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Biofilms of Lactobacillus plantarum and Lactobacillus fermentum: Effect on stress responses, antagonistic effects on pathogen growth and immunomodulatory properties

Authors :
Jean Guzzo
Johanna Chluba
Aurélie Rieu
Nabil Aoudia
Romain Briandet
Julien Deschamps
Gaëtan Jego
Carmen Garrido
Procédés Alimentaires et Microbiologiques (PAM)
Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement
MICrobiologie de l'ALImentation au Service de la Santé (MICALIS)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech
Laboratoire d'Excellence : Lipoprotéines et Santé : prévention et Traitement des maladies Inflammatoires et du Cancer (LabEx LipSTIC)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École pratique des hautes études (EPHE)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Nancy (CHRU Nancy)-Université de Bourgogne (UB)-Centre Hospitalier Universitaire de Dijon - Hôpital François Mitterrand (CHU Dijon)-Centre Régional de Lutte contre le cancer - Centre Georges-François Leclerc (CRLCC - CGFL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Fédération Francophone de la Cancérologie Digestive, FFCD-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Etablissement français du sang [Bourgogne-France-Comté] (EFS [Bourgogne-France-Comté])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Besançon] (CHRU Besançon)-Université de Franche-Comté (UFC)-Université de Montpellier (UM)
Laboratoire Chrono-environnement - UFC (UMR 6249) (LCE)
Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC)
Physiologie de la Nutrition et Toxicologie (NUTox) (U866, Lipides et nutrition, équipe 7) (NUTox)
Lipides - Nutrition - Cancer (U866) (LNC)
Université de Bourgogne (UB)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Ecole Nationale Supérieure de Biologie Appliquée à la Nutrition et à l'Alimentation de Dijon (ENSBANA)-Université de Bourgogne (UB)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Ecole Nationale Supérieure de Biologie Appliquée à la Nutrition et à l'Alimentation de Dijon (ENSBANA)
Centre Régional de Lutte contre le cancer - Centre Georges-François Leclerc (CRLCC - CGFL)
Ministère de l’Éducation National, de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche
Université de Bourgogne
Conseil Régional de Bourgogne
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Nancy (CHRU Nancy)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Besançon (CHRU Besançon)-Université de Bourgogne (UB)-Centre Hospitalier Universitaire de Dijon - Hôpital François Mitterrand (CHU Dijon)-Centre Régional de Lutte contre le cancer Georges-François Leclerc [Dijon] (UNICANCER/CRLCC-CGFL)
UNICANCER-UNICANCER-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Fédération Francophone de la Cancérologie Digestive, FFCD-Université de Montpellier (UM)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Etablissement français du sang [Bourgogne-Franche-Comté] (EFS [Bourgogne-Franche-Comté])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Franche-Comté (UFC)
Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)
Centre Régional de Lutte contre le cancer Georges-François Leclerc [Dijon] (UNICANCER/CRLCC-CGFL)
UNICANCER
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Nancy (CHRU Nancy)-Université de Bourgogne (UB)-Centre Hospitalier Universitaire de Dijon - Hôpital François Mitterrand (CHU Dijon)-Centre Régional de Lutte contre le cancer Georges-François Leclerc [Dijon] (UNICANCER/CRLCC-CGFL)
UNICANCER-UNICANCER-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Fédération Francophone de la Cancérologie Digestive, FFCD-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Etablissement français du sang [Bourgogne-Franche-Comté] (EFS [Bourgogne-Franche-Comté])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Besançon (CHRU Besançon)-Université de Franche-Comté (UFC)
Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université de Montpellier (UM)
Procédés Alimentaires et Microbiologiques ( PAM )
Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement
MICrobiologie de l'ALImentation au Service de la Santé humaine ( MICALIS )
Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -AgroParisTech
Laboratoire d'Excellence : Lipoprotéines et Santé : prévention et Traitement des maladies Inflammatoires et du Cancer ( LabEx LipSTIC )
Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques ( UM2 ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École pratique des hautes études ( EPHE ) -Institut Gustave Roussy ( IGR ) -Centre Hospitalier Régional Universitaire de Nancy ( CHRU Nancy ) -Université de Bourgogne ( UB ) -Centre Hospitalier Universitaire de Dijon - Hôpital François Mitterrand ( CHU Dijon ) -Centre Régional de Lutte contre le cancer - Centre Georges-François Leclerc ( CRLCC - CGFL ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Fédération Francophone de la Cancérologie Digestive, FFCD-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Etablissement français du sang [Bourgogne-France-Comté] ( EFS [Bourgogne-France-Comté] ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Centre Hospitalier Régional Universitaire [Besançon] ( CHRU Besançon ) -Université de Franche-Comté ( UFC )
Laboratoire Chrono-environnement ( LCE )
Université Bourgogne Franche-Comté ( UBFC ) -Université de Franche-Comté ( UFC ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Physiologie de la Nutrition et Toxicologie (NUTox) (U866, Lipides et nutrition, équipe 7) ( NUTox )
Lipides - Nutrition - Cancer (U866) ( LNC )
Université de Bourgogne ( UB ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Ecole Nationale Supérieure de Biologie Appliquée à la Nutrition et à l'Alimentation de Dijon ( ENSBANA ) -Université de Bourgogne ( UB ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Ecole Nationale Supérieure de Biologie Appliquée à la Nutrition et à l'Alimentation de Dijon ( ENSBANA )
Centre Régional de Lutte contre le cancer - Centre Georges-François Leclerc ( CRLCC - CGFL )
Source :
Food Microbiology, Food Microbiology, Elsevier, 2016, 53, pp.51-59. ⟨10.1016/j.fm.2015.04.009⟩, Food Microbiology, Elsevier, 2016, 53 (Pt A), pp.51-59. ⟨10.1016/j.fm.2015.04.009⟩, Food Microbiology, Elsevier, 2016, 53, pp.51-59. 〈10.1016/j.fm.2015.04.009〉
Publication Year :
2016
Publisher :
Elsevier BV, 2016.

Abstract

IF 3.682; International audience; Few studies have extensively investigated probiotic functions associated with biofilms. Here, we show that strains of Lactobacillus plantarum and Lactobacillus fermentum are able to grow as biofilm on abiotic surfaces, but the biomass density differs between strains. We performed microtiter plate biofilm assays under growth conditions mimicking to the gastrointestinal environment. Osmolarity and low concentrations of bile significantly enhanced Lactobacillus spatial organization. Two L. plantarum strains were able to form biofilms under high concentrations of bile and mucus. We used the agar well-diffusion method to show that supernatants from all Lactobacillus except the NA4 isolate produced food pathogen inhibitory molecules in biofilm. Moreover, TNF-alpha production by LPS-activated human monocytoid cells was suppressed by supernatants from Lactobacillus cultivated as biofilms but not by planktonic culture supernatants. However, only L. fermentum NA4 showed anti-inflammatory effects in zebrafish embryos fed with probiotic bacteria, as assessed by cytokine transcript level (TNF-alpha, IL-1 beta and IL-10). We conclude that the biofilm mode of life is associated with beneficial probiotic properties of lactobacilli, in a strain dependent manner. Those results suggest that characterization of isolate phenotype in the biofilm state could be additional valuable information for the selection of probiotic strains.

Details

ISSN :
07400020 and 10959998
Volume :
53
Database :
OpenAIRE
Journal :
Food Microbiology
Accession number :
edsair.doi.dedup.....fb7d45543122d362e12868445a072592