Effets de deux spores probiotiques d’espèces de Bacilles sur les paramètres hématologiques, biochimiques et inflammatoires chez des rats infectés par Salmonella Typhimurium
Dénombrement de Salmonella
Pour connaître les effets de B. subtilis et de B. coagulans sur le nombre de Salmonelles dans le tube digestif et son infiltration dans les organes cibles, le nombre de S. Le typhimurium dans le foie, la rate, les ganglions lymphatiques mésentériques, les fèces et le contenu de l’iléon et du caecum a été compté les jours 1, 3, 5 et 7 après le gavage de Salmonella. Les résultats sont présentés en détail dans les tableaux 1 et 2. Aucune Salmonelle n’a été isolée dans les groupes témoins à blanc et Probiotiques tous les jours d’échantillonnage. Le premier jour d’échantillonnage, par électrodéposition directe, le nombre de Salmonelles dans le foie, la rate et les ganglions lymphatiques mésentériques des quatre groupes de traitement était nul. Mais en utilisant l’enrichissement sélectif, les ganglions lymphatiques de quatre rats et le foie d’un rat du groupe des Salmonelles, et les ganglions lymphatiques d’un rat du groupe des Probiotiques + Salmonelles ont montré la présence de Salmonelles. Les 3e, 5e et 7e jours après le gavage, la salmonelle était dénombrable dans le foie, la rate et les ganglions lymphatiques des groupes Salmonella et Probiotique + Salmonella. Les résultats montrent que le nombre de Salmonelles est plus élevé dans les ganglions lymphatiques que dans le foie et la rate (P < 0,05). En utilisant des probiotiques, le nombre de Salmonelles dans le foie, la rate et les ganglions lymphatiques mésentériques a été considérablement réduit au cours des trois jours d’échantillonnage (P < 0,05); en outre, les résultats montrent qu’au fil du temps, la tendance à la réduction des salmonelles a augmenté. Le nombre de Salmonelles excrétées dans l’iléon, le caecum et les fèces a augmenté jusqu’au 5e jour après le gavage et a diminué à nouveau le 7e jour, ce qui était similaire dans les groupes Salmonelles et Probiotiques + Salmonelles. Cependant, le nombre de Salmonelles dans l’iléon (P < 0,05), le caecum (P < 0.05) et les matières fécales du groupe Probiotique + Salmonella étaient inférieures à celles du groupe Salmonella dès le premier jour d’échantillonnage.
Le coefficient de corrélation entre le nombre de Salmonelles dans l’iléon, le caecum et les fèces avec le nombre de Salmonelles dans le foie était de 0,67, 0,54 et 0,69; dans la rate était de 0,72, 0,83 et 0,71; et dans les ganglions lymphatiques mésentériques était de 0,72, 0,78 et 0,66, respectivement (P< 0,05).
Comme le montrent les résultats, les probiotiques B. subtilis et B. les coagulanes n’ont pas complètement inhibé l’infiltration de Salmonelles dans les ganglions lymphatiques, mais ils ont retardé l’infiltration de Salmonelles dans les ganglions lymphatiques et, par conséquent, dans la rate et le foie. De plus, les probiotiques accélèrent la suppression de cet agent pathogène dans le groupe infecté. Comme l’ont montré des études précédentes, les probiotiques ont pour effet bénéfique de prévenir la colonisation des bactéries pathogènes dans le tube digestif, la compétition pour les nutriments et les récepteurs d’adhésion et la stimulation de l’immunité de l’hôte20,21. Comme le nombre de Salmonelles était au plus haut niveau le 5ème jour après le gavage et les différences entre les deux groupes, on peut dire que B. subtilis et B. coagulans réduisent la colonisation et l’invasion de S. Typhimurium. Vila et coll. (2009) ont également montré que B. cereus var. toyoi diminue la colonisation et l’invasion de S. Entritidis dans le grille22. La Ragione et Woodward (2003) ont montré que le gavage de B. subtilis, même un jour avant de recevoir S. Entertidis, réduisait le nombre de Salmonelles dans le foie, la rate, le jéjénum, l’iléon, le côlon et le caecum. Le nombre de S. Enteritidis récupéré de la caeca de poussins qui avaient reçu une pré-dose de spores de B. subtilis était nettement inférieur à celui du groupe témoin qui n’avait pas reçu de B. subtilis12. Feng et coll. (2016) ont montré que Lactobacillus plantarum PZ01, Lactobacillus salivarius JM32 et Pediococcus acidilactici JH231 réduisaient le nombre de Salmonelles dans le contenu intestinal, la rate et le foie lors d’une infection à Salmonelle chez des poulets de chair 5. En outre, Barba-Vidal et al. (2017) ont montré que l’administration de Bifidobacterium longum subsp. infantis CECT 7210 et Bifidobacterium animalis subsp. lactis BPL6 dans un modèle de porcelet de sevrage n’a pas été en mesure de prévenir l’infection à Salmonelle, car la plupart d’entre eux sont devenus positifs dans les fèces un jour après le défi. Malgré cela, le probiotique a pu réduire la charge d’agents pathogènes dans le côlon et les fèces, suggérant le potentiel de la combinaison de bifidobactéries pour exclure les Salmonelles23.
