Selection and integration of a new immunomodulatory probiotic strain in a food supplement

Abstract

Les probiotiques sont des micro-organismes vivants, capables d’interagir avec le microbiote et les cellules de l’organisme hôte. Par leurs présences ou leurs métabolismes, ils contribuent notamment à la régulation du système immunitaire. D’un point de vue technologique, le développement d’un complément alimentaire contenant des probiotiques nécessite la maitrise des étapes de sélection et de production d’une bactérie fonctionnelle sous forme sèche et revivifiable. Au cours de ce travail, nous avons développé des tests de criblage en cytométrie en flux, permettant de déterminer l’aptitude d’une bactérie à être séchée et l’origine de sa sensibilité. Pour mettre en place ces tests, nous nous sommes intéressés aux mécanismes mis en jeu lors du procédé de séchage. Ainsi, lors de la déshydratation, les micro-organismes vont subir simultanément un stress osmotique et un stress oxydant. Les résultats montrent un fort impact du séchage sur la viabilité et le potentiel immuno-modulateur avec une diminution de la composante pro-inflammatoire (IL-12). Pour protéger les bactéries, trois stratégies d’optimisation ont été développées : le séchage par formation de mousse, l’encapsulation dans une matrice alginate-protéines de pois, et le co-séchage d’une bactérie fragile avec une bactérie résistante. Les connaissances acquises au cours de cette étude ont permis d’optimiser la production industrielle de la souche finale du projet. Afin de répondre au nouveau cadre réglementaire européen, une étude clinique en double aveugle contre placébo est actuellement en cours (2011-2013)Probiotics are live microorganisms that can act on the immune system at specific sites in the gastro-intestinal tract. From a technological point of view, the development of a dietary supplement containing viable and functional probiotics requires the control of the selection and production steps. In a first time, we have developed specific and sensitive screening tests to determine the ability of bacteria to be dried and the origin of its sensitivity. To develop these tests, we investigated the mechanisms involved during drying process. Thus, microorganisms simultaneously undergo osmotic stress and oxidative stress. Results show a strong impact of drying on the survival rate and immunomodulatory potential with a decrease of proinflammatory cytokines (IL-12). To protect probiotic bacteria, three optimization strategies have been developed: drying by foam formation, encapsulation of probiotic bacteria using a pea-protein alginate matrix and drying of a sensitive probiotic strain with a resistant bacterium. Knowledge obtained during this study was used to optimize the industrial process of the final strain of the project. A randomized double blinded (RDB) trial is in progress (2011-2013) to test the bacteria in human