UMR Procédés Alimentaires et Microbiologiques

VIDEO : Les levures non saccharomyces dans le vin : du nouveau pour le goût et l'environnement

Que se cache-t-il derrière un bon vin ? Et derrière une «piquette»?
Le goût du vin n’est pas affaire de hasard.
Il est le résultat d’une multitude de facteurs environnementaux et de procédés, naturels ou non.
Immersion dans un laboratoire VAlMiS de l'UMR PAM ainsi qu'au domaine viticole de l'université de Bourgogne pour en savoir plus sur les levures et leur influence sur le profil aromatique des vins.
Avec pour objectif de fond : pallier au réchauffement climatique et diminuer les sulfites par des processus de fermentation naturels.

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Partenariat avec le SuMo Center de Göteborg en Suède : 6 mois pour échanger

Une collaboration prometteuse portée par Ali Assifaoui, chercheur à l’UMR PAM et enseignant à la faculté de pharmacie. Structure et organisation des biomatériaux par microscopie, par diffusion des neutrons, relargage de molécules d’intérêts… autant de domaines qui seront explorés grâce aux compétences de chacun.

Partir en Suède pendant 6 mois pour élargir les collaborations internationales et étendre ses compétences : tel est le pari d’Ali Assifaoui, enseignant-chercheur à l’UMR PAM et maître de conférences à la faculté de pharmacie de Dijon.
Il enseigne la pharmacie galénique, c’est-à-dire la formulation des médicaments et travaille dans l’équipe de recherche PCAV (Physico-Chimie de l’Aliment et du Vin) sur l’encapsulation de molécules d’intérêts en utilisant des biopolymères (polyosides/protéines).

« Le Congé pour Recherches ou Conversions Thématiques (CRCT) est une belle opportunité proposée par l’université. Il permet de prendre 6 mois ou un an pour se consacrer à des travaux de recherches spécifiques. J’ai décidé d’aller en Suède pour partager nos compétences respectives dans les domaines de l’imagerie par microscopie électronique à transmission(MET) et l’étude de la structure des biomatériaux», explique le chercheur. 

L’European Spallation Source : source de neutron la plus puissante du monde

En Suède, en 2025, ouvrira l’European Spallation Source (l’ESS), la source de neutron la plus puissante au monde. Implantée à Lund, cette structure financée par tous les pays européens, nécessite l’acquisition de connaissances techniques pour obtenir des résultats optimums. « Les spectromètres présents dans ce nouveau centre permettent d’obtenir des informations sur la structure et la dynamique des objets. Dans mon cas, il s’agit de d’étudier l’organisation à l’échelle nanométrique de chaînes polymériques en présence de protéines. Mon objectif sera de mettre en place avec mes collègues de SuMo Center mais aussi avec des collègues de l’équipe de PCAV et du laboratoire Léon Brillouin (LLB) de Saclay, un projet de recherche autour de la diffusion des neutrons sur l’étude des gels à base de biopolymères appliqués dans les domaines agroalimentaires et pharmaceutiques ».

L’encapsulation du fer (II) pour une meilleure biodisponibilité

« Ces gels à base de polyosides séchés, permettent d’obtenir des formes qui résistent à l’acidité de l’estomac et libèrent la susbstance active au niveau du côlon. L’idée est de comprendre l’effet de l’organisation à l’échelle moléculaire sur le relargage de la substance active (Figure) », explique Ali. Différents cations sont étudiés : chacun d’eux possède une structure distincte influençant la libération des molécules actives. « J’encadre une thèse avec des collègues du synchrotron SOLEIL et du LLB-CEA, cofinancée par la région Bourgogne. Le sujet porte sur l’étude de gels formulés avec des ions tels que Fe2+ (Fer). Le contexte de cette étude est de pouvoir protéger le fer contre l’oxydation pour une meilleure biodisponibilité du fer dans l’organisme, dans le cas de l’anémie par exemple. Le cation constitue à la fois l’agent réticulant du gel et l’élément qu’on cherche à libérer. Tout cela est en lien avec le travail que nous ferons en Suède », explique le chercheur.

