Retention of viruses and nanoparticles by membrane filtration : application to drinking water production

Lors de la production d’eau destinée à la consommation humaine, produire une eau exempte de tout microorganisme pathogène et notamment de virus pour l’homme est une priorité afin d’éviter tout risque sanitaire. Le procédé d’ultrafiltration a été étudié vis-à-vis de la rétention de deux virus entériques pathogènes : un adénovirus (AdV 41) et un entérovirus (CV-B5). La rétention de ces virus a pu être comparée à celle d’autres composés comme des bactériophages MS2 ou des nanoparticules fluorescentes afin d’évaluer leur potentiel comme modèle de rétention virale. Différentes conditions opératoires ont pu être étudiées. La rétention virale est apparue fortement impactée par la concentration d’alimentation. Si les abattements viraux observés pour de fortes concentrations virales d’alimentation peuvent atteindre 3 à plus de 5 log selon les membranes et les virus étudiés, des abattements inférieurs à 1 log sont obtenus pour les charges virales représentatives de la contamination réelle des eaux environnementales. L’impact de la membrane et de son vieillissement sur la rétention virale a également été étudié par rapport à un vieillissement au NaOCl et un vieillissement réel en usine. Si l’exposition au NaOCl entraîne bien des dégradations du matériau membranaire, c’est l’apparition d’un colmatage après les cycles de filtrations en usine qui influence le plus la rétention virale avec le vieillissement. L’osmose inverse basse pression a également été étudiée et comparée à l’ultrafiltration. Ces membranes denses permettent ainsi d’améliorer la rétention virale, bien qu’elles ne permettent pas une rétention totaleIn drinking water (DW) production, ensuring a good water quality without any pathogen microorganism for human is an important issue. Elimination of these various pathogens is managed thanks to a multibarrier treatment based on various disinfection process as chlorine, UV lights and ozone. Physical separation as membrane processes can also complete the disinfection processes. Ultrafiltration process regarding two enteric viruses’ retention has been studied: one adenovirus (AdV 41) and one enterovirus (CV-B5). Retention of these two viruses has been compared to other compounds’ retention as MS2 bacteriophages of fluorescents nanoparticles. These compounds were then evaluated as model compounds to mimic enteric viruses’ retention. Effects of various filtration conditions on viral separation has been studied. The viral retention appeared to be strongly impacted by the feed suspension concentration. If high feed concentrations allow to achieve 3 to more than 5 log removal depending on virus and membrane, removals below 1 log were observed for the feed concentrations representatives of the real environmental water contaminations. Other conditions have been studied as membrane material and its ageing regarding NaOCl ageing and reel ageing un industrial conditions. If NaOCl exposition lead to membrane degradation, membrane fouling with the repeated cycles in real industrial conditions is more likely responsible of retention evolution with ageing. Low pressure reverse osmosis viral has also been compared to ultrafiltration. These dense membranes allow to achieve a better but not complete viral removal compared to the porous membrane

Retention and integrity of drinking water production membranes towards nanoparticles and viruses

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Integrity of ultrafiltration membranes (UF) towards nanoparticles (NPs) and viruses for drinking water production

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Rétention et intégrité des membranes d’ultrafiltration vis-à-vis des nanoparticules et virus

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Rétention des nanoparticules et virus : intégrité des membranes d’ultrafiltration dans la production d’eau potable

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Potentiel immunomodulateur des bactéries du lait maternel humain sur différents modèles cellulaires

