Development of different encapsulation strategies to stabilize extremely oxygensensitive bacteria : case of the probiotic
Nouvelles stratégies de stabilisation des bactéries extrêmement sensibles à l’oxygène : cas du probiotique Faecalibacterium prausnitzii.
Résumé
Intestinal bacteria are of growing interest in the areas of health and wellness [1, 3]. The intestinal ecosystem is characterized by its complex composi-tion and its very low oxygen content. Therefore, nu-merous bacterial species isolated from this environ-ment are extremely sensitive to oxygen. This feature is responsible for the difficulty of implementation of these microorganisms for probiotic large-scale appli-cations, particularly during processing and storage. In this presentation, we present the main steps that have been overcome to conserve and design a stabilization strategy for the bacteria Faecalibacterium prausnitzii, recognized for their anti-inflammatory activities intestinal and their beneficial effects on Crohn’s disease and ulcerative colitis [3]. The first objective was to look for a medium and conditions optimized to stabilize the bacteria to the dry state in powder form, with a high survival rate (FUI FPARIS). Indeed, stabiliza-tion processes by dehydration lead to mechanical and oxidative perturbations [4] affecting survival and functionality of cells [5]. The second objective was to develop a specific protection protocol for the conservation of the probiotic in a dry solid form (capsules or microgranules) and to maintain vi-ability during passage through the gastrointestinal tract. Encapsulation has been considered since this technique protects molecules or cells against various environmental perturbations [6-8]...
Les bactéries intestinales suscitent un intérêt croissant dans les domaines de la santé et du bien-être [1, 2]. L’écosystème intestinal est caractérisé par sa composition complexe et sa très faible teneur en oxygène. De ce fait, de nombreuses espèces bacté-riennes isolées de cet environnement présentent une sensibilité extrême à l’oxygène. Cette particularité est à l’origine de la difficulté de mise en œuvre de ces micro-organismes dans le cadre d’applications probiotiques à grande échelle, notamment au cours du procédé de fabrication et de leur conservation. Dans cette communication, nous présentons les principales étapes qui ont été franchies en vue de conserver et de concevoir une stratégie de stabili-sation/protection de la bactérie Faecalibacterium prausnitzii, reconnue pour ses activités anti-in-flammatoires intestinales et ses effets bénéfiques sur la maladie de Crohn et la rectocolite hémorra-gique [3]. Le premier objectif a été de concevoir un milieu et des conditions optimisées pour stabiliser la bactérie à l’état sec, sous forme de poudre, avec un taux de survie élevé (FUI FPARIS). En effet, les procédés de stabilisation par déshydratation sont à l’origine de contraintes mécaniques et oxydatives [4] pouvant altérer la viabilité et la fonctionnalité les cellules [5]. Le deuxième objectif est de développer un protocole de protection spécifique permettant la conservation du probiotique sous une forme sèche (microgranules ou capsules) et de maintenir la viabilité au cours du passage dans le tractus gastro-intestinal. L’encapsulation a été envisagée puisque cette technique permet la protection de molécules ou de cellules contre des perturbations environne-mentales diverses [6-8]...