Le SuMo Center de Göteborg

La rencontre importante a eu lieu en 2016 lors d’un congrès international ISOPOW dans lequel Ali Assifaoui intervenait sur ces sujets. « J’ai longuement échangé avec Anette Larsson, directrice du SuMo Center où je vais passer les 6 mois en Suède. C’est grâce à cette rencontre que notre collaboration a pu s’établir. Elle a constaté que nos compétences complémentaires pouvaient s’unir pour des recherches plus efficaces ».

Le SuMo Center est un centre de recherche qui regroupe scientifiques, chercheurs, mais aussi industriels. Ils définissent des questions de recherches sur lesquelles ils travaillent ensemble durant 10 ans. Sur place, Ali aura à sa disposition des outils qui lui permettront d’avancer dans ses recherches. « Les Suédois ont de fortes compétences dans lesobservations microscopiques (préparation des échantillons, acquisition et traitement d’images). La taille des objets observés par ces techniques seront complémentaires à celles observées par diffusion des neutrons aux petits angles (Figure) ».

 Schéma présentant les différentes échelles d’observation étudiées sur des hydrogels polymériques : structure de la conformation des chaînes polymériques (A), structure locale du réseau polymérique (B), microstructure du réseau (C) en relation avec les propriétés mécaniques (D) et les phénomènes de relargage de molécule active de ces gels (E)

Une coopération européenne pérenne

Grâce à cette collaboration de 6 mois, l’espoir est de fédérer les échanges avec la Suède, mais pas seulement. « Je souhaite développer une coopération européenne pérenne, notamment en répondant à l’appel à projet RISE (Research and Innovation Staff Exchange). D’autres chercheurs de différents pays pourront participer à ce projet. Ces chercheurs travaillent sur des thématiques complémentaires à ce projet (application clinique, synthèse de molécules d’intérêt, …). Récemment, nous avons obtenu un financement pour un postdoc de 12 mois financé par Nordic Neutron Science Program. La postdoc réalisera ces expériences à Chalmers, LLB et à Dijon ».

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DOPEOS : Dompter les bactéries Extrêmement Sensibles à l'Oxygène (EOS)

L’UMR PAM crée DOPEOS, un projet visant la création de probiotiques innovants. Ils permettraient l’amélioration de la santé de personnes souffrant de maladies chroniques de l’intestin comme la maladie de Crohn.

Un espoir pour tous ceux qui souffrent de maladies chroniques de l’intestin. En fournissant un apport d’un certain type de bactéries présentes naturellement dans le tractus digestif (côlon) mais absente chez les personnes atteintes, les chercheurs du projet DOPEOS espèrent améliorer la vie des malades. Ces résultats émanent d’une équipe de recherche partenaire de l’UMR PAM, l’institut MICALIS de Jouy en Josas.

La plupart des bactéries de notre tractus digestif sont des bactéries Extrêmement Sensibles à l’Oxygène (EOS).

Il a été constaté, lors d’études cliniques, que ces bactéries diminuent voire disparaissent lors d’une crise de la maladie de Crohn, par exemple. L’idée est de les réintroduire par le biais de comprimés à base de probiotiques ciblés, afin d’espacer les crises ou même de les supprimer. 

L’équipe du laboratoire PAM travaille sur 2 bactéries au potentiel probiotique important. Il s’agit de Faecalibacterium prausnitzii et Akkermancia muciniphila.

«L’objectif de DOPEOS est de développer des outils pour produire et stabiliser ces bactéries extrêmement sensibles à l’oxygène (EOS). Beaucoup de probiotiques ont été créés mais pas avec des bactéries EOS. C’est là notre challenge », explique Sébastien Dupont, chercheur à l’UMR PAM. Ce projet est financé par l’ANR (Agence Nationale de la Recherche) et le préprojet a été créé il y a environ 2 ans.

Des procédés compliqués à mettre en place

Difficile de travailler sur ces bactéries extrêmement sensibles à l’oxygène. Elles requièrent des procédés compliqués à mettre en place, justement à cause de leur particularité. En effet, toutes les manœuvres de fabrication doivent être réalisées dans un milieu anaérobie, c’est-à-dire sans présence d’oxygène. « Le challenge est de produire ces bactéries à grande échelle. La découverte est récente et beaucoup de travail reste à accomplir pour savoir les utiliser. Nous savons les isoler et les cultiver. L’étape suivante est de les produire en quantité suffisante et de les stabiliser », poursuit Sébastien Dupont.