International audienceBreastfeeding is recommended by the WHO for the first 6 months of life. Compared to infant formula (IF), human milk (HM) provides healthbenefits, including protection against intestinal and respiratory infections in early childhood and a lower risk of metabolic and immunediseases later in life. Discrepancies in health benefits are probably due to different nutritional and non-nutritional composition between IF andHM, the latter being more complex and richer in bioactive components.Our hypothesis is that HM health benefits come in part from the bacteria of the HM microbiota, which may promote the maturation of the immune system through their role on gut immune homeostasis. This study aimed to better understand the immunomodulatory role of HM bacteria. Bacteria were isolated from healthy breast milk and screened for their immunomodulatory potential on two different cellular models: PBMC (blood mononuclear cell) from 2 healthy donors and a multicellular model of intestinal epithelium enterocytes (Caco2), caliciform cells (HT 29-MTX), M cells (differentiated Caco2) and macrophages (THP-1).L'allaitement maternel est recommandé par l'OMS pour le nourrisson jusqu’à l’âge de 6 mois. Il apporte des bénéfices santé non retrouvés avec les préparations pour nourrissons. Notre hypothèse est que le microbiote du lait maternel humain (LH) participe aux bénéfices santé du LH en favorisant notamment la maturation du système immunitaire.Cette étude visait à mieux comprendre le rôle immunomodulateur des bactéries du LH. Des bactéries ont été isolées à partir de 28 échantillons de LH sains et leur potentiel immunomodulateur a été analysé sur deux modèles cellulaires (cellules immunitaires et un modèle quadricellulaire d'épithélium intestinal).1245 isolats répartis en 26 genres et 56 espèces ont été identifiés. La stimulation de la production de cytokines de 88 isolats, sélectionnés sur la base de leur prévalence et de leur abondance dans le LH, a été évaluée sur un modèle de cellules mononucléées du sang périphérique humain (PBMC). Les isolats ont été répartis en 4 groupes selon la réponse cytokinique des PBMC. Les propriétés immunomodulatrices (réponses IL-10 et TNF-α) de 28 souches représentatives ont ensuite été évaluées sur un modèle quadricellulaire d'épithélium intestinal constitué d’entérocytes (Caco2), de cellules caliciformes (HT 29-MTX), de cellules M, et de macrophages (THP-1). Le potentiel immunomodulateur des bactéries du LH était spécifique de l'espèce et de la souche. Certains isolats avaient un profil anti-inflammatoire, tandis que d’autres combinaient à la fois un profil anti et pro-inflammatoire, ces 2 types de profil pouvant présenter un intérêt pour favoriser la maturation du système immunitaire du nourrisson. Aucune bactérie n'a montré d'effets délétères majeurs (impact sur la barrière, translocation bactérienne forte) sur les 2 modèles cellulaires. Les effets synergiques de ces bactéries assemblées dans des consortia vont être étudiés sur le modèle quadricellulaire avant de caractériser leur impact physiologique in vivo

Milk microbiota: facts, open questions and roles for mother and offspring health

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Potentiel immunomodulateur des bactéries du lait maternel humain sur différents modèles cellulaires