Paramètres hématologiques
Les résultats ont montré que le pourcentage de volume cellulaire emballé (PCV), le nombre de globules rouges (RBC) (jusqu’au 5ème jour) et la concentration d’hémoglobine (Hb) (jusqu’au 3ème jour) étaient plus élevés dans le groupe des Salmonelles que les autres groupes (P < 0,05). Alors que, ces valeurs sont revenues à la plage normale au jour 7 (tableau 3). Ces augmentations étaient le résultat d’une déshydratation sévère dans le groupe des Salmonelles, due à une diarrhée22. Dans le groupe Salmonella, les selles étaient plus lâches que le groupe Témoin vierge pendant 3 jours après le gavage. Des études antérieures ont montré que la Salmonella Typhimurium augmente la quantité d’Hb, de PCV et de RBC des porcelets23 et des calves24. Dans le groupe des Salmonelles, le nombre de RBC avait une tendance à la baisse du 1er jour au 7e jour d’infection (P< 0,05). Cependant, dans le groupe Probiotique + Salmonella, il n’y a pas eu d’augmentation du VPC, du nombre de globules rouges et de la concentration d’Hb, et ces paramètres étaient similaires à ceux du groupe témoin Vierge. Dans le groupe Probiotique + Salmonella, les Salmonelles ont montré une pathogénicité plus faible en raison de la présence de probiotiques actifs qui empêchaient la colonisation des Salmonelles et faisaient concurrence aux nutriments et aux récepteurs d’adhérence20,21.
Les résultats montrent qu’aucune différence significative n’a été observée dans la numération plaquettaire (P> 0,05) (Données non représentées).
Le nombre de globules blancs (WBC) et de neutrophiles dans le groupe des Salmonelles était significativement plus élevé que les autres groupes dès le premier jour après le gavage. Le nombre de globules blancs et de neutrophiles a augmenté pendant trois jours d’infection, puis a commencé à diminuer à partir du jour 5. L’utilisation de probiotiques avant le gavage de Salmonelles a réduit la tendance à la hausse des taux de WBC et de neutrophiles et a finalement ramené les niveaux de ces deux indicateurs à la normale au jour 5. Au jour 7, il n’y avait pas de différences significatives dans le nombre de WBC et de neutrophiles entre les groupes Salmonella et Probiotiques + Salmonella (P> 0,05). Les dénombrements étaient supérieurs aux groupes Témoins vierges et aux groupes témoins Probiotiques (Tableau 4).
L’introduction de Salmonelles a considérablement augmenté le nombre de lymphocytes par rapport au groupe témoin vierge (P< 0,05). Lors de l’utilisation de probiotiques avant le gavage de Salmonelles, a considérablement réduit la tendance croissante des lymphocytes (P < 0,05). Ces résultats se sont maintenus des jours 1 à 5, mais le 5ème jour, aucune différence significative entre les groupes Salmonella et Probiotiques + Salmonella (P> 0,05) n’a été observée. Le 7e jour, le nombre de lymphocytes du groupe Probiotique + Salmonella est revenu à des niveaux normaux et il n’y avait aucune différence de niveaux par rapport au groupe témoin vierge. Cependant, le groupe Salmonellaire avait des taux de lymphocytes plus élevés que les trois autres groupes (P< 0,05) (tableau 4).
