Lactobacillus zeae protects Caenorhabditis elegans from enterotoxigenic Escherichia coli-caused death by inhibiting enterotoxin gene expression of the pathogen.

Zhou, M., Yu, H., Yin, X., Sabour, P.M., Chen, W., et Gong, J. (2014). « Lactobacillus zeae protects Caenorhabditis elegans from enterotoxigenic Escherichia coli-caused death by inhibiting enterotoxin gene expression of the pathogen. », PLoS ONE, 9(2: Article e89004). doi : 10.1371/journal.pone.0089004  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Contexte. Le nématode Caenorhabditis elegans est de plus en plus utilisé dans la recherche d’antimicrobiens et de probiotiques pour lutter contre les pathogènes. Il s’agit également d’un outil utile pour étudier les interactions microorganismes-hôtes. Avec ces travaux, nous avons mis au point un essai sur la longévité du C. elegans pour la présélection de bactéries probiotiques qui pourraient se révéler utiles dans la lutte contre Escherichia coli K88+ entérotoxinogène (ETEC), un pathogène qui cause la diarrhée chez le porc. Cette étude nous a également permis d’élucider un mécanisme qui pourrait être à l’origine de la protection conférée par Lactobacillus. Méthodologie et principales constatations. Nous avons utilisé la durée de vie du C. elegans pour mesurer 1) la réponse de vers à l’infection par ETEC et 2) la protection conférée par des bactéries productrices d’acide lactique (bactéries lactiques). Parmi 13 isolats de bactéries lactiques dont la capacité à protéger C. elegans contre les effets létaux causés par la souche ETEC JG280, c’est le Lactobacillus zeae LB1 qui a conféré la plus grande protection (86 %). Le traitement avec Lactobacillus n’a pas réduit la colonisation de l’intestin du nématode par ETEC JG280. L’administration, aux vers, de la souche E. coli JFF4 (K88+ sans les gènes estA, estB et elt codant les entérotoxines) n’a pas entraîné leur mort. Il y a eu une augmentation significative de l’expression des gènes estA, estB et elt pendant l’infection par la souche ETEC JG280, laquelle a été fortement inhibée par l’isolat LB1. Les clones porteurs du gène estA ou estB exprimé chez E. coli DH5α se sont avérés aussi efficaces que la souche ETEC JG280 pour tuer le nématode, mais, les clones elt n’ont tué que 40 % environ des vers. L’Isolat LB1 pouvait protéger les vers contre l’effet létal des clones. Ce même isolat n’a toutefois que partiellement inhibé l’expression des gènes codant les entérotoxines chez ETEC JG280 et E. coli DH5α in vitro. Conclusions/Signification. Cet essai sur la durée de vie du nématode peut être utilisé dans la recherche de probiotiques capables de réprimer la bactérie ETEC (en vue de la sélection d’organismes efficaces et aux fins d’études mécanistes). Les entérotoxines thermostables semblent le principal facteur responsable de la mort du C. elegans. La protection conférée par Lactobacillus semble résulter de l’inhibition de la production d’entérotoxines par ETEC, plutôt que de l’absence de la colonisation de l’intestin du nématode.

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