202 - Contrôle des bactéries du lait : l’ère postantibiotique est amorcée!

Le regroupement stratégique FRQ-NT supportant la recherche pour un lait de qualité optimale (Op+lait) a été créé en 2015. Par sa mission, soit la production durable d’un lait de qualité optimale, Op+lait a pour spécificité d’aider l’industrie laitière québécoise à optimiser la qualité du lait de la ferme à l’usine par la recherche et l’innovation, la formation d’une main d’œuvre hautement qualifiée et le transfert technologique et de connaissances aux producteurs et intervenants de l’industrie. Quatre (4) institutions universitaires québécoises participent au regroupement Op+lait depuis sa création. Il s’agit de l’Université de Montréal, l’Université de Sherbrooke, l’Université Laval et l’Université McGill. L’Université de Montréal agit comme institution hôte du regroupement. Il est bon de souligner qu’en plus des chercheurs universitaires, des chercheurs d’Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC), du gouvernement du Québec, d’institutions d’enseignement collégiales, et de l’industrie laitière collaborent activement à la programmation scientifique du regroupement Op+lait. Op+lait a pour objectif de développer et proposer des stratégies de modulation et de contrôle de la qualité du lait afin de soutenir la pérennité de la filière laitière dans un contexte de tendances de consommation, de normes de qualité et de marché en constante évolution. Les travaux d’Op+lait ont également un impact direct sur la santé publique.

La résistance aux antibiotiques est désormais un problème de santé publique mondiale car elle menace notre capacité à traiter les infections bactériennes. De plus, l’utilisation judicieuse des antibiotiques est devenue un enjeu majeur pour l’industrie agro-alimentaire et ce, plus particulièrement avec la venue du concept ‘Une seule Santé’ dans lequel il est maintenant convenu que tous les milieux sont interreliés soit la médecine vétérinaire, la médecine humaine, les productions animales et l’environnement. Ainsi, plusieurs initiatives Canadiennes visent à resserrer les mesures encadrant l’utilisation des antibiotiques dans tous les domaines médicaux,  incluant la médecine vétérinaire, afin de diminuer les impacts possibles du développement de la résistance aux antibiotiques. Les éléments essentiels du plan d’action canadien de lutte contre la résistance aux antibiotiques seront présentés, plus particulièrement ceux en lien avec la médecine vétérinaire.

Les bactériocines constituent un groupe très diversifié de peptides antimicrobiens produits naturellement par un éventail de bactéries et leur activité inhibitrice a été largement étudiée et caractérisée. Leur utilisation comme antimicrobiens naturels offre plusieurs avantages par rapport aux antibiotiques et aux additifs chimiques. Cependant, leur efficacité dans les conditions réelles d’utilisation demeure peu documentée, ce qui limite leur utilisation à grande échelle dans plusieurs secteurs.

Deux applications potentielles des bactériocines de bactéries lactiques en production et en transformation laitières seront présentées. L'activité inhibitrice in vitro de différentes bactériocines de bactéries lactiques contre des isolats cliniques multirésistants aux antibiotiques responsables de la mammite bovine a d'abord été évaluée. L’activité antimicrobienne de ces bactériocines et leur innocuité ont été validées in vivo sur des trayons de vaches Holstein. Dans l'autre application, l’efficacité de la nisine, une bactériocine produite par Lactococcus lactis, pour le contrôle de Clostridium tyrobutyricum a été étudiée. L’activité cant-C. tyrobutyricum a d’abord évaluée au laboratoire grâce à un caillé modèle. Les résultats obtenus ont été ensuite validés lors d’une production pilote de fromage Cheddar.

Les résultats obtenus apportent des preuves scientifiques solides quant au potentiel d’application des bactériocines comme antimicrobiens naturels dans le secteur laitier.

Les biofilms bactériens sont des amas structurés de cellules bactériennes enrobés d’une matrice polymérique et attachés à une surface biotique ou abiotique. Le biofilm protège les bactéries et leur permet de survivre dans des conditions environnementales hostiles. Les bactéries du biofilm peuvent résister à la réponse immunitaire de l’hôte et sont beaucoup plus résistantes aux antibiotiques et aux désinfectants que les cellules bactériennes planctoniques. La présence de biofilms lors d’infections demande donc de nouvelles méthodes de prévention, de diagnostic et de traitement. De même, la présence de biofilms sur des surfaces retrouvées à la ferme ou à l’usine de transformation affectera l’efficacité du protocole de désinfection.

