Caractérisation en bioréacteur de la dose efficace d'un nouveau probiotique destiné au porc pour limiter la colonisation par Salmonella et la dysbiose intestinale
L'hypothèse de ce projet est la suivante: il est possible de réduire voir d'inhiber la colonisation des animaux par Salmonella en manipulant les populations bactériennes intestinales porcines (microbiote) et que cette manipulation peut-être bénéfique pour la santé animale. Un nouveau probiotique sera ici mis au point. Ce probiotique sera composé de 4 souches bactériennes déjà employées par le partenaire industriel pour leur capacité à décontaminer des eaux usées. Dans un premier temps, pour suivre à la trace les souches probiotiques au sein de multiples autres bactéries, une PCR en temps-réel sera mise au point. Deuxièmement, pour limiter l'utilisation d'animaux, un système de bioréacteur sera utilisé pour la caractérisation du pouvoir anti-Salmonella de chaque souche probiotique à l'étude. En effet, grâce à un bioréacteur déjà disponible au laboratoire, un microbiote artificiel de porc sera ensemencé ou non avec Salmonella dans des conditions normales ou sur un microbiote artificiel stressé. Chaque souche probiotique sera testée dans ce système pour déterminer si individuellement et collectivement elles peuvent déloger Salmonella et si elles agissent également sur l'ensemble du microbiote. Ces effets recherchés seront également accompagnés par une analyse dose-dépendante des souches probiotiques affin de permettre la mise au point d'un nouveau produit efficace au coût le plus bas possible. Finalement, grâce à ces expériences en bioréacteur, la stabilité face à la digestion du composé probiotique final (mélange des 4 souches) sera évalué dans un second système de digestion artificiel. De cette manière, selon la survie de chaque souche dans le produit final, la dose efficace à administrer à des porcs pourra être déterminée. Cette recherche est donc préalable à d'éventuels essais sur des animaux. De plus, dans le cadre de cette recherche, la manipulation du microbiote artificiel pourrait permettre l'observation de nouveaux liens entre Salmonella et certaines espèces bactériennes, ouvrant ainsi la porte à des innovations qui pourraient conduire à de nouveaux outils de contrôle de Salmonella sur les fermes porcines.
Stratégies alternatives aux antibiotiques et amélioration de la santé animale
Évaluation du lien entre la caudophagie et le microbiote intestinal chez le porc
La caudophagie chez le porc est un comportement qui se définit comme étant le mordillage de la queue entre congénères. Ce désordre comportemental représente un énorme défi pour la production porcine, car il engendre des pertes économiques considérables et affecte lourdement le bien-être animal. Il y a actuellement certaines solutions qui sont mises en place pour atténuer le phénomène, par exemple l’enrichissement du milieu de production ou la caudectomie, mais ces solutions ne sont pas optimales et présentent, pour certaines, des enjeux importants quant au bien-être animal. Chez l’humain, le microbiote intestinal pourrait être un modulateur du comportement à travers une action qui passe par l'axe microbiote intestinal-cerveau. Le but de cette étude était donc d’évaluer le lien entre la caudophagie et le microbiote intestinal chez le porc. Le microbiote intestinal de porcs mordeurs et de porcs mordus a été comparé à celui de porcs utilisés comme contrôles négatifs (ni mordeurs, ni mordus). Les différents groupes de porcs ont été sélectionnés par l’analyse d’un comportement cible centré sur le mordillage de la queue (groupe mordeur) et une grille de notation des dommages pour la queue (groupe mordu). Des échantillons composites de matières fécales ont été prélevés et analysés par séquençage à haut débit et le cortisol a été dosé en utilisant un test ELISA réalisé à partir d’échantillons sanguins. Cette étude a démontré pour la première fois que la caudophagie chez le porc est associée à la structure et la composition du microbiote intestinal chez ce même animal.