Projet ProlificInternational audienceIntroduction et but de l’étudeL'allaitement maternel est recommandé par l'Organisation Mondiale de la Santé pendant les six premiers mois de vie du nourrisson. Il renforce notamment les défenses immunitaires de l’enfant et diminue les risques de maladies métaboliques et immunitaires à l'âge adulte. De nombreux composés bioactifs spécifiquement apportés par le lait humain (LH) participent à ces bénéfices santé en favorisant le développement du système immunitaire et de la barrière intestinale du nourrisson et l’implantation d’un microbiote bénéfique. Notre hypothèse est que le microbiotenaturel du LH contribue à la mise en place de l’homéostasie intestinale du nourrisson. L’objectif de cette étude est de caractériser in vitro le rôleimmunomodulateur des bactéries du LH en utilisant 2 modèles cellulaires : des cellules immunitaires et un modèle quadricellulaire d'épithélium intestinal.Matériel et MéthodesVingt-huit échantillons de LH ont été collectés chez des femmes en bonne santé, à environ 1 mois de lactation. 1264 isolats bactériens appartenant à 29 genres et 56 espèces différentes ont été identifiés. Un premier modèle de cellules mononucléées du sang périphérique humain (PBMC) a été stimulé par 88 isolats sélectionnés sur la base de leur prévalence et de la représentativité des genres bactériens du microbiote du LH (en absence de toute infection). La réponse en IL-10 et TNF-α a permis de sélectionner 28 candidats d'intérêts dont les propriétés immunomodulatrices, la capacité de translocation et l‘impact sur la barrière ont été évalués avec un modèle quadricellulaire d'épithélium intestinal sur insert comportant un compartiment apical (dans lequel les bactéries sont déposées) constitué d’entérocytes (Caco2), de cellules caliciformes (HT 29-MTX) et de cellules M, et un compartiment basolatéral contenant des macrophages (THP-1 différenciés).Résultats et Analyses statistiquesLes profils cytokiniques obtenus avec les PBMC ont permis de classer les 88 isolats en 4 groupes en fonction de leur capacité à stimuler la sécrétion d'IL-10 (de 0 à 5532 pg/μL, médiane = 352 pg/μL) et/ou de TNF-α (de 12 à 24000 pg/μL, médiane = 3090 pg/μL) : anti-inflammatoire (20 isolats), pro-inflammatoire (10 isolats), immunostimulateur (49 isolats), et faiblement stimulateur (9 isolats). Parmi ceux-ci, 28 isolats avec des profils anti-flammatoires ou immunostimulateurs, susceptibles de stimuler le système immunitaire du nourrisson, ont été sélectionnés. Ces 28isolats montrent une faible capacité de translocation et aucun effet délétère sur la résistance transépithéliale évaluée avec le modèle quadricellulaire. La sécrétion d’IL10 dans le compartiment apical (de 0 à 234 pg/μL, médiane = 3 pg/μL) et basal (de 0 à 49 pg/μL, médiane = 18 pg/μL) et de TNF-α, essentiellement dans le compartiment basal (de 5 à 983 pg/μL ; médiane = 84 pg/μL) a permis de classer les 28 isolats en 3 groupes : anti-inflammatoire (5 isolats correspondants notamment aux genres Bifidobacterium, Cutibacterium, Streptococcus), immunostimulateur (4 isolats appartenant notamment aux genres Lactobacillus, Cutibacterium, Micrococcus), et faiblement stimulateur (19 isolats). L'étude del'expression de différents gènes d'intérêts (fonction barrière, système immunitaire) par les cellules du modèle quadricellulaire est en cours, afin d'affiner les propriétés des bactéries. ConclusionCette étude souligne le potentiel immunomodulateur des bactéries du LH, celui-ci dépend de l'espèce et de la souche. Certains isolats ont un profil anti-inflammatoire, tandis que d’autres combinent à la fois un profil anti et pro-inflammatoire, ces 2 types de profil pouvant présenter un intérêt pour lamaturation du système immunitaire du nourrisson. Les bactéries sélectionnées au long de l'étude n'ont pas montré d'effets délétères sur les modèles. Les travaux se poursuivent sur les effets synergiques de ces bactéries en les associant de manière à obtenir des consortia bactériens présentant des profils distincts : anti-inflammatoire ou immunostimulateur

Immunomodulatory potential of bacteria isolated from human breast milk on different cellular models

