Les aliments tels que les yaourts, les légumes en conserve et le pain emballé contiennent souvent des conservateurs qui exploitent les propriétés antimicrobiennes de substances telles que les lantibiotiques, y compris celles similaires à la nisine, pour garantir leur longévité et leur sécurité. Ces additifs, bien qu’essentiels pour prévenir la croissance microbienne pouvant entraîner une détérioration, sont désormais étudiés pour leurs implications plus larges sur la santé, en particulier leurs interactions avec le microbiome intestinal humain. Des découvertes récentes menées par des chercheurs de l’Université de Chicago soulignent la double action de ces composés, capables de cibler à la fois les agents pathogènes nuisibles et les bactéries bénéfiques essentielles dans l’intestin, soulevant ainsi d’importantes questions sur leurs effets à long terme sur la santé digestive et la diversité microbienne.
Les recherches sur un conservateur alimentaire largement utilisé, connu pour sa capacité à éliminer les agents pathogènes, indiquent qu’il a également un impact sur les bactéries utiles, posant ainsi un risque pour l’équilibre du microbiome intestinal.
Pour prolonger la durée de conservation des produits alimentaires, les fabricants incorporent généralement des conservateurs dans leurs produits. Ces substances sont destinées à éliminer les micro-organismes susceptibles de détériorer les aliments. Alors que les conservateurs traditionnels tels que le sucre, le sel, le vinaigre et l’alcool sont utilisés depuis longtemps, les produits alimentaires contemporains mentionnent souvent sur leurs étiquettes des additifs plus obscurs comme le benzoate de sodium, le propionate de calcium et le sorbate de potassium.
Les bactéries produisent des produits chimiques appelés bactériocines pour tuer leurs concurrents microbiens. Ces produits chimiques peuvent servir de conservateurs naturels en tuant les agents pathogènes potentiellement dangereux présents dans les aliments. Les lanthipeptides, une classe de bactériocines aux propriétés antimicrobiennes particulièrement puissantes, sont largement utilisés par l’industrie alimentaire et sont désormais connus sous le nom de « lantibiotiques » (un portemanteau scientifique de lanthipeptide et d’antibiotiques).
Malgré leur utilisation répandue, on sait peu de choses sur la façon dont ces lantibiotiques affectent les microbiomes intestinaux des personnes qui les consomment dans les aliments. Les microbes dans l’intestin vivent dans un équilibre délicat et les bactéries commensales apportent des avantages importants à l’organisme en dégradant les nutriments, en produisant des métabolites et, surtout, en protégeant contre les agents pathogènes. Si trop de commensaux sont tués sans discernement par des conservateurs alimentaires antimicrobiens, des bactéries pathogènes opportunistes pourraient prendre leur place et faire des ravages – un résultat qui ne vaut pas mieux que de manger des aliments contaminés en premier lieu.
Effets sur les bonnes et les mauvaises bactéries
Une nouvelle étude publiée dans ACS Chimie Biologie par des scientifiques de l’Université de Chicago ont découvert que l’une des classes de lantibiotiques les plus courantes a des effets puissants à la fois contre les agents pathogènes et contre les bactéries intestinales commensales qui nous maintiennent en bonne santé.
La nisine est un lantibiotique populaire utilisé dans tout, de la bière et des saucisses au fromage et aux trempettes. Il est produit par des bactéries qui vivent dans les glandes mammaires des vaches, mais les microbes présents dans l’intestin humain produisent également des lantibiotiques similaires. Zhenrun « Jerry » Zhang, Ph.D., chercheur postdoctoral dans le laboratoire d’Eric Pamer, MD, professeur de médecine Donald F. Steiner et directeur de l’Institut de la famille Duchossois à UChicago, a voulu étudier l’impact de ces phénomènes naturels. produit des lantibiotiques sur des bactéries intestinales commensales.
« La nisine est, par essence, un antibiotique qui est ajouté à notre alimentation depuis longtemps, mais son impact sur nos microbes intestinaux n’est pas bien étudié », a déclaré Zhang. « Même si cela pourrait être très efficace pour prévenir la contamination des aliments, cela pourrait également avoir un impact plus important sur nos microbes intestinaux humains. »
Lui et ses collègues ont exploité une base de données publique sur les génomes des bactéries intestinales humaines et ont identifié des gènes permettant de produire six lantibiotiques différents dérivés de l’intestin qui ressemblent beaucoup à la nisine, dont quatre nouveaux. Ensuite, en collaboration avec Wilfred A. van der Donk, Ph.D., titulaire de la chaire Richard E. Heckert en chimie à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign, ils ont produit des versions de ces lantibiotiques pour tester leurs effets sur les agents pathogènes et commensaux. bactéries intestinales. Les chercheurs ont découvert que même si les différents lantibiotiques avaient des effets variables, ils tuaient aussi bien les agents pathogènes que les bactéries commensales.
« Cette étude est l’une des premières à montrer que les commensaux intestinaux sont sensibles aux lantibiotiques et sont parfois plus sensibles que les agents pathogènes », a déclaré Zhang. « Avec les niveaux de lantibiotiques actuellement présents dans les aliments, il est très probable qu’ils puissent également avoir un impact sur notre santé intestinale. »
Exploiter le pouvoir des lantibiotiques
Zhang et son équipe ont également étudié la structure des peptides présents dans les lantibiotiques pour mieux comprendre leur activité, dans le but d’apprendre à utiliser leurs propriétés antimicrobiennes pour de bon. Par exemple, dans une autre étude, le laboratoire Pamer a montré qu’un consortium de quatre microbes, dont un qui produit des lantibiotiques, contribue à protéger les souris contre les bactéries résistantes aux antibiotiques. Entérocoque infections. Ils étudient également la prévalence des gènes résistants aux antibiotiques dans différentes populations afin de mieux comprendre comment ces bactéries peuvent coloniser l’intestin dans différentes conditions et régimes alimentaires.
« Il semble que les lantibiotiques et les bactéries productrices de lantibiotiques ne soient pas toujours bons pour la santé, c’est pourquoi nous recherchons des moyens de contrer la mauvaise influence potentielle tout en tirant parti de leurs propriétés antimicrobiennes plus bénéfiques », a déclaré Zhang.
L’étude a été soutenue par la GI Research Foundation, le Howard Hughes Medical Institute, le Instituts nationaux de la santé (subventions R01AI095706, P01 CA023766, U01 AI124275 et R01 AI042135) et le Duchossois Family Institute à UChicago. Les autres auteurs incluent Chunyu Wu, Ryan Moreira et Darian Dorantes de l’Université de l’Illinois Urbana-Champaign, ainsi que Téa Pappas, Anitha Sundararajan et Huaiying Lin de UChicago.
