Effet des métabolites de Bacillus subtilis BS-Z15 sur le traitement de l'infection à Candida albicans chez les souris Kunming
Les maladies fongiques sont divisées en champignons superficiels et en champignons profonds. Actuellement, le nombre de cas d'infections fongiques profondes est en augmentation, et plus de 90% des décès cliniquement rapportés liés aux champignons sont liés à Cryptococcus, Candida et Aspergillus. Les infections fongiques sont devenues l'une des maladies les plus importantes qui affectent la qualité de vie de l'homme et menacent sa vie, sa santé et sa sécurité. Candida albicans est le pathogène opportuniste à Gram positif le plus pathogène du genre Candida. Il envahit souvent la peau et les muqueuses humaines et provoque des infections viscérales ou systémiques. Le taux de mortalité mondial qu'il provoque se situe entre 36% et 63%, ce qui est devenu un problème important qui doit être traité de toute urgence dans le système de santé publique et le secteur des soins de santé.

L'utilisation de bactéries antagonistes pour inhiber Candida albicans a été largement rapportée, les Bacillus représentant la majorité des souches étudiées, suivis par les champignons et les actinomycètes. Bacillus subtilis peut sécréter divers métabolites antibactériens et présente les avantages de la multifonctionnalité, de la faible toxicité, etc. Il est largement utilisé dans des domaines de recherche tels que la médecine, l'agriculture et la recherche scientifique. À l'heure actuelle, la recherche se concentre principalement sur les substances antibactériennes des lipopeptides cycliques, telles que la surfactine, l'iturine, la fengycine et les substances antibactériennes des peptides en chaîne. Cependant, il y a eu plus d'études sur les effets antifongiques de ces substances antibactériennes in vitro, et moins d'études sur leurs effets in vivo. À l'heure actuelle, on a seulement constaté que l'iturine avait un certain effet thérapeutique sur les souris infectées par Candida albicans, et il y a moins de recherches sur d'autres substances antibactériennes dans les métabolites de Bacillus subtilis.

Le Bacillus subtilis BS-Z15 a été sélectionné dans le sol de la région de Heshuo, au Xinjiang, à un stade précoce. Les métabolites extraits du bouillon de fermentation (ME) ont une forte activité antifongique et une bonne stabilité antagoniste. L'évaluation de l'activité antifongique des ME et de la sécurité de l'administration aux souris a révélé que cette souche peut inhiber efficacement divers champignons tels que Verticillium dahliae et Aspergillus flavus, et qu'elle n'a pas d'effet toxique sur les souris. Cet article présente la détermination de la dose minimale inhibitrice (CMI) des EM brutes extraites du bouillon de fermentation de Bacillus subtilis BS-Z15 contre Candida albicans in vitro, et étudie leur effet destructeur sur les levures comme Candida albicans. En établissant un modèle in vivo d'infection à Candida albicans chez la souris, l'effet thérapeutique des EM sur cette infection est exploré. L'étude des effets inhibiteurs des EM brutes extraites du bouillon de fermentation de Bacillus subtilis BS-Z15 sur Candida albicans in vitro et in vivo a permis de poser des bases de recherche solides pour le développement de médicaments antifongiques ayant une forte activité antifongique et peu d'effets secondaires.

Avec la surconsommation actuelle d'antibiotiques, les champignons pathogènes deviennent de plus en plus résistants aux médicaments existants, ce qui facilite l'apparition d'infections fongiques, les rend difficiles à contrôler et entraîne certains effets secondaires. L'amphotéricine B présente une néphrotoxicité grave, tandis que les azoles présentent une néphrotoxicité et une hépatotoxicité graves. C'est pourquoi le développement de nouveaux médicaments antifongiques hautement efficaces et peu toxiques fait l'objet d'une attention croissante.