Aucune différence significative n’a été observée dans les taux de monocytes, d’éosinophiles et de basophiles parmi les quatre groupes de traitement (P> 0,05) (Données non présentées).
Le coefficient de corrélation entre le nombre de Salmonelles dans l’iléon, le caecum, les fèces, le foie, la rate et les ganglions lymphatiques mésentériques avec le nombre de WBC était de 0,32, 0,36, 0,30, 0,33 et 0,47 et 0,48; neutrophile était de 0,26, 0,32, 0,24, 0,29, 0,47 et 0,47; et lymphocyte était de 0,32, 0,36, 0,30 , 0,30, 0,44 et 0,45, respectivement (P< 0,05).
Dans cette étude expérimentale, le nombre de WBC dans le groupe des Salmonelles était significativement plus élevé que les autres groupes dès le premier jour après le gavage en raison de l’augmentation des neutrophiles et des lymphocytes. Cela a également été confirmé avant que la salmonelle ait causé des neutrophiles et que l’augmentation des lymphocytes ait entraîné une augmentation du nombre de WBC 24,25. En outre, l’augmentation du nombre de salmonelles dans l’iléon, le caecum, les fèces, le foie, la rate et les ganglions lymphatiques mésentériques s’est accompagnée d’une augmentation du nombre de WBC, de neutrophiles et de lymphocytes (P < 0,05). Cependant, dans le groupe Probiotique + Salmonelle, ces niveaux ont augmenté après un retard. Ces résultats indiqueraient que B. subtilis et B. coagulans diminuent les effets de S. Typhimurium. De plus, dans le groupe Probiotique + Salmonella, les complications de S. Typhimurium sont observées dans un laps de temps plus court et les changements sont revenus à la base normale plus rapidement que dans le groupe Salmonella. Havelaar et coll. (2001) ont montré que S. Enteritidis chez le rat provoque des changements détectables dans le nombre de neutrophiles à partir de doses de 104 UFC vers le haut et que des augmentations importantes des taux de WBC et de neutrophiles ont été observées après cinq jours. Ces résultats ont montré que tous les types de leucocytes, à l’exception des éosinophiles, ont des relations dose-réponse positives 26.
Paramètres biochimiques
Il n’y avait pas de différence significative dans les paramètres biochimiques entre les groupes Témoins vierges et les groupes témoins probiotiques (P> 0,05). L’infection à Salmonelle a augmenté les quantités totales de protéines et de globulines dans le sang (P < 0,05), mais n’a eu aucun effet significatif sur l’albumine sérique (P > 0,05). La consommation de probiotiques dans le groupe des Salmonelles a considérablement réduit les niveaux totaux de protéines et de globulines (P <0.05) et a rapproché ces niveaux des valeurs de contrôle (tableau 5). La quantité de globuline et de protéines totales aux 1er, 3e et 5e jours était significativement plus élevée dans le groupe Salmonella par rapport au groupe Probiotique + Salmonella, et les deux étaient plus élevés que le groupe Témoin Vierge. Le 7ème jour avec le groupe Probiotique + Salmonelle, la quantité de globuline et de protéines totales était similaire au groupe témoin Vierge. L’inoculation orale de Salmonella stimule les réponses immunitaires, y compris les réponses humorales et à médiation cellulaire, ce qui augmente le taux sérique d’immunoglobulines et entraîne une augmentation de la protéine totale27. Comme le montrent les résultats, aucune différence n’a été observée dans la quantité d’albumine entre les groupes. Par conséquent, les changements dans la protéine totale sont dus à la modification de la quantité de niveaux de globine. L’augmentation du nombre de Salmonelles dans le foie, la rate et les ganglions lymphatiques mésentériques s’est accompagnée d’une augmentation de la globuline sérique et des protéines totales (P < 0,05). Le coefficient de corrélation entre le nombre de Salmonelles dans le foie, la rate et les ganglions lymphatiques mésentériques avec la quantité de protéines totales du sang était de 0,25, 0,28 et 0,35; la globuline était respectivement de 0,25, 0,35 et 0,43. Les B. subtilis et B. coagulans réduisent les niveaux de globuline et aussi les niveaux de protéines totales par rapport au groupe Salmonella. Cela indique que B. subtilis et B. coagulans réduisent l’effet pathogène de S. Typhimurium. Abudabos et coll. (2016) ont montré que le bacille en tant que probiotique n’avait aucun effet sur les taux totaux de protéines, de globulines et d’albumine. Lorsqu’ils sont exposés à la salmonelle, les probiotiques inhibent la diminution de l’albumine et l’augmentation de la globuline, ce qui a entraîné un contrôle positif de la Salmonelle28.
