Bifidobacterium longum

Les bifidobactéries probiotiques sont couramment utilisées dans la prévention et la réduction des infections gastro-intestinales mais il manque un consensus sur la méthodologie d’évaluation de leur efficacité[10]. Les difficultés viennent de la variabilité des résultats suivant les souches d’une même espèce et du manque de corrélations solides entre les essais in vitro et in vivo. Les études in vitro, qui mettent en contact direct bactéries et cellules immunitaires, sont peu conformes à la configuration in vivo, où les probiotiques ingérés ne sont pas (ou marginalement) en contact direct avec le système immunitaire[11]. Si seules les études cliniques en double aveugle contre placebo peuvent être considérés dans un premier temps, le besoin d’avoir un mécanisme d’action oblige néanmoins de recourir aux essais in vivo.

Les mécanismes d'action de B. longum ont fait l'objet de quelques hypothèses : une stimulation pluripotente du système immunitaire [12], la production d’acide organique [13] - [14], de bactériocines [15] ou la capacité d’inhiber l’adhésion aux entérocytes des pathogènes ou de prévenir la translocation des bactéries [16].

Une étude in vivo[12] de la capacité de neuf souches différentes de B. longum à induire une production de cytokines par les cellules mononuclées sanguines périphériques (PBMC)[n 4] a mis en évidence des différences prononcées.

Elles ont toutes des profils de production de cytokines différents (en particulier l’IL-10, l’interféron IFN-γ et le facteur de nécrose tumorale TNF-α), sauf pour l’interleukine 4 (IL-4) qui n’a été induite par aucune des souches testées. Par contre toutes les cellules mononuclées PBMC stimulées par les souches de B. longum ont induit une production supérieure d’IL-10 que les PBMC non stimulées. Et les souches B. longum ATCC 15707 et NCC 2705 ont montré une capacité plus élevée de produire IL-10 que les autres souches.

Certaines souches d’Escherichia coli, dites entérohémorragiques (EHEC), sont responsables d’intoxications diarrhéiques par le biais de produits alimentaires contaminés (viande hachée mal cuite, lait cru, etc.). On estime que pour 10 % des patients, l’infection évolue en formes graves, comme la colite hémorragique et le syndrome hémolytique et urémique potentiellement mortel, notamment chez les jeunes enfants et les personnes âgées[17]. La virulence du sérotype E. coli EHEC O157 est associée à la production d’une toxine, appelées shigatoxine 2 (STX2).

Une étude de Fukuda et al. [14] a cherché à voir si l’administration de bifidobactéries à des souris contaminée par E. coli EHEC O157 pouvait les protéger. Quand on contamine des souris axéniques (dépourvues depuis la naissance de tout germe) par E. coli O157, elles meurent sous 7 jours. Mais les souris survivent si préalablement à la contamination, elles ont été colonisées par B. longum subsp. longum JCM 1217. Par contre la colonisation par d’autres souches de bifidobactéries, comme B. adolescentis JCM 1275, n’ont pas d’effet protecteur.

Aucune différence significative dans les paramètres pathologiques et physiologiques n’a été trouvée entre les deux groupes sauf la concentration sanguine de shigatoxine2 qui est 8 fois inférieure chez les souris protégées. L’analyse précise des différences de la composition en métabolites fécaux des souris ayant reçu des souches protectrices et non protectrices, a mis en évidence une concentration plus élevées en acétate (mais pas en lactate ou formiate) chez les souris associées à des souches protectrices. Les auteurs de l’étude ont pu préciser le mécanisme protecteur : l’acétate stimulerait les défenses anti-inflammatoires des cellules intestinales et bloquerait le passage de la shigatoxine2 dans le sang[14].

Toutes les bifidobactéries peuvent produire suffisamment d’acétate en présence de glucose, comme c’est le cas dans le colon proximal (proche du début). Mais dans le colon distal (proche de l’extrémité) où il n’y a plus de glucose, seules les bifidobactéries protectrices seraient capables de produire suffisamment d’acétate en catabolisant le fructose présent. Le séquençage du génome des différentes souches de bifidobactéries a d’ailleurs permis de mettre en évidence des gènes codant des transporteurs de fructose[18] (ainsi que du ribose et du mannose, etc.) présents chez les bactéries protectrices alors que les gènes codant les transporteurs du lactose et du fructo-oligosaccharides sont présents chez les bifidobactéries non protectrices (et protectrices).

Les infection entériques à Salmonella sont parmi les diarrhées, les responsables les plus fréquentes de décès, notamment pour les jeunes enfants de moins de 5 ans.

Une étude de l’effet protecteur de la combinaison de deux souches de bifidobactéries (B. longum subsp. infantis CECT 7210 et B. animalis subsp. lactis BPL6) sur 72 porcelets sevrés, contaminés à la Salmonella Typhimurium a été menée par Barba-Vidal et als[19]. Le traitement probiotique a été administré tous les jours alors que la contamination à la salmonelle s’est faite en une fois par voie orale. Celle-ci a été suivie d’un épisode de diarrhée aigüe et de quatre décès. L’administration de probiotiques n’empêche pas l’infection à la salmonelle mais diminue la charge de salmonelles dans le colon et les fèces.

Les bénéfices dus aux probiotiques retirés par les animaux contaminés furent un accroissement de la prise alimentaire, une réduction de l’excrétion fécale de Salmonella, de la température rectale, une amélioration du ratio villosité : crypte.

On sait que les enfants nourris au sein sont mieux protégés des infections que ceux nourris au lait maternisé, car une forte proportion des immunoglobulines du lait maternel est fait d’anticorps IgA qui assurent une protection contre les infections entériques à rotavirus [20]. Ces anticorps IgA antirotavirus maternels se fixent sur la muqueuse digestive du nourrisson et assurent un rôle protecteur. Ils peuvent d’ailleurs être détectés dans les selles des bébés nourris au sein mais pas chez ceux nourris autrement.

Dans le but de trouver des souches de probiotiques capables d’inhiber les rotavirus humains, Muñoz et al. ont isolé des souches de Bifidobacterium longum dans les selles de bébés nourris au sein[21]. Une nouvelle souche nommée B. longum subsp. infantis CECT 7210 a été sélectionnée sur sa capacité à inhiber in vitro les rotavirus sur des lignées cellulaires. Pour s’assurer de son aptitude à s’établir dans le tube digestif, il a été établi qu’elle est apte à résister à l’acidité gastrique, au sel biliaire, au NaCl et qu’elle possède une bonne adhésion au mucus intestinal.

Une étude menée sur les souris[21] a établi que l’administration de B. longum subsp. infantis CECT 7210 permet de traiter les diarrhées en inhibant les infections à rotavirus. Après une administration de la souche de bifidobactéries, on observe au début un accroissement du niveau des anticorps IgA dans la matière fécale puis une diminution jusqu’au niveau du groupe de contrôle au bout de 168 h.

Une étude antérieure en double aveugle portant sur dix adultes avait testé les effets de la prise journalière de trois yaourts enrichis ou non de B. longum lors de la prise de l’antibiotique (erythromycine). L’absorption de yaourts enrichi de B. longum diminue le poids et la fréquences des matières fécales et des douleurs abdominales[22].

Il a été établi par des études in vivo et in vitro que des souches de B. longum (ainsi que B. breve ou de certains Lactobacilles) pouvaient fournir une protection à l’ADN quand on cherche à l’endommager par des carcinogènes et inhiber l’effet génotoxique de deux carcinogènes sur les rats[23].