Nos travaux portent sur la formation de biofilm par les staphylocoques à coagulase négative (SCN), des bactéries impliquées dans la mammite bovine. Nous avons évalué la production de biofilm par différentes souches de SCN et observé de grandes différences entre les espèces de SCN quant à leur capacité à former des biofilms. Nous avons étudié les interactions entre SCN dans un biofilm mixte. Nos résultats ont montré que certaines souches de SCN réduisaient significativement la formation de biofilm de plusieurs espèces de staphylocoques sans toutefois inhiber leur croissance. Le mécanisme responsable de cet effet « antibiofilm » fait l’objet de travaux additionnels. Nos résultats soulignent l’importance d’étudier les interactions en biofilms mixtes.

Staphylococcus aureus cause des mammites subcliniques persistantes chez la vache et l’utilisation d’antibiotiques permet rarement d’obtenir une guérison bactériologique.  Une alternative intéressante serait l’utilisation de bactériophages par injection intramammaire mais le phage utilisé dans les premières explorations de cette approche s’est avéré inefficace contre les infections déjà installées chez la vache.  Parmi les facteurs pouvant limiter l'action du phage, on note l'effet inhibiteur de certaines protéines du lait cru sur la capacité du phage à s'attacher à la bactérie et la réaction immunitaire de l'animal qui pouvait neutraliser le bactériophage et l’apparition de staphylocoques résistants.  Nous avons tenté de contourner certaines de ces contraintes en sélectionnant in vitro un bactériophage moins affecté par les protéines du lait cru.  Nous l’avons associé à deux autres bactériophages qui démontraient une activité immunogène faible, leur permettant d’éluder le système immunitaire.  Ce cocktail de phages a été administré dans 15 quartiers démontrant la présence d’une infection active à S. aureus.  Nous présenterons les limites et les nouvelles pistes que ces essais nous ont permis d’identifier.

Bien que la glande mammaire soit considérée comme une muqueuse, sa protection immunitaire ne se fait pas comme les autres muqueuses et sa protection repose sur la réponse immunitaire générale provenant de la circulation sanguine (cellules immunitaires, immunoglobulines). L’immunité de la glande mammaire n’est pas efficace. Ainsi un quartier infecté peut guérir et être infecté à nouveau par le même agent pathogène, indiquant une absence de réponse mémoire à l’infection. De plus, les infections intramammaires (IIM) sont bien souvent des infections sous cliniques et chroniques ce qui signifie qu’un équilibre s’installe entre la présence de l’agent pathogène et la réponse immunitaire sans que le système immunitaire soit capable de résoudre de manière décisive l’infection. Comme l’efficacité des traitements antibiotiques est très variable, un vaccin reste un outil de choix pour lutter contre les IIM. Pour être efficace, un vaccin efficace doit à la fois être capable de cibler les outils utilisés par l’agent pathogène et d’éduquer le système immunitaire pour induire une réponse protectrice. Un programme de recherche ambitieux nous a permis de créer un vaccin qui utilise des outils produits par S. aureus durant l’IIM et qui permet de réduire l’ampleur de l’infection en conditions expérimentales. Son optimisation ainsi qu’une meilleure connaissance de l’immunité, permettront d’obtenir une réponse immunitaire efficace pour protéger la glande mammaire.

Les bactériophages (ou phages) sont des virus qui détruisent spécifiquement des bactéries. Ils sont maintenant reconnus comme les entités biologiques les plus abondantes et diverses de la planète. On les retrouve partout où il y a des bactéries, des océans jusqu’à notre microbiote. Ils s’y multiplient et participent au maintien de l'équilibre microbien de ces écosystèmes. De fait, les phages, comme les bactéries, peuvent être parfois nos amis et parfois nos ennemis. Dans le monde industriel, les phages sont fréquemment à l’origine de problèmes puisqu’ils sont capables d’inactiver les bactéries bénéfiques dans la fabrication des aliments fermentés tels les yogourts et fromages. À l’inverse, d'autres phages pourraient être domestiqués afin de nous aider à contrôler les bactéries pathogènes. En effet, l’émergence de bactéries résistantes aux antibiotiques a mené la communauté scientifique à explorer diverses alternatives, incluant l’exploitation des phages pour le traitement de certaines infections bactériennes. Les phages sont également étudiés comme agents de bio-assainissement afin de réduire notre exposition à certains produits chimiques. Ce séminaire discutera des avantages et aussi des inconvénients associés à l’utilisation des phages dans des contextes de prévention et de thérapie.