Pour prolonger la durée de conservation des aliments, les fabricants ajoutent souvent des conservateurs à leurs produits. Ces substances sont conçues pour éliminer les micro-organismes susceptibles de gâter les aliments. Alors que les conservateurs traditionnels comme le sucre, le sel, le vinaigre et l'alcool sont utilisés depuis longtemps, les étiquettes des aliments modernes mentionnent souvent des additifs plus obscurs comme le benzoate de sodium, le propionate de calcium et le sorbate de potassium. Les recherches sur un conservateur alimentaire largement utilisé pour sa capacité à détruire les agents pathogènes montrent qu’il peut également affecter les bactéries bénéfiques, posant ainsi un risque pour l’équilibre du microbiome intestinal.
Les bactéries produisent des produits chimiques appelés bactériocines pour tuer leurs concurrents microbiens. Ces produits chimiques agissent comme des conservateurs naturels en tuant les agents pathogènes potentiellement dangereux présents dans les aliments. Les lantibiotiques sont une classe de bactériocines dotées de propriétés antibactériennes particulièrement puissantes et largement utilisées par l’industrie agroalimentaire.
Malgré l’utilisation généralisée des lantibiotiques, on sait peu de choses sur la manière dont ces biotines affectent le microbiome intestinal de ceux qui les consomment. Les microbes de l’intestin vivent dans un équilibre délicat, les bactéries commensales apportant d’importants avantages à l’organisme en dégradant les nutriments, en produisant des métabolites et, surtout, en se défendant contre les agents pathogènes. Si trop de bactéries commensales sont tuées sans discernement par des conservateurs alimentaires antimicrobiens, des bactéries pathogènes opportunistes peuvent prendre le relais et faire des ravages, avec des résultats qui ne valent pas mieux que de manger des aliments contaminés en premier lieu.
Une nouvelle étude publiée dans la revue ACS Chemical Biology par des scientifiques de l'Université de Chicago a révélé que les lantibiotiques, la classe d'agents biologiques la plus courante, ont un fort effet inhibiteur sur les agents pathogènes et les bactéries commensales intestinales qui maintiennent la santé humaine.
La nisine est un fongicide couramment utilisé dans tout, de la bière et des saucisses au fromage et aux trempettes. Il est produit par des bactéries vivant dans les glandes mammaires des vaches, mais les microbes présents dans l’intestin humain produisent également des biocides similaires. Zhenrun "Jerry" Zhang, PhD, chercheur postdoctoral dans le laboratoire d'Eric Pamer, MD, professeur de médecine Donald F. Steiner à l'Université de Chicago et directeur du Duchosos Family Institute, a voulu étudier les effets de cette biotine naturelle sur les bactéries intestinales commensales.
"Essentiellement, la nisine est un antibiotique qui est ajouté depuis longtemps à notre alimentation, mais la façon dont elle affecte nos microbes intestinaux n'a pas été bien étudiée", a déclaré Zhang. "Bien qu'il puisse être très efficace pour prévenir la contamination des aliments, il peut également avoir un impact plus important sur les microbes intestinaux de notre corps."
Lui et ses collègues ont exploité une base de données publique de génomes bactériens intestinaux humains et ont découvert des gènes qui produisent six lantibiotiques différents dérivés de l'intestin qui sont très similaires à la nisine, dont quatre sont nouveaux. Ils ont ensuite travaillé avec Wilfred A. van der Donk, Ph.D., professeur de chimie Richard E. Hector à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, pour produire différentes versions de ces antibiotiques afin de tester leurs effets sur les agents pathogènes et les bactéries intestinales commensales. Les chercheurs ont découvert que même si différents lantibiotiques avaient des effets différents, ils étaient tout aussi efficaces pour tuer les agents pathogènes et les bactéries courantes.
Zhang a déclaré : « Cette étude montre pour la première fois que les bactéries commensales intestinales sont sensibles aux lantibiotiques, parfois même plus sensibles que les agents pathogènes. À en juger par la teneur actuelle en lantibiotiques dans les aliments, ils sont susceptibles d'affecter également notre santé intestinale. »
Zhang et son équipe ont également étudié la structure des lantibiotiques pour mieux comprendre leur activité et donc comment leurs propriétés antimicrobiennes pourraient être exploitées pour de bon. Par exemple, dans une autre étude, le laboratoire Palmer a découvert qu’un consortium de quatre microbes, dont un qui produit de la lantibiotine, contribuait à protéger les souris contre les entérocoques résistants aux antibiotiques. Ils étudient également la prévalence des gènes de résistance à la rand-biotine dans différentes populations afin de mieux comprendre comment ce type de bactérie colonise l'intestin dans différentes conditions et régimes.
« Il semble que les lantibiotiques et leurs souches dérivées ne soient pas toujours bénéfiques pour la santé, c'est pourquoi nous recherchons des moyens de compenser les effets indésirables potentiels tout en tirant parti de leurs propriétés antimicrobiennes plus bénéfiques », a déclaré Zhang.