Le CBL (Club des Bactéries Lactiques) est une manifestation scientifique qui réunit chercheurs, enseignants-chercheurs et industriels R&D, pour échanger sur les avancées scientifiques et techniques réalisées dans le domaine des bactéries lactiques. Les thèmes abordés sont le reflet des larges potentiels de ces bactéries et de leurs applications : fermentation alimentaire, santé humaine et animale, probiotique, environnement…International audienceBreastfeeding is recommended by the WHO for the first 6 months of life. It provides health benefits to infants compared to infant formula (IF), including protection against intestinal and respiratory infections in early childhood and a lower risk of metabolic and immune diseases later in life. These differences in health benefits are probably due to the difference in composition between IF and human milk (HM), the latter being more complex and richer in bioactive components. Our hypothesis is that HM health benefits come in part from the HM microbiota -a paucimicrobial ecosystem that presents a great bacterial diversity- through a role on gut immune homeostasis.This study aimed to better understand the immunomodulatory role of HM bacteria. To this end, bacteria were isolated from healthy breast milks and screened for their immunomodulatory potential on two different cellular models in order to select candidates with probiotic interest.The collection of 28 breast milks at the Rennes Sud University Hospital allowed the constitution of a strain library of 1164 isolates with 29 genera and 56 different species. From this library, 88 isolates selected for their prevalence in HM microbiota were first screened on PBMC (blood mononuclear cells) for the production of IL-10 and TNF-alpha cytokines. Among them, 28 isolates exhibiting interesting immunomodulatory properties on PBMC model underwent a second screening on a quadricellular model of intestinal epithelium including enterocytes (Caco2), caliciform cells (HT 29-MTX), M cells (differentiated Caco2) and macrophages (THP-1). This study showed the species- and strain-dependence of HM bacteria immunomodulatory potential and revealed interesting properties of HM bacteria in the context of infant immune system maturation. This study is part of the PROLIFIC project funded by the Régions Bretagne and Pays de la Loire and by the BBA MilkValley industrial consortium

Les bactéries du lait maternel humain, individuellement ou assemblées en communautés synthétiques, ont un impact sur les fonctions immunitaire et barrière intestinales, in vitro.

International audienceL'allaitement confère de nombreux bienfaits pour la santé, en favorisant le développement du système immunitaire et de la fonction barrière de l’intestin chez les nourrissons. Notre hypothèse est que le microbiote du lait maternel humain contribue à ces bénéfices santé. Notre objectif était d'explorer le rôle des bactéries du lait maternel, seules ou assemblées dans des communautés bactériennes synthétiques (SynCom), sur l'homéostasie intestinale. Une collection de bactéries, reflétant la composition du microbiote du lait, a été constituée à partir de 28 donneuses en bonne santé, allaitant exclusivement. Tout d'abord, le profil immunomodulateur de 84 souches représentatives de la diversité taxonomique du lait maternel a été étudié sur des cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC). Ensuite, un modèle quadricellulaire (Caco2, HT29-MTX-E12, cellules M, THP1) de l'épithélium intestinal a été utilisé pour caractériser plus finement un sous-ensemble de 29 souches. Les isolats ont été caractérisés pour leur capacité à moduler la production d'IL-10 et de TNF-α et l'expression de gènes associés notamment aux fonctions barrière et immunitaire. Sur la base de ces résultats, deux SynComs ont été créées et caractérisées sur le modèle quadricellulaire.Les analyses intégratives « MultiDimensional Scaling » et sPLS-DA (sparse Partial Least Squares-Discriminant Analysis) des variables mesurées sur le modèle PBMC puis sur le modèle quadricellulaire stimulé avec les souches du lait maternel ont révélé des groupes de souches ayant un impact différent sur la production de cytokines, l'expression de gènes impliqués dans l'immunité, la fonction barrière et le signaling bactérien. Ces groupes fonctionnels sont très faiblement corrélés à la taxonomie et leur composition souligne l’intérêt de genres et d’espèces prévalents du lait maternel (Staphylococcus, Cutibacterium…) au même titre que des genres plus explorés dans ce contexte (Bifidobacterium, Lactobacillus). Enfin, les souches assemblées dans deux SynComs représentatives du microbiote du lait (11 souches) ont présenté des propriétés immunomodulatrices contrastées. Cette étude montre la grande diversité de potentiel immunomodulateur et d'impact sur la fonction de barrière des bactéries du lait maternel, individuellement ou assemblées en SynCom, soulignant le potentiel de ce microbiote pour moduler le développement de l'homéostasie intestinale