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Genotoxicity of Escherichia coli Nissle 1917 strain cannot be dissociated from its probiotic activity

Authors :
Maïwenn Olier
Christel Salvador-Cartier
Michèle Boury
Thomas Secher
Ulrich Dobrindt
Jean Fioramonti
Ingrid Marcq
Eric Gaultier
Marie Penary
Jean-Philippe Nougayrède
Valerie Bacquie
Eric Oswald
ToxAlim (ToxAlim)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Centre de Physiopathologie Toulouse Purpan (CPTP)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Neuro-Gastroentérologie et Nutrition (NGN)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole supérieure d'agriculture de Purpan (ESAP)
Centre de Physiopathologie de Toulouse Purpan
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
University of Münster
CHU Toulouse [Toulouse]
non-profit Association F. Aupetit (AFA)
ANR-09-MIEN-0005,COLIBACTIN,Conséquences sur la santé de la colonisation néonatale du tractus digestif par des entérobactéries produisant la Colibactine(2009)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Centre de Physiopathologie de Toulouse-Purpan (INSERM U563 - CNRS UMR1037)
CHU Toulouse [Toulouse]-Institut Claudius Regaud-Hôpital Purpan [Toulouse]
CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre de lutte contre le cancer (CLCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Centre de Physiopathologie Toulouse Purpan ex IFR 30 et IFR 150 (CPTP)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre Hospitalier Universitaire de Purpan (CHU Purpan)
ANR-09-MIEN-005-01, AFA
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole supérieure d'agriculture de Purpan (ESAP)
Westfälische Wilhelms-Universität Münster = University of Münster (WWU)
Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)
Jean-Philippe, Nougayrede
MIE : Maladies infectieuses, immunité et environnement - Conséquences sur la santé de la colonisation néonatale du tractus digestif par des entérobactéries produisant la Colibactine - - COLIBACTIN2009 - ANR-09-MIEN-0005 - MIE - VALID
Source :
Gut microbes, Gut microbes, Taylor & Francis, 2012, 3 (6), pp.501-509. ⟨10.4161/gutmicrobes.21737⟩, Gut Microbes, Gut microbes, Taylor & Francis, 2012, 3 (6), pp.501-509. ⟨10.4161/gmic.21737⟩, Gut microbes, 2012, 3 (6), pp.501-509. ⟨10.4161/gutmicrobes.21737⟩
Publication Year :
2012
Publisher :
HAL CCSD, 2012.

Abstract

International audience; Oral administration of the probiotic bacterium Escherichia coli Nissle 1917 improves chronic inflammatory bowel diseases, but the molecular basis for this therapeutic efficacy is unknown. E. coli Nissle 1917 harbors a cluster of genes coding for the biosynthesis of hybrid nonribosomal peptide-polyketide(s). This biosynthetic pathway confers the ability for bacteria to induce DNA double strand breaks in eukaryotic cells. Here we reveal that inactivation of the clbA gene within this genomic island abrogated the ability for the strain to induce DNA damage and chromosomal abnormalities in non-transformed cultured rat intestinal epithelial cells but is required for the probiotic activity of E. coli Nissle 1917. Thus, evaluation of colitis severity induced in rodent fed with E. coli Nissle 1917 or an isogenic non-genotoxic mutant demonstrated the need for a functional biosynthetic pathway both in the amelioration of the disease and in the modulation of cytokine expression. Feeding rodents with a complemented strain for which genotoxicity was restored confirmed that this biosynthetic pathway contributes to the health benefits of the probiotic by modulating its immunomodulatory properties. Our data provide additional evidence for the benefit of this currently used probiotic in colitis but remind us that an efficient probiotic may also have side effects as any other medication.

Details

Language :
English
ISSN :
19490976 and 19490984
Database :
OpenAIRE
Journal :
Gut microbes, Gut microbes, Taylor & Francis, 2012, 3 (6), pp.501-509. ⟨10.4161/gutmicrobes.21737⟩, Gut Microbes, Gut microbes, Taylor & Francis, 2012, 3 (6), pp.501-509. ⟨10.4161/gmic.21737⟩, Gut microbes, 2012, 3 (6), pp.501-509. ⟨10.4161/gutmicrobes.21737⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....18a5e0b76e330c95ef1744857e88f266