Stabilité et effets sur le microbiote colique des microcines, peptides antimicrobiens des entérobactéries 

 Séverine Zirah¹, Sabrine Naimi^2,3, Sylvie Rebuffat¹, Ismail Fliss²

1     Molécules de Communication et Adaptation des Microorganismes, UMR 7245 CNRS-MNHN, CP 54, 57 rue Cuvier, 75005 Paris, France
2     Département Sciences des aliments, Université Laval, Québec, Canada

Les microcines sont des bactériocines produites par les entérobactéries, dont de nombreuses portent des modifications post-traductionnelles complexes, ce qui leur confère une diversité de structures et de mécanismes d’action remarquable¹. Elles possèdent un spectre antibactérien étroit et représentent une alternative prometteuse aux antibiotiques face à l’émergence et la dissémination de multirésistance. La microcine J25 (MccJ25) est un peptide lasso de 21 acides aminés produit par Escherichia coli, qui exerce une activité antibactérienne puissante contre des souches du genre Escherichia et Salmonella, par inhibition de l’ARN polymérase. Elle comporte un cycle macrolactame N-terminal, dans lequel la queue C-terminale est enchâssée et piégée par des contraintes stériques, formant une boucle au-dessus du cycle. Nous avons examiné la stabilité et l’impact sur le microbiote colique de MccJ25 in vitro, en utilisant le simulateur dynamique du tractus intestinal in vitro TIM-1² et le système de fermentation colique PolyfermS³. Les prélèvements collectés au cours du temps ont été extraits et analysés par chromatographie liquide – spectrométrie de masse (LC-MS), et les données générées ont été traitées par analyse multivariée des données LC-MS et construction de réseaux moléculaires à partir des données LC-MS/MS. MccJ25 a montré une bonne stabilité en conditions intestinales mais une dégradation rapide dans le compartiment mimant le duodénum. L’identification des formes de dégradation a révélé une zone de fragilité dans la boucle, soumise à de multiples hydrolyses. La comparaison de l’effet sur le microbiote colique de MccJ25 avec celui de la rifampicine, antibiotique de la famille des rifamycines qui cible également l’ARN polymérase, a montré un impact important de la rifampicine sur le métabolome, avec l’accumulation d’acides aminés liée à l’inhibition de la synthèse des protéines pour un large spectre de bactéries, tandis que le métabolome en présence de MccJ25 revient rapidement proche de son état initial.

1.  Tehlig S., Ben Said L., Zirah S., Fliss I., Rebuffat S. Front. Microbiol. 11:586433, 2020.
2.  Minekus M., Marteau P. Havenaar, R. Altern. Lab. Anim. 23:197-209, 1995.
3.  anner S.A., Berner A.Z., Rigozzi E., Grattepanche F., Chassard C., Lacroix C., PloS One 9:e94123, 2014.