UMR Procédés Alimentaires et Microbiologiques

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

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Published: Thursday, 01 February 2018

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).