Il n’y a pas eu de différence significative dans la quantité de phosphatase alcaline (ALP) entre quatre groupes au cours des jours d’échantillonnage (P> 0,05) (Données non présentées). Aucune différence significative n’a été observée dans la quantité d’alanine transaminase (ALAT) et d’aspartate transaminase (AST) entre quatre groupes jusqu’au 5e jour d’échantillonnage (P > 0,05), tandis que, le 7e jour, les salmonelles ont provoqué une augmentation significative de l’activité des ALAT et des AST (P < 0,05). La consommation de probiotiques a maintenu le niveau de ces deux enzymes dans la plage normale tout au long de la période d’échantillonnage (tableau 6). Augmentation de l’ALAT et de l’ASAT au 7ème jour après l’inoculation orale dans le groupe Salmonella, indique l’inflammation et les dommages au foie 29. Cependant, dans le groupe Probiotique + Salmonella, aucune augmentation n’a été observée, ce qui signifie que B. subtilis et B. coagulans inhibent l’effet pathogène de S. Typhimurium et l’inflammation du foie. De plus, des changements moins importants du facteur hépatique dans le groupe Probiotique + Salmonella sont dus au nombre moindre de Salmonelles dans ce groupe par rapport au groupe Salmonella.
Pendant les infections, S. Typhimurium se dissémine de manière systémique depuis les plaques de Peyer jusqu’au foie et à la rate, où il continue de croître dans les macrophages30,31. La glycolyse est nécessaire à la réplication intracellulaire et à la survie de S. Typhimurium dans les macrophages32. La baisse du taux de glucose pourrait être due à une plus grande absorption de glucose dans le sang lorsque le métabolisme réagit contre l’infection à Salmonella 23. Dans le groupe des Salmonelles, les quantités de glucose ont augmenté les 1er et 3e jours suivant l’inoculation (tableau 6), mais sont restées dans la plage normale dans le groupe des Probiotiques + Salmonelles, ce qui signifie que B. subtilis et B. coagulans réduisent les effets des Salmonelles. L’augmentation du nombre de Salmonelles dans l’iléon, le caecum, les fèces, le foie et la rate s’est accompagnée d’une réduction de la glycémie (P < 0,05). Le coefficient de corrélation entre le nombre de Salmonelles dans l’iléon, le caecum, les fèces, le foie et la rate avec le glucose sérique était de -0,28, -0,31, -0,26, -0,22 et -0.22 dans l’ordre (P< 0,05).
L’infection à Salmonelle a augmenté le taux de lactate déshydrogénase (LDH) de manière significative (P < 0,05). La LDH est reconnue comme un marqueur de la toxicité cellulaire et la quantité inférieure indique des lésions cellulaires plus inférieures33. L’utilisation de probiotiques chez des rats infectés par la Salmonelle a entraîné une augmentation plus faible du taux de LDH, mais il était toujours plus élevé que les groupes Témoins témoins et Probiotiques vierges (P < 0,05) (Tableau 7). Cela indique que B. subtilis et B. les coagulanes diminuent les lésions cellulaires causées par la salmonelle. L’augmentation du nombre de salmonelles dans l’iléon, le caecum, les fèces, le foie, la rate et les ganglions lymphatiques mésentériques s’est accompagnée d’une augmentation de la LDH (P < 0,05).