Lors d'expériences in vitro, l'utilisation de MEs à une concentration de 0,33mg/mL permet à des levures comme Candida albicans de rétrécir, de se bosseler et de se rompre jusqu'à ce que mort s'ensuive. Dans les modèles in vivo, en cas d'infection par Candida albicans, le corps de la souris est soumis à des stimuli nocifs qui peuvent déclencher une réponse du système immunitaire interne et libérer une grande quantité de facteurs inflammatoires immunitaires, entraînant des réactions inflammatoires. La rate et le foie sont des organes importants pour la fonction immunitaire et la détoxification chez les souris. L'observation de coupes de foie et de rate colorées à l'HE a révélé que les cellules du foie et de la rate des souris du groupe modèle étaient considérablement gonflées et déformées, que certaines membranes cellulaires étaient rompues, que la différenciation cytoplasmique n'était pas claire, qu'il y avait un grand nombre d'infiltrations de cellules inflammatoires et que les tissus étaient manifestement endommagés. Dans le groupe gavé de MEs, le degré de ces blessures a été significativement amélioré, avec une réduction significative des cellules inflammatoires et une corrélation positive avec le dosage de MEs. Les EM peuvent soulager l'inflammation dans les organes et restaurer ainsi la structure cellulaire des tissus.

Par ailleurs, après une infection par Candida albicans, ce dernier peut également provoquer un déséquilibre antioxydant chez les souris, entraînant des lésions tissulaires. L'équilibre antioxydant comprend à la fois le degré de peroxydation lipidique produit dans l'organisme, qui est le niveau de production de radicaux libres, et les réactions enzymatiques et oxydatives de l'organisme. La teneur en MDA reflète souvent le degré de peroxydation des lipides dans l'organisme, tandis que l'activité de la SOD reflète indirectement la capacité de l'organisme à éliminer les radicaux libres de l'oxygène. Le T-AOC reflète le niveau antioxydant global des systèmes enzymatiques et non enzymatiques de l'organisme et est étroitement lié à l'état de santé. Par rapport aux souris du groupe modèle, le traitement par 90 mg/kg de MEs a réduit de manière significative le degré de peroxydation des lipides dans l'organisme, a augmenté de manière significative l'activité de la SOD et a donc renforcé la capacité antioxydante totale du T-AOC chez les souris. Dans le même temps, une légère amélioration a été observée dans les groupes recevant les doses de 30 et 60 mg/kg. La détermination de la capacité antioxydante totale indique également que le traitement avec des EM gastriques peut aider l'organisme à restaurer des niveaux normaux d'antioxydants, ce qui peut être l'une des raisons de la réduction du degré de dommages aux organes.

De nombreux rapports ont été publiés sur l'utilisation de métabolites antagonistes pour traiter les infections à Candida albicans. Le peptide antimicrobien P3 est un peptide synthétisé artificiellement et dérivé de l'hémoglobine bovine, qui peut provoquer des indentations, des protubérances et des fissures chez Candida albicans. Le surnageant de fermentation de Bacillus subtilis LAY peut s'opposer à Candida albicans, et le criblage par PCR a révélé des gènes capables de produire des composés polykétides, qui ont une activité biologique élevée. Lei et al. ont découvert, en étudiant le métabolite de Bacillus subtilis, Bacillus subtilis, qu'il pouvait inverser les dommages causés à la structure et à la fonction des organes par l'infection à Candida albicans en éliminant la charge fongique sur les reins et en ralentissant les changements de poids chez les souris. Les résultats de cette étude sont similaires aux effets rapportés des peptides antimicrobiens courants, et la méthode d'extraction des EM est similaire à celle des substances lipopeptidiques. Cependant, au début de l'étude de séquençage du génome entier de BS-Z15 en laboratoire, il a été constaté que le Bacillus subtilis BS-Z15 ne contient pas l'opéron complet des principaux gènes fongiques antagonistes, tels que le surfactant, la gibbérelline, le fénapyr, etc. Par conséquent, nous supposons que les ingrédients actifs antimicrobiens des EM peuvent être de nouvelles substances lipopeptidiques. Toutefois, la question de savoir si les ingrédients spécifiques et les ingrédients actifs inhibent directement la croissance de Candida albicans in vivo doit être étudiée de manière plus approfondie à l'aide de technologies telles que la LC-MS, la MS/MS, la RMN et le séquençage à haut débit. En résumé, les métabolites extraits du bouillon de fermentation BS-Z15 présentent des effets anti-Candida albicans significatifs in vitro et in vivo. Cette étude fournit des preuves expérimentales pour la recherche de nouveaux composés antifongiques à partir des métabolites de Bacillus subtilis.