Le rôle des neurotransmetteurs dans la protection contre une infection à Salmonella conférée à Caenorhabditis elegans par Lactobacillus

Citation

Liu, X., Jiang, L., Li, L., Yu, H., Nie, S., Xie, M., Gong, J. (2020). The Role of Neurotransmitters in the Protection of Caenorhabditis Elegans for Salmonella Infection by Lactobacillus. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, [online] 10 http://dx.doi.org/10.3389/fcimb.2020.554052

Résumé en langage clair

La salmonellose est une maladie d’origine alimentaire courante, et on utilise des probiotiques depuis longtemps pour prévenir les infections à Salmonella. Cependant, les mécanismes sous-jacents de l’effet protecteur des probiotiques ne sont toujours pas pleinement élucidés, y compris le rôle que pourraient jouer les neurotransmetteurs chez les animaux hôtes. Dans la présente étude, nous avons utilisé le nématode Caenorhabditis elegans comme modèle animal pour étudier en laboratoire le rôle de la dopamine et de la sérotonine dans l’infection à Salmonella et la protection conférée par Lactobacillus. En réalisant des essais sur la durée de vie du nématode et en comparant les effets de l’infection à Salmonella, de la protection conférée par Lactobacillus et de la supplémentation en dopamine chez le nématode de type sauvage et deux mutants, nous avons déterminé que les nématodes ont besoin à la fois de dopamine et de sérotonine pour résister à Salmonella. Nous avons également déterminé que la dopamine joue un rôle dans la protection conférée par Lactobacillus et que cette protection semble être médiée par la régulation de la signalisation cellulaire chez C. elegans. En comprenant mieux les mécanismes moléculaires qui sous-tendent la protection conférée par les probiotiques, nous pourrons mieux orienter le développement de nouveaux probiotiques et réduire ainsi le nombre de cas d’infection à Salmonella.

Résumé

© Nie, Xie et Sa Majesté la Reine du chef du Canada, représentée par le ministre de l’Agriculture et de l’Agroalimentaire, 2020. La salmonellose est une maladie d’origine alimentaire courante. Nous avons déjà signalé que Lactobacillus zeae LB1 pouvait protéger le nématode Caenorhabditis elegans contre une infection à Salmonella Typhimurium DT104. Cependant, le mécanisme par lequel Lactobacillus confère cette protection n’est pas bien compris. C. elegans présente une plasticité comportementale lorsqu’on l’expose à diverses bactéries pathogènes ou commensales. Il reste toutefois à déterminer si le nématode est en mesure de modifier ses activités neurologiques pour éviter Salmonella Typhimurium. Dans la présente étude, nous avons utilisé C. elegans de type sauvage et des mutants incapables de produire de la sérotonine ou de la dopamine pour étudier la préférence olfactive des nématodes à l’égard de L. zeae LB1, de Salmonella Typhimurium DT104 et d’Escherichia coli OP50 dans le cadre d’essais de préférence, et pour étudier la résistance des nématodes à l’infection par Salmonella Typhimurium DT104 ainsi que la protection conférée par L. zeae LB1 dans le cadre d’essais sur la durée de vie. Nous avons également examiné l’expression des gènes cibles chez C. elegans par PCR quantitative en temps réel. Selon les résultats de nos travaux, la préexposition du nématode à L. zeae LB1 n’entraînait pas de comportement olfactif aversif envers Salmonella Typhimurium DT104. Les deux mutants (tph-1 et cat-2) ont succombé plus rapidement que le nématode de type sauvage lorsqu’ils ont été infectés par Salmonella Typhimurium DT104. Bien qu’une préexposition à L. zeae LB1 ait considérablement amélioré la survie du nématode de type sauvage et du mutant tph-1, elle n’a conféré aucune protection au mutant cat-2. Lorsque nous avons exposé les nématodes à de la dopamine, nous avons constaté une résistance à Salmonella Typhimurium chez le mutant cat-2 et une protection du même mutant par L. zeae LB1. Les données d’expression génique ont également corroboré les résultats observés au cours des essais sur la durée de vie. Ces résultats donnent à penser que la sérotonine et la dopamine jouent un rôle positif dans les mécanismes de défense employés par C. elegans pour se protéger contre l’infection à Salmonella Typhimurium et que la protection conférée par L. zeae LB1 n’est pas liée à une quelconque modification de la préférence olfactive du nématode, mais plutôt à la production de dopamine, laquelle peut entraîner la régulation des voies de signalisation faisant intervenir la protéine kinase p 38 activée par des agents mitogènes et faisant intervenir l’insuline ainsi que le facteur de croissance insulinomimétique.

Date de publication

2020-09-29

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