiotic capacities. This was shown in an in vitro model of tripartite interaction, between S. aureus, Lactobacillus casei and the mammary epithelial cells MAC-T. In this system, L. casei impairs S. aureus adhesion and internalization without modifying the viability and the morphology of cells. The inhibition depends on a direct contact with live L. casei. Identification of the molecular basis of this inhibition are currently under investigation. These results open new perspectives in the application of lactic acid bacteria as mammary probiotics.
Staphylococcus aureus est un des pathogènes majeurs impliqués dans les mammites chez les ruminants. Il engendre des tableaux cliniques très variables, allant des mammites subcliniques aux mammites gangréneuses, mais les mécanismes de cette variabilité restent encore mal connus. La volonté de réduire l’utilisation d’antibiotiques en médecine vétérinaire ainsi que leurs faibles efficacités contre les mammites staphylococciques justifient les efforts consentis au développement de stratégies alternatives. L’une des particularités des infections intramammaires à S. aureus est leur chronicité et leur persistance dont l’une des principales causes est la capacité de S. aureus à adhérer et internaliser dans les tissus de l’hôte. Utiliser les propriétés inhibitrices des bactéries dites « probiotiques » d’un écosystème pour réduire, prévenir ou traiter des infections est une stratégie qui a déjà montré de bons résultats chez l’homme. Ce travail de thèse vise à mieux caractériser le microbiote mammaire et notamment la composante lactique et à évaluer son potentiel à moduler l’adhésion et l’internalisation de S. aureus dans les cellules épithéliales mammaires bovines. L’ensemble de ce travail a été réalisé avec deux souches de S. aureus très différentes au niveau des tableaux cliniques engendrés. La souche RF122, très virulente, et la souche Newbould 305, induisant des infections modérées et chroniques. Les résultats obtenus montrent que la capacité d’invasion cellulaire semble être un élément clé dans la chronicité de la souche Newbould 305. Ceci a été montré par l’analyse comparative (génomes, protéomes et phénotypes) des souches Newbould 305 et RF122. D’autre part, l’écosystème de la glande mammaire présente une composante lactique ayant des capacités probiotiques intéressantes. Ceci a été montré in vitro sur une modèle d’interaction tripartite, entre S. aureus, Lactobacillus casei et les cellules épithéliales mammaires MAC-T. Dans ce système, L. casei affecte l’adhésion et surtout l’internalisation de S. aureus sans modifier la viabilité et la morphologie des cellules en culture. L’inhibition semble dépendante d’un contact direct avec des L. casei viables. La caractérisation des bases moléculaires de ces phénomènes se poursuit dans l’équipe. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives dans l’application de bactéries lactiques en tant que probiotique mammaire.
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Citer

Damien Bouchard. Potentiel probiotique des bactéries lactiques de l’écosystème mammaire bovin contre les mammites à Staphylococcus aureus. Alimentation et Nutrition. Université de Rennes 1, 2012. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02810977⟩
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