Livrer de “bonnes” bactéries à nos intestins

Les scientifiques de l’université technologique de Nanyang, à Singapour (NTU Singapore), ont mis au point des probiotiques dotés d’un revêtement comestible unique qui garantit que les bactéries bénéfiques atteignent l’intestin une fois ingérées.

Les probiotiques sont définis par l’Organisation mondiale de la santé comme des micro-organismes vivants qui, lorsqu’ils sont administrés en quantités adéquates, confèrent un avantage pour la santé de l’hôte[1]. Il a été démontré qu’ils contribuent à prévenir les infections des voies urinaires et digestives et à maintenir une flore intestinale saine, ce qui est lié à la réduction du risque d’obésité et à la promotion du bien-être général[2].

Cependant, plusieurs modes d’administration des probiotiques, y compris les suppléments et les produits laitiers, n’ont pas permis de garantir que les probiotiques survivent aux conditions de l’estomac humain pour être administrés en quantités suffisantes pour être bénéfiques pour la santé. De nombreuses études montrent que la majeure partie des probiotiques délivrés dans les suppléments commerciaux et les yaourts meurent dans les 30 premières minutes d’exposition à l’environnement acide de l’estomac[3].

Dans l’étude de la NTU, les probiotiques, des bactéries Lacticaseibacillus respectueuses de l’intestin, sont recouverts d’alginate, un hydrate de carbone dérivé d’algues brunes, ce qui les protège des conditions acides difficiles de l’estomac.

Lors d’expériences simulant un voyage le long du tube digestif humain, seuls les probiotiques recouverts du revêtement mis au point par la NTU ont survécu. Les bactéries ne sont libérées que lorsqu’elles atteignent l’intestin grêle, car l’enrobage se décompose en réagissant aux ions phosphate, qui sont présents en plus grande quantité dans l’intestin grêle.

Le développement de la technologie d’enrobage à l’alginate reflète l’engagement de la NTU à répondre aux besoins et aux défis d’une vie saine et du vieillissement, qui est l’un des quatre grands défis de l’humanité que l’université cherche à relever dans le cadre de son plan stratégique NTU 2025.

Le professeur associé Joachim Loo de l’école de science et d’ingénierie des matériaux de la NTU, qui a dirigé l’étude, a déclaré : “Ces dernières années, des études scientifiques ont montré que la santé d’un individu dépend beaucoup plus de l’aide des “bons microbes” dans notre intestin que nous ne le pensions auparavant.”

“Cependant, les probiotiques sont des micro-organismes délicats et ne peuvent pas survivre à l’environnement difficile de notre estomac. Pour accroître l’efficacité des probiotiques en tant que complément alimentaire, nous avons cherché à les “emballer” et à les acheminer vers des sites spécifiques de l’intestin où ils fonctionnent le mieux. Cet emballage stable à l’humidité, grâce à l’ingénierie des matériaux, permet une administration plus efficace des probiotiques et prolonge la durée de conservation des suppléments.”

Mme Tan Li Ling, doctorante à l’école de science et d’ingénierie des matériaux de NTU, qui était le premier auteur de l’étude, a déclaré : “Nous avons choisi l’alginate comme matériau d’enrobage car il est sans danger pour la consommation humaine, d’origine naturelle, et relativement peu coûteux. L’alginate présente également des propriétés tampons pour les acides, ce qui peut protéger les probiotiques contre les conditions difficiles causées par l’acide gastrique.”

Les résultats de l’étude ont été publiés en février dans la revue universitaire à comité de lecture Carbohydrate Polymers. Une demande de brevet pour la technologie d’enrobage des probiotiques a également été déposée par la société d’entreprise et d’innovation de NTU, NTUitive.

Élargir le champ d’application des probiotiques

La technologie d’enrobage des probiotiques de NTU est personnalisable et peut être utilisée pour créer des probiotiques enrobés sous forme de poudre, d’un diamètre d’environ 10μm (0,0004 pouce).

La méthode utilise des sucres protecteurs à côté de l’alginate, afin que les bactéries ne soient pas tuées pendant le processus de fabrication. En outre, l’utilisation d’ions calcium permet à l’enrobage de ne pas se dégrader dans les liquides ou dans un environnement humide, ce qui lui confère une plus longue durée de conservation.

La méthode utilise également la technique du séchage par pulvérisation pour produire les probiotiques enrobés. Le séchage par pulvérisation est une méthode de production rentable et à haut rendement, déjà couramment utilisée par les industries alimentaire et pharmaceutique. Elle permettrait de produire les probiotiques enrobés mis au point par la NTU à un prix abordable et en grandes quantités.

Pour fabriquer les probiotiques enrobés, les scientifiques ont cultivé des bactéries Lacticaseibacillus, avant de les laver dans une solution saline. Ensuite, les bactéries ont été emballées ensemble dans une concentration correspondant à la dose de probiotiques recommandée par les Nations Unies [4]. Enfin, les probiotiques ont été séchés par pulvérisation et enrobés d’alginate. L’ensemble du processus prend environ une heure.

Si elles sont réfrigérées, les bactéries probiotiques enrobées peuvent survivre pendant plus de huit semaines. L’alginate mis au point par NTU ne s’est pas dégradé du tout et a pu protéger les probiotiques contre l’acide gastrique, pendant une période de test de huit semaines.

En comparaison, les boissons probiotiques ont une durée de vie allant jusqu’à sept semaines lorsqu’elles sont réfrigérées, mais les probiotiques qu’elles contiennent commencent à mourir lorsqu’elles sont laissées à température ambiante après quelques heures[5], expliquent les scientifiques.

Outre le fait qu’ils pourraient constituer un moyen plus efficace d’administrer des probiotiques, les scientifiques de la NTU déclarent qu’ils envisagent d’utiliser leur innovation pour enrichir en probiotiques des aliments et des boissons, tels que la bière et d’autres boissons en boîte.

Le professeur adjoint Loo a ajouté : “Avec un changement de paradigme vers la prévention des maladies plutôt que vers le traitement, les probiotiques peuvent donc détenir la clé pour façonner la santé d’une personne et la maintenir en bonne santé. En adaptant davantage la technologie d’enrobage, il sera possible de l’appliquer à toute une série d’autres probiotiques, ainsi qu’à d’autres fins, notamment des applications commerciales dans les secteurs agroalimentaire et médical.”

Mme Tan ajoute : “Cette technologie est très polyvalente, car les probiotiques enrobés peuvent être incorporés dans de nombreux types de produits différents, y compris les compléments alimentaires et les pilules, les aliments et les boissons, et même les aliments pour animaux.”

La technologie mise au point par la NTU a suscité l’intérêt d’entreprises du secteur des aliments et boissons qui souhaitent l’adopter et la développer.

Les scientifiques s’emploieront à tester leur innovation sur d’autres types de probiotiques, ce qui permettrait de l’appliquer à l’industrie agroalimentaire, car elle pourrait être utilisée pour enrichir l’alimentation des animaux d’élevage, tels que les poissons et les poulets, avec des probiotiques, afin de trouver des alternatives aux antibiotiques dans l’agro-agriculture.

Source :https://www.ntu.edu.sg/docs/default-source/corporate-ntu/hub-news/ntu-singapore-scientists-develop-coated-probiotics-that-could-be-effectively-delivered-into-the-human-gut.pdf?sfvrsn=2cbc0071_1