« Le 2^e objectif est d’intégrer les bactéries EOS dans des comprimés ou des gélules afin de délivrer ces bactéries viables, fonctionnelles et en quantité suffisante dans le côlon, qui est leur site d'action.
Pour cela, nous séchons les bactéries par lyophilisation afin d'obtenir une poudre de bactéries que nous utilisons comme matière première pour la formulation.
Nous nous assurons ensuite, pour chacune des formes galéniques que nous testons, que la quantité de bactéries vivantes contenues à l'intérieur est suffisante pour que la prise soit considérée comme efficace, que la formulation que nous avons mise au point protège bien les bactéries lors de leur passage dans le tractus digestif et, finalement, que les bactéries soient bien relarguées vivantes au niveau du côlon.
Le 3^e objectif est de faire en sorte que le comprimé ou la gélule formulé reste stable lors de l'étape de stokage », explique Audrey Raise, doctorante sur ce sujet à l’UMR PAM.

Entre connaissances fondamentales et savoir-faire industriels

Le processus est long, les étapes nombreuses et les partenaires indispensables :

Pour ce projet, 4 partenaires : 2 académiques et 2 industriels.
Les partenaires ont chacun leur rôle :

Partenaires académiques :

• L’UMR PAM : travaille sur les procédés de production et de stabilisation. 
• INSTITUT MICALIS : vérifie l’efficacité des souches et la fonctionnalité des bactéries par le biais de tests in vitro et in vivo. Une fois qu’on a produit et stabilisé, on garde une fonctionnalité conservée par rapport à la biomasse initiale.

Partenaires industriels :

• BIOVITIS : produit et commercialise des ferments. Le rôle de Biovitis (industriel français) est de travailler sur l’agrandissement d’échelle, ce qu’on appelle le « scale up ». Cette étape est très importante et complexe.
• GPC (Global Process Concept) : fabrique et commercialise des bio-réacteurs. Acteur majeur de ce projet, cet industriel français permettra de créer la ligne de production des bactéries en respectant leur grande particularité de sensibilité à l’oxygène.
  

« Entre chaque opération, il y a des transferts : centrifugation pour concentrer, ajout de cryoprotectant, lyophilisation. GPC sera là pour répondre à la demande de création d’une ligne industrielle qui permettra d’éviter que les bactéries soient en contact avec l’oxygène. Ici il faut des conditions d’anaérobie », explique Audrey Raise, doctorante.

Reste encore beaucoup de travail. Il est effectivement difficile que les bactéries arrivent vivantes jusqu’au côlon. Le pH très acide de l’estomac et le duodénum qui dissout les graisses et les membranes des bactéries restent deux obstacles à dépasser.

Mais si ce cap est franchi, cela permettrait la création d’une nouvelle gamme de médicaments prometteurs.

Outre les maladies chroniques de l’intestin, il semble que les bactéries EOS pourraient soigner certains types de diabète ou d’obésité liés à des déséquilibres du microbiote (flore intestinale).

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dans les ruines de l'abbaye Saint-Vivant...

L'UMR PAM dans le tout premier numéro de la revue Nature Science of Food. C'est une très vieille bouteille de plus de 200 ans, trouvée dans les ruines de l'abbaye Saint-Vivant qui a fait l'objet d'une étude originale interdisciplinaire combinant métabolomique et archéologie. Les résultats révèlent notamment la persistance de signatures moléculaires complexes liées aux mécanismes moléculaires à l'oeuvre durant toute cette période de vieillissement.

_{Map of the Saint-Vivant monastery location above Côte de Nuits vineyards (Burgundy, France) and picture of the SV1 bottle. Map generated using Adobe Illustrator CS6}

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Journées portes ouvertes Domaine de l'UB le 2/12/17

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MT180 - Finale régionale de ma thèse en 180 secondes

Félicitations à Kevin CROUVISIER URION doctorant de l'équipe PCAV qui a été retenu à la suite d'une préselection pour participer à la finale régionale de ma thèse en 180 secondes (MT180). Cette finale aura lieu le 4 Avril 2017 de 18 à 20H à Agrosup Dijon (Amphithéâtre Chosson, Batiment Grands Champs)

Pour s'inscrire à l'évènement, voici le lien à suivre :

http://enquetes.utbm.fr/index.php/survey/index/sid/679767/newtest/Y/lang/fr

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ANR DOPEOS: c'est parti! Le défi n'est pas mince: inventer la future usine de production industrielle de bactéries intestinales.