Référence : https://papyrus.bib.umontreal.ca/xmlui/handle/1866/21869
Financement : CRSNG, F. Ménard
La vaccinologie réverse comparative et soustractive comme approche novatrice pour le développement d'un vaccin hautement efficace contre l'entérite nécrotique aviaire
Le phénomène croissant de l'antibiorésistance et la demande grandissante pour des produits de volailles élevées sans antibiotiques forcent l'industrie avicole à revoir ses pratiques. Une étude conduite au Québec a montré que la production de poulets sans antibiotiques coûtait environ 10ȼ de plus pour produire chaque kilo de viande, ces pertes étant majoritairement associées à la présence d'entérite nécrotique, une maladie digestive potentiellement mortelle causée par des souches virulentes de Clostridium perfringens. Malheureusement, aucun vaccin ni stratégie alternative efficace contre la maladie n'est présentement disponible. Le développement d'un vaccin est donc devenu un besoin criant pour contrôler l'entérite nécrotique. Cette étude a pour but d’utiliser une approche par vaccinologie réverse comparative et soustractive afin d’identifier des protéines antigéniques potentielles uniques aux souches de Clostridium perfringens capables de cause l’entérite nécrotique aviaire. Les travaux de recherche réalisés jusqu’à présent ont permis l’identification de 6 protéines candidates vaccinales uniques aux souches virulentes. Une forme recombinante de ces protéines a été générée et les essais de vaccination réalisés chez le poulet montrent la capacité de ces protéines candidates à protéger les oiseaux d’une infection par Clostridium perfringens.
Référence : https://papyrus.bib.umontreal.ca/xmlui/handle/1866/24261
Financement : MAPAQ InnovAction, Mitacs
Caractérisation de la colonisation intestinale des poulets de chair par différentes souches de Campylobacter jejuni
Campylobacter jejuniest l'une des causes les plus courantes d'infections bactériennes d'origine alimentaire. Les humains s’infectent notamment par l’ingestion de viande ou de foies de poulets contaminés et insuffisamment cuits. Une importante diversité de souches de Campylobacter jejuniest observée en production avicole. Cependant pour un lot d’oiseaux colonisés, une souche de Campylobacter jejuni est généralement majoritairement retrouvée dans les intestins et le foie, suggérant une compétition entre souches. La compréhension des mécanismes sous-jacents permettrait la mise en place de mesure de contrôle efficace à la ferme. Nous avons émis l’hypothèse que des mécanismes que l’on nomme souche-dépendants régulent la colonisation intestinale et la dissémination extra-intestinale de Campylobacter jejunichez des poulets de chair infectés. Afin de vérifier cette hypothèse, des poulets de chair ont été infectés avec différents ratios d’une ou deux souches de Campylobacter jejunipossédant des potentiels opposés de compétitivité lors de la colonisation. Les premiers résultats montrent que la souche faiblement compétitive, lorsque seule, est faiblement capable de coloniser les poulets si elle est administrée à faible dose alors qu’elle profite de la présence de la souche fortement compétitive pour amplifier sa propre colonisation intestinale et sa dissémination hépatique, laissant croire à une forme de commensalisme entre les deux souches. Cependant, lorsque la dose permet à cette souche faiblement compétitive de coloniser normalement les poulets, une compétition intestinale s’opère alors en présence de l’autre souche, menant à la dominance de cette dernière et à une accélération de sa dissémination hépatique. Les mécanismes sous-jacents seront investigués entre autres par l’étude de la réponse immunitaire et l’analyse du microbiote intestinal.
Financement : CRSNG
Production et modulation d’un microbiote intestinal dérivé du microbiote porcin par l’utilisation d’un bioréacteur
L’objectif de ce projet de recherche est de produire un microbiote dérivé du microbiote intestinal porcin par l’utilisation d’un système de fermentation en bioréacteur à alimentation continue, puis d’observer la modulation de ce microbiote par l’ajout d’huiles essentielles ou d’additifs alimentaires. Pour y parvenir, un système de bioréacteur utilisant un milieu de culture provenant d’une digestion in vitro de moulée destinée à des porcelets a été développé. Certaines conditions peuvent être régulées, comme le pH, l’anaérobie, la température ainsi que la vitesse d’ajout du milieu de culture. Ce système, composé de 8 réacteurs, permet d’étudier jusqu’à huit conditions de façon simultanée. Le système, étant utilisé sur une courte période de 72 h, permet donc l’étude rapide de l’effet d’additifs. Dans le cadre de ce projet, deux huiles essentielles ont été ajoutées en cours d’expérience dans le milieu de culture, soit à 200 ou à 1000 ppm. Lors des analyses bio-informatiques, il a été observé que le système de bioréacteur est capable de maintenir un microbiote dérivé du microbiote intestinal utilisé pour l’ensemencement. De plus, lorsqu’une des deux huiles est ajoutée à 1000 ppm, une hausse des populations de Lactobacilles est observée 24 h après l’ajout de cette huile. Maintenant que le système permet le maintien et la modulation d’un microbiote, l’effet de l’ajout d’une ou plusieurs espèces bactériennes, qu’elles soient pathogènes ou probiotiques, peut être analysé.
Financement : CRSNG