Dans le groupe des Salmonelles, les taux de créatine ont augmenté à partir du 5ème jour de gavage. La même tendance a été observée dans l’azote uréique sanguin (BUN) aux 5e et 7e jours d’échantillonnage, ce qui a indiqué un dysfonctionnement rénal. Il a également été mentionné par Doorn et al. (2006) que dans l’infection à Salmonella, un dysfonctionnement rénal s’est produit, ce qui provoque une augmentation de la BNU et de la créatinine34. Dans le groupe Probiotique + Salmonelle, la quantité de créatine et de PAIN était similaire à celle des groupes Témoin Vierge et Témoin Probiotique (P> 0,05) tous les jours d’échantillonnage (Tableau 7). Il indique que B. subtilis et B. coagulans inhibent l’effet pathogène de S. Typhimurium sur les reins.
L’augmentation du nombre de Salmonelles dans le foie, la rate et les ganglions lymphatiques mésentériques s’est accompagnée d’augmentations du chignon et de la créatine (P < 0,05). Le coefficient de corrélation entre le nombre de Salmonelles dans le foie, la rate et les ganglions lymphatiques mésentériques avec la quantité de créatine était de 0,28, 0,40 et 0,45; et le chignon était respectivement de 0,41, 0,59 et 0,53 (P < 0,05).
Le niveau de fer total dans le groupe des Salmonelles a augmenté de manière significative aux jours 1, 3 et 5, puis est revenu à la normale le 7ème jour. S. Le Typhimurium sécrète des sidérophores pour se lier au fer ferrique35. Cependant, l’utilisation de probiotiques a maintenu le taux total de fer dans le sang dans la plage normale tous les jours d’échantillonnage (tableau 7). Dans le groupe Probiotique + Salmonella, il a été plus élevé seulement le 1er jour et est revenu à la normale après cela. Cela suggère que, cependant, la salmonelle provoque une augmentation de la quantité de fer sérique, mais les probiotiques inhibent ce mécanisme. Geith et coll. (2015) ont rapporté un rôle bénéfique de Lactobacillus acidophilus sur la modification de paramètres de phase aiguë tels que la diminution du fibrinogène, de l’ESR, du TIBC (capacité totale de liaison au fer), de l’UIBC (capacité de liaison au fer insaturée) et de la céruloplasmine et, d’autre part, une augmentation du pourcentage de saturation en albumine, en protéines totales, en fer et en transferrine pendant l’infection à S. Typhimurium chez les rats albinos 4.
Détermination des médiateurs inflammatoires
Le niveau de médiateurs inflammatoires, y compris le TNF-α, l’amyloïde sérique A (SAA) et l’IL-10 dans le groupe témoin Probiotique et le groupe Témoin Vierge était similaire (P > 0,05). L’infection à salmonelle a augmenté de manière significative le taux de TNF-α et de SAA tous les jours d’échantillonnage (P< 0,05). Avec le groupe Probiotique + Salmonelle, le taux de ces deux médiateurs inflammatoires a significativement diminué par rapport au groupe Salmonelle (P<0.05), mais était encore plus élevé que les groupes Témoins Vierges et Probiotiques (P< 0,05) (Fig. 1 et 2).
L’infection à Salmonelle a augmenté de manière significative les niveaux d’IL-10 tous les jours par rapport au groupe témoin vierge (P< 0,05), tandis que la consommation de probiotiques empêche l’augmentation du niveau d’IL-10 jusqu’au 3ème jour après le gavage de Salmonelles. Cependant, le jour 5, le taux d’IL-10 a augmenté de manière significative et a diminué à nouveau le 7ème jour par rapport au groupe témoin vierge (Fig. 3). Le coefficient de corrélation entre le nombre de Salmonelles dans l’iléon, le caecum, les fèces, le foie, la rate et les ganglions lymphatiques mésentériques avec le niveau de TNF-α était de 0,39, 0,41, 0,37, 0,46, 0,61 et 0,62; avec le niveau de SAA était de 0,39, 0,43, 0,37, 0,43, 0,64 et 0,61; et avec le niveau d’IL-10 était de 0,43, 0,51, 0,41, 0,34, 0,56 et 0,59, respectivement (P< 0,05).