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L'UMR PAM fait la une dans un communiqué de presse du CNRS suite à un article publié dans Cell Host & Microbes

Les cellules de l’intestin se purgent pour se protéger des bactéries

Si la purge n’est plus autant prescrite qu’il y a quelques siècles, les cellules de l’intestin
utilisent toujours ce vieux remède. Des chercheurs Des laboratoires Réponse immunitaire
et développement chez les insectes (CNRS), Immunorhumatologie moléculaire
(Inserm/université de Strasbourg) et l’UMR Procédés Alimentaires et Microbiologie
(AgroSup/université de Bourgogne) ont montré que les cellules intestinales attaquées par
des bactéries pathogènes se purgent rapidement d'une grande partie de leur contenu. Cela
les protège de l'infection et provoque un amincissement fort et temporaire de l’épithélium.
Ces travaux, publiés le 23 novembre dans Cell Host & Microbe, pourraient à terme aider à
mieux comprendre les maladies inflammatoires de l'intestin comme la maladie de Crohn.

Serratia marcescens est une bactérie opportuniste, présente partout dans l'environnement. Lorsque qu’elle est ingérée continûment par des drosophiles, les mouches succombent en quelques jours. Les analyses de la couche de cellules qui recouvre l’intérieur de l’intestin, l’épithélium, réalisées toutes les 24 heures, ne montrent cependant aucun dégât apparent. Les chercheurs ont alors observé les toutes premières heures qui suivent l’infection. L’épithélium y apparaît cette fois-ci spectaculairement aminci, au point de sembler disparaitre, avant de reprendre sa forme originelle dans les heures qui suivent. Les cellules intestinales, les entérocytes, présentent une forte réduction du cytoplasme, soit une grande partie de leur contenu à l’exception du noyau. Elles se débarrassent ainsi des organites endommagés, d'une partie des bactéries qui essayent de traverser la paroi intestinale et des toxines bactériennes. La paroi intestinale en est momentanément amincie.

La présence d’hémolysine, une catégorie de toxines bactériennes, sert de signal pour la purge des cellules. Ainsi, les chercheurs ont montré qu’une souche mutante de S. marcescens incapable de sécréter de l’hémolysine devenait plus virulente. Elle perd l’effet de la toxine mais ne déclenche en revanche plus la purge protectrice, ce qui lui permet d’endommager l’épithélium avec ses autres facteurs de virulence. Des études complémentaires montrent que ce phénomène d'amincissement et de reconstitution du volume de l'épithélium intestinal se retrouve des abeilles à l'homme, en passant par la souris. D’autres travaux seront nécessaires afin de déterminer les mécanismes moléculaires mis en jeu et, plus généralement, de préciser si des anomalies dans ce processus pourraient aider à mieux comprendre les causes des maladies inflammatoires de l'intestin, comme la maladie de Crohn.

Vue de l’épithélium d’une drosophile. En vert un entérocyte, en rouge les protéines d’actines et en bleu l’ADN.

Bibliographie
Enterocyte purge and rapid recovery is a resilience reaction of the gut epithelium to pore-forming
toxin attack. Lee, K.-Z., Lestradet, M. Socha, C., Schirmeier, S., Schmitz, A., Spenlé, C., Lefebvre, O.,
Keime, C., Yamba, W. M., Bou Aoun, R., Liegeois, S., Shwab, Y., Simon-Assmann, P., Dalle, F., Ferrandon,
D.. Cell Host & Microbe. 23 novembre 2016.

Contacts
Chercheur CNRS l Dominique Ferrandon l T 03 88 41 70 17 l This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Presse CNRS l Martin Koppe l T 01 44 96 43 09 l This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

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10th European Workshop on Food Engineering and Technology

Aurélie Lagorce-Tachon (post-doctorante) de l'UMR PAM a été sélectionnée par la Fédération Européenne de Génie Chimique (section Food)  pour présenter ses travaux de thèse au 10th European Workshop on Food Engineering and Technology. [ lien du site ]

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European Workshop on Equine Nutrition

To download the provisional program of EWEN 2016, click here.

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