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Le protocole présente deux méthodologies pour améliorer l’isolement des bactéries intestinales anaérobies. La première se concentre sur l’isolement d’un large éventail de bactéries à l’aide de différents milieux de culture. La seconde se concentre sur les étapes de culture d’un groupe microbien spécifique, assimilant éventuellement le myo-inositol, afin de bien comprendre sa signification écologique.
Le tractus gastro-intestinal (GIT) du poulet est un écosystème complexe abritant des milliards de microbes qui jouent un rôle central dans la physiologie de l’hôte, la digestion, l’absorption des nutriments, la maturation du système immunitaire et la prévention de l’intrusion d’agents pathogènes. Pour une santé et une productivité animales optimales, il est impératif de caractériser ces micro-organismes et de comprendre leur rôle. Bien que le GIT de la volaille contienne un réservoir de micro-organismes avec des applications probiotiques potentielles, la majeure partie de la diversité reste inexplorée. Pour améliorer notre compréhension de la diversité microbienne non cultivée, des efforts concertés sont nécessaires pour mettre ces microorganismes en culture. L’isolement et la culture de micro-organismes colonisant les GIT produisent du matériel reproductible, notamment des cellules, de l’ADN et des métabolites, offrant de nouvelles perspectives sur les processus métaboliques dans l’environnement. Sans culture, le rôle de ces organismes dans leur environnement naturel reste incertain et limité à un niveau descriptif. Notre objectif est de mettre en œuvre des stratégies de culture visant à améliorer l’isolement d’une gamme diversifiée de microbes anaérobies à partir du GIT du poulet, en tirant parti des connaissances multidisciplinaires de la physiologie animale, de la nutrition animale, de la métagénomique, de la biochimie des aliments et des stratégies de culture modernes. De plus, nous visons à mettre en œuvre l’utilisation de bonnes pratiques pour l’échantillonnage, le transport et la préparation des milieux, qui sont connues pour influencer le succès de l’isolement. Les méthodologies appropriées doivent garantir un environnement sans oxygène constant, des conditions atmosphériques optimales, une température d’incubation de l’hôte appropriée et la prise en compte de besoins nutritionnels spécifiques en fonction de leurs besoins distinctifs. En suivant ces méthodologies, la culture donnera non seulement des résultats reproductibles pour l’isolement, mais facilitera également les procédures d’isolement, favorisant ainsi une compréhension complète de l’écosystème microbien complexe au sein du GIT du poulet.
La résurgence de la culture dans l’étude des micro-organismes a complété les connaissances des études métagénomiques en fournissant du matériel pour tester des hypothèses métaboliques qui n’étaient auparavant que partiellement décrites et quantifiées. La culture de bactéries intestinales fournit du matériel pour soutenir les recherches futures sur les interactions microbiennes-hôte, faciliter les études de colonisation ciblées et améliorer les études d’interaction moléculaire 1,2,3. Les connaissances acquises sur les micro-organismes gastro-intestinaux ont amélioré la nutrition et le bien-être des animaux en influençant les formulations des régimes alimentaires et en améliorant la disponibilité des nutriments4. Cette compréhension a contribué à l’amélioration des performances dans l’utilisation de l’interaction prébiotique et probiotique. Cependant, des recherches approfondies sont nécessaires pour obtenir une compréhension complète de la façon dont les conditions biochimiques et physicochimiques interagissent et influencent le profil microbien et sa structure. Pour atteindre cet objectif, la culture reste impérative, car elle constitue un outil crucial pour approfondir la dynamique complexe des communautés microbiennes dans l’environnement gastro-intestinal.
Contrairement aux recherches approfondies sur les microbes associées à l’intestin humain et aux études cliniques de culture5, les rapports sur les microorganismes provenant du bétail ont principalement utilisé une gamme limitée de milieux pour l’isolement, ce qui pourrait limiter la diversité des isolats 2,3. De plus, les améliorations apportées à la formulation des milieux et les études sur l’interaction du phosphate et des sels avec la gélose, telles qu’élucidées par Tanaka et al. et Kawasaki et al., n’ont pas encore été mises en œuvre pour les études sur le microbiome intestinal 6,7,8,9.
Considéré comme une substance semi-essentielle, le myo-inositol (IM) jouerait un rôle central dans divers processus métaboliques, physiologiques et réglementaires10,11. Il s’agit notamment de l’implication dans la minéralisation osseuse, le développement des muscles mammaires, la signalisation cellulaire, la promotion de l’ovulation et de la fertilité, la modulation de la signalisation neuronale et l’action en tant que régulateur de l’homéostasie du glucose et de la régulation de l’insuline chez la volaille10,11. L’IM joue un rôle de précurseur grâce à son interconversion au sein de processus biochimiques essentiels, notamment le processus de glycolyse/gluconéogenèse, le cycle de l’acide citrique et la voie du pentose phosphate. De plus, il sert également de précurseur du phosphatidylinositol (PI), qui est en outre impliqué dans le métabolisme des glycérophospholipides12. Peu d’études ont rapporté que la métabolisation de l’IM entraîne des altérations de la stabilité osseuse et des performances animales. Cela comprend l’amélioration du taux de conversion alimentaire et du gain de poids corporel, démontrant son impact après absorption et utilisation chez l’animal13,14. Cependant, la voie de métabolisation de l’IM et son impact sur le métabolisme de la volaille restent insaisissables15. De plus, peu d’études proposent un rôle potentiel des bactéries dans l’utilisation de l’IM, en particulier dans les régions à forte activité métabolique telles que l’iléon 16,17,18,19.