Au cours des processus inflammatoires, l’activation des phagocytes et les produits bactériens améliorent la flavoprotéine NADPH oxydase à plusieurs composants, qui catalyse la production de grandes quantités de radicaux anion superoxyde. En conséquence, le corps a besoin de niveaux adéquats d’antioxydants pour éviter les effets nocifs des espèces réactives de l’oxygène. Par conséquent, les antioxydants sont nécessaires pour réguler les réactions qui libèrent des radicaux libre39. S. Typhimurium améliore le stress oxydatif. LPS de S. Le Typhimurium peut induire la génération de H2O2 et un déclin concomitant du TAC40. Dans cette étude, le TAC a diminué davantage dans le groupe des Salmonelles que dans le groupe des Probiotiques + Salmonelles. L’augmentation du nombre de salmonelles dans l’iléon, le caecum, les fèces, le foie, la rate et les ganglions lymphatiques mésentériques s’est accompagnée d’une réduction du TAC (P < 0,05). Cela montre que les probiotiques réduisent les effets destructeurs du stress induit par les salmonelles. De plus, B. subtilis et B. coagulans en tant que probiotiques provoquent une augmentation des quantités de TAC par rapport au groupe témoin vierge. Ainsi, ces probiotiques préparent le corps à l’exposition à l’agent pathogène et au stress qui en est causé.
Mesure du malondialdéhyde (MDA)
La quantité de MDA au cours de la période d’échantillonnage était plus élevée dans les groupes Salmonella et Probiotique+Salmonella par rapport aux groupes Témoins Témoin et Probiotique. L’utilisation de probiotiques pendant l’infection à Salmonella a réduit la MDA, mais la réduction n’était pas significative (P > 0,05). La teneur en MDA dans le groupe témoin Probiotique était similaire à celle du groupe Témoin Vierge (Fig. 5).
La quantité de malondialdéhyde (MDA) (mM / L) dans des échantillons de sérum de rats avec différents traitements en 1, 3, 5 et 7 jours après gavage de Salmonelles. Les valeurs sont la moyenne de 5 répliques indépendantes. Groupe témoin vierge: Eau réceptrice; Groupe témoin Probiotique: Eau réceptrice contenant 5 ×107 spores/ml de B. subtilis et 5 × 107 spores/ml de B. coagulans; groupe Salmonella: Eau réceptrice et gavage intragastrique de 1 × 109 UFC de S. Typhimurium; Groupe probiotique + Salmonelle: Eau réceptrice contenant 5 × 107 spores /ml de B. subtilis et 5 × 107 spores /ml de B. coagulans et gavage intragastrique de 1 × 109 UFC de S. Typhimurium. Différentes lettres indiquent des différences significatives entre les groupes chaque jour (P< 0,05).
Le coefficient de corrélation entre le nombre de Salmonelles dans l’iléon, le caecum, les fèces, le foie, la rate et les ganglions lymphatiques mésentériques avec la quantité de MDA était de 0,32, 0,32, 0,31, 0,31, 0,47 et 0,53 dans l’ordre (P < 0,05). Le malondialdéhyde a été le biomarqueur le plus fréquemment utilisé de la peroxydation lipidique et du stress oxydatif dans de nombreux problèmes de santé41. MDA est l’un des produits qui a augmenté dans la maladie de Salmonella. Le MDA dans le groupe Probiotique + Salmonelle n’a pas de différence significative avec le groupe Salmonelle. Nous pouvons conclure que B. subtilis et B. coagulans en tant que probiotiques n’affectent pas la concentration en MDA. Cependant, les résultats de corrélation ont montré qu’un nombre moindre de Salmonelles dans l’iléon, le caecum, les fèces, le foie, la rate et les ganglions lymphatiques mésentériques était accompagné d’une quantité moindre de MDA (P < 0,05).