Isolation and Probiotic Characterization of Bacillus stercoris VR19 from the polyherbal Ayurvedic fermented formulation Madhookasavam

L'intestin humain est un écosystème bouillonnant, abritant des trillions de résidents microscopiques qui aident à digérer la nourriture, à entraîner le système immunitaire et à protéger contre les envahisseurs. Parmi ces résidents, un groupe spécifique connu sous le nom de probiotiques — des micro-organismes vivants qui offrent des bienfaits pour la santé lorsqu'ils sont consommés en quantités appropriées — est depuis longtemps au centre de l'intérêt médical. Bien que beaucoup de gens associent ces bactéries bénéfiques au yaourt ou aux produits laitiers, les scientifiques cherchent de plus en plus ailleurs de nouvelles souches, particulièrement dans les aliments fermentés traditionnels et les médecines. Ces préparations ancestrales reposent souvent sur la fermentation naturelle, un processus où les plantes et les sucres interagissent avec des microbes sauvages au fil du temps, créant des environnements complexes capables de nourrir des bactéries robustes et résilentes. La question qui motive les recherches récentes est de savoir si ces sources traditionnelles recèlent un potentiel inexploité pour trouver de nouveaux probiotiques efficaces capables de survivre au voyage difficile à travers le tractus digestif humain et de s'installer dans l'intestin pour accomplir un travail bénéfique.

Dans une étude récente, des chercheurs ont porté leur attention sur un médicament ayurvédique traditionnel appelé Madhookasavam, un liquide fermenté composé de fleurs de l'arbre Madhuka, de miel et d'autres herbes comme la cardamome et le bois de santal. Cette formulation est utilisée depuis des siècles pour soutenir la santé intestinale, mais son monde microbien est resté largement inexploré. L'équipe s'est donné pour mission d'isoler des bactéries de ce liquide et de tester si certaines d'entre elles possédaient les traits spécifiques requis pour fonctionner comme un probiotique. Ils ne cherchaient pas n'importe quelle bactérie ; ils avaient besoin d'organismes capables de survivre à l'environnement acide de l'estomac, de résister aux sels biliaires présents dans l'intestin et de coloniser l'intestin en toute sécurité sans causer de tort. À partir d'une collection de vingt souches bactériennes différentes qu'ils ont extraites du médicament, une seule s'est distinguée comme un candidat prometteur.

Les chercheurs ont nommé cette souche exceptionnelle VR19. Avant de la déclarer probiotique potentielle, ils l'ont soumise à un contrôle de sécurité rigoureux. Ils ont d'abord testé si la bactérie pouvait détruire les globules rouges, un signe de danger potentiel ; VR19 n'a montré aucune activité de ce type, indiquant qu'elle était sûre. Ils l'ont ensuite exposée à une batterie d'antibiotiques courants, incluant le chloramphénicol et l'azithromycine, pour s'assurer qu'elle ne deviendrait pas un vecteur de résistance aux médicaments. La souche s'est révélée sensible à tous ces antibiotiques, ce qui signifie qu'elle ne survivrait pas si un patient devait prendre ces médicaments, une caractéristique de sécurité cruciale. Une fois la sécurité établie, l'équipe a testé sa résilience. Ils ont placé la bactérie dans des solutions imitant l'estomac humain, allant d'un milieu très acide à un milieu modérément acide, et ont découvert que VR19 survivait et se développait bien, particulièrement dans des conditions proches de pH 5 et 6. Ils l'ont également confrontée à la pepsine, une enzyme digestive, et aux sels biliaires, que l'on trouve dans l'intestin grêle. La bactérie a enduré ces facteurs de stress avec une facilité remarquable, maintenant sa croissance même lorsqu'elle était exposée à des concentrations de bile allant jusqu'à 3 % et à des niveaux de sel atteignant 10 %.

Au-delà de la simple survie, les chercheurs voulaient savoir ce que VR19 pourrait réellement faire une fois arrivée dans l'intestin. Ils ont découvert que la souche produit une enzyme appelée cellulase, qui aide à décomposer la cellulose, une fibre coriace présente dans les parois cellulaires végétales. Cette capacité est significative car elle suggère que la bactérie pourrait aider l'hôte à digérer les fibres alimentaires, nourrissant potentiellement d'autres microbes bénéfiques dans l'intestin. De plus, la souche a démontré une forte capacité à neutraliser les radicaux libres nocifs, un processus connu sous le nom d'activité antioxydante. Lors des tests, l'extrait bactérien a capturé jusqu'à 72,9 % des radicaux libres, une mesure de sa capacité à réduire le stress oxydatif, lequel est lié à l'inflammation et aux maladies chroniques.

Pour voir si ces bactéries pouvaient réellement prendre résidence dans un organisme vivant, les scientifiques ont utilisé un petit ver transparent appelé Caenorhabditis elegans comme modèle. Ces vers possèdent un système digestif simple qui fonctionne de manière similaire à celui des animaux plus grands, ce qui les rend idéaux pour observer comment les bactéries interagissent avec un hôte. Les chercheurs ont nourri les vers avec la souche VR19 et ont observé ce qui se passait. Sur plusieurs jours, ils ont constaté que les bactéries colonisaient avec succès l'intestin du ver et y persistaient, même lorsque les vers étaient privés de nourriture. Les bactéries sont restées à l'intérieur des vers en nombres plus élevés qu'une source de nourriture standard de laboratoire, prouvant que VR19 pouvait non seulement survivre au voyage, mais aussi établir un ancrage.

Enfin, pour identifier exactement quel type d'organisme ils avaient trouvé, l'équipe a analysé son code génétique. En séquençant un gène spécifique connu sous le nom de gène 16S rRNA, ils ont déterminé que VR19 appartient à une espèce appelée Bacillus stercoris. Il s'agit d'une espèce de bactérie relativement nouvellement reconnue, et bien qu'elle ait été étudiée pour sa capacité à décomposer la biomasse et à produire des composés antimicrobiens, cette étude marque la première fois qu'elle est isolée d'une formulation ayurvédique et caractérisée comme un probiotique potentiel. Les résultats suggèrent que Bacillus stercoris VR19 combine la sécurité, la capacité de survivre à des conditions digestives difficiles et des traits fonctionnels utiles comme la digestion des fibres et la production d'antioxydants. Bien que les chercheurs mettent en garde sur le fait que des tests supplémentaires chez les mammifères et les humains sont nécessaires avant qu'elle puisse être utilisée comme thérapie, l'étude souligne que les médecines fermentées traditionnelles constituent une source riche et sous-explorée de nouveaux alliés microbiens pour la santé humaine.