Modulation de l’action antimicrobienne in vitro d’extraits de plantes en condition de compétition par un dérivé de microbiote d’origine fécale porcine

Abstract

L’incorporation de composés antimicrobiens non antibiotiques à l’alimentation des animaux est une piste abondamment explorée pour contrôler la prévalence des pathogènes et améliorer la santé intestinale générale des animaux. Certains types d’extraits de plante (EPs) et d’huiles essentielles (HEs) ont un pouvoir antimicrobien marqué in vitro, qui ne concordent pas aux résultats obtenus lors d’un passage à l’expérimentation in vivo. Cette étude a permis d’évaluer le caractère antimicrobien de plusieurs composés par diffusion sur gélose, dilution en tubes et par une méthode de dilution en tubes adaptée avec incorporation d’un dérivé de microbiote de porc.Les résultats ont permis de déterminer que le camphre, le carvacrol, le cinnamaldéhyde et l’eugénol ont la même efficacité antimicrobienne en absence qu’en présence d’un microbiote complexe. Rendant ces composés les plus pertinents dans le cadre du développement d’additifs alimentaires, des analyses métagénomiques ont été effectuées pour mesurer l’évolution (qualitative) du microbiote dans ces conditions en contact avec différentes concentrations d’HEs. Les concentrations plus élevées que la CMI avaient un impact significatif sur la diversité alpha (augmentation de la richesse et de l’Eveness) et la diversité beta. De plus, chaque HE à concentration élevée avait un impact significativement différent sur la structure et la composition microbienne. Aussi, des analyses qPCR ont également permis de quantifier des indicateurs du microbiote intestinal en présence de concentrations croissantes en HEs; diminution (significative) des Escherichia coli, stabilité des Lactobacilles pour presque toutes les concentrations et augmentation (significative) des Lachnospiraceae. Ainsi, cette étude a permis de développer un modèle in vitro permettant d’analyser l’efficacité de différents composés en présence d’un dérivé de microbiote intestinal et leur impact sur ce dernier. Cela permet de conclure que certaines HEs pourraient avoir un impact significativement différent sur le microbiote intestinal, lorsqu’elles sont utilisées à une concentration spécifique, et cette caractéristique pourrait être exploitée pour développer des additifs alimentaires efficaces ayant des effets précis.

The incorporation of non-antibiotic antimicrobials compounds to animal feed is extensively used to control the prevalence of pathogens and enhance general gut health. Few plant extracts (PEs) and essential oils (EOs) have a strong antimicrobial effect in vitro which does not concur with the results obtained when the experiment is translated in vivo. This study evaluated the antimicrobial potential of several compounds by agar diffusion assay, tube dilution and by a novel tube dilution method incorporating a pig intestinal microbiota derivative. Results of this study showed that carvacrol, cinnamaldehyde, eugenol and white camphor oil have the same efficiency in the absence or presence of a complex microbiota, thus making these compounds the most relevant for the development of food additives. Metagenomics analyzes were performed to measure the (qualitative) evolution of the microbiota considered under these conditions. Eos concentrations that are higher than the minimal inhibitory concentration (MIC) had a significant impact on both alpha diversity (increase in richness and Eveness) and beta diversity. Furthermore, every EOs, used at high concentration, had a significantly different impact on the microbial structure and composition. Also, qPCR analyses were used to quantify indicators of the intestinal microbiota in the presence of increasing concentrations of EOs; a (significant) decrease of Escherichia coli, stability of Lactobacilli for almost all of the concentrations and a (significant) increase of Lachnospiraceae were observed. Therefore, this study led us to develop an in vitro model which can be used to analyze the efficacy of different organic compounds in the presence of an intestinal microbiota derivative. This suggests that some EOs could have a significantly different impact on the gut microbiota when used at a specific concentration. This feature could be exploited to develop effective food additives with targeted effects.