Les efforts visant à cultiver des bactéries à partir du GIT des animaux visent à améliorer les bases de données génomiques et à élargir la recherche, à vérifier les hypothèses basées sur le génome et à comprendre l’importance écologique de ces ressources20. L’objectif de ce travail est d’améliorer les stratégies de culture bactérienne à partir du GIT du poulet afin d’améliorer la diversité d’isolement et l’isolement ciblé d’un groupe écologique d’intérêt qui assimile et métabolise le myo-inositol.
Le protocole est divisé en quatre parties : l’échantillonnage, l’isolement bactérien, l’identification et la conservation des micro-organismes obtenus. Les autorisations d’utilisation d’animaux ont été délivrées par la commission d’éthique du Regierungspräsidium Tübingen, en Allemagne, sous les numéros d’approbation HOH50/17 TE et HOH67-21TE.
1. Obtention d’échantillons pour la culture de bactéries anaérobies
2. Isolement des bactéries anaérobies
3. Identification des bactéries anaérobies
4. Conservation de cultures bactériennes pures
Surveillance des conditions anaérobies pendant le transport
En raison de l’ajout de résazurine de sodium, le changement de couleur de la solution de transport en rose avant le transfert de l’échantillon dans le tube indique une perturbation ou une défaillance du maintien des conditions anaérobies. Par conséquent, les tubes présentant un changement de couleur n’ont pas été utilisés pendant le transport et seuls les tubes ne présentant aucun changement ...
L’objectif de cette méthodologie est d’améliorer la culture des bactéries intestinales anaérobies en améliorant la qualité des conditions d’échantillonnage, le traitement des échantillons et la formulation et la préparation des milieux. Les conditions physicochimiques des échantillons (pH, disponibilité du carbone, de l’azote et des cofacteurs) doivent être prises en compte lors de la formulation du milieu de culture. Comparé aux collections de cultures bactériennes...
Les auteurs déclarent qu’ils n’ont pas d’intérêts financiers ou personnels concurrents liés au travail présenté dans ce texte.
Les auteurs saluent le programme de partenariat Rehovot-Hohenheim et la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) SE 2059/7-2. Ce projet a été développé dans le cadre de l’unité de recherche P-FOWL (FOR 2601).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Acetic acid | VWR | 20104.334 | |
Agar | VWR | 97064-332 | |
Ammonium chloride | Carl Roth | P726.1 | |
Anaerobic station | Don Whitley Scientific | A35 HEPA | |
Butyric acid | Merck | 8.0045.1000 | |
Calcium chloride dihydrate | VWR | 97061-904 | |
Centrifuge | Eppendorf | 5424R | |
Chicken lysozyme (Muramidase) | VWR | 1.05281.0010 | |
Cysteine | VWR | 97061-204 | |
Dextrose | VWR | 90000-908 | |
Di-potassium hydrogen phosphate | Carl Roth | P749.1 | |
EDTA | Carl Roth | 8043.2 | |
Legehennen/ Junghennenfutter | Deutsche Tiernahrung Cremer GmbH & Co. KG, Düsseldorf, Germany | - | |
MagAttract HMW DNA Kit | Qiagen | 67563 | |
Magnesium chloride | Carl Roth | 2189.1 | |
Mixed gas (80% N2 (quality level 5.0), 15% CO2 (quality level 3.0) and 5% H2 (quality level 5.0)) | Westfalen Gase GmbH, Germany | - | |
Mutanolysin, recombinant (lyophilisate) | A&A Biotechnology | 1017-10L | |
Myo-inositol | Carl Roth | 4191.2 | |
PBS 1X | ChemSolute | 8418.01 | |
Potassium dihydrogen phosphate | Carl Roth | 3904.2 | |
Propionic acid | Carl Roth | 6026.1 | |
QuantiFluor dsDNA System | Promega | E2671 | |
RNAse A | QIAGEN Ribonuclease A (RNase A) | 19101 | |
Sodium chloride | VWR | 27800.291 | |
Sodium resazurin | VWR | 85019-296 | |
Sodium thioglycolate | Sigma-Aldrich | 102933 | |
Soy Peptone, GMO-Free, Animal-Free | VWR | 97064-186 | |
Thermocycler | Bio-Rad | T100 | |
Tryptone | Carl Roth | 8952.1 | |
Tween80 | Carl Roth | 9139.2 | |
Vitamin mix (supplement) | VWR | 968290NL | |
Vortex | Star Lab | 07127/92930 | |
Yeast Extract | Carl Roth | 9257.05 | |
β-D-Fructose | VWR | 53188-23-1 |
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