Une bactériolysine efficace contre Listeria monocytogenes

Résumé :

Lactococcus carnosus CNCM I-4031 est une bactérie lactique psychrotrophe utilisée pour la biopréservation des produits de la mer. Elle inhibe efficacement la croissance des bactéries pathogènes et responsables de l'altération des aliments, telles que Listeria monocytogenes, grâce à un mécanisme atypique qui repose sur un contact direct entre les cellules, sans produire de composés antimicrobiens tels que les bactériocines. Cette étude a eu pour objectif de clarifier le mécanisme d'inibition de cette bactérie vis-à-vis des bactéries indésirables à l'aide de la protéomique shotgun LC-MS/MS sans marquage et de l'analyse de l'expression des gènes impliqués dans l'expression des protéines de l'enveloppe cellulaire chez L. carnosus lorsqu'elle est cultivée seule et en co-culture avec L. monocytogenes. L'étude a permis d'identifier une protéine spécifique de la paroi cellulaire, appelée LYSO, qui possède un domaine C-terminal toxique et présente une activité d'hydrolyse du peptidoglycane contre L. monocytogenes. Une analyse plus approfondie à l'aide de mutants knock-out a fourni des preuves supplémentaires de l'implication de LYSO dans l'activité inhibitrice. Ces résultats suggèrent le rôle important de cette bactériolysine dans le mécanisme dépendant du contact de L. carnosus contre L. monocytogenes.

Contexte et enjeux :

Dans l'industrie agroalimentaire, la lutte contre Listeria monocytogenes est un enjeu majeur, notamment dans les aliments prêts à consommer (RTE), car cette bactérie peut provoquer une listériose grave, avec taux de mortalité élevé.  L. carnosus CNCM I-4031, est une bactérie lactique dont le mécanisme d'inhibition vis-à-vis de L. monocytogenes ne repose pas sur la production et la libération dans le mileu de bactériocines mais plutôt sur un contact direct entre cellules.  La compréhension est fondamentale pour optimiser l’usage des bactéries lactiques en biopréservation, garantir leur efficacité et sécurité, et pour envisager des applications innovantes.

Résultats :

Les chercheurs ont identifié LYSO, une protéine de surface produite par Lactococcus carnosus, qui lyse spécifiquement la paroi de Listeria monocytogenes lors d’un contact direct entre cellules. L’expression de LYSO augmente en coculture, et la protéine purifiée présente une activité lysozyme ciblée.  Un mutant dépourvu de cette protéine présente une activité inhibitrice fortement réduite, confirmant son rôle central, même si d’autres facteurs semblent aussi impliqués.  Il s’agit de la première démonstration d’une bacteriolysine agissant dans un mécanisme d’inhibition dépendant du contact chez une bactérie Gram positive.

Perspectives :

En perspective de ce travail, il s'agira de mieux comprendre le mécanisme d'action de LYSO, en  explorant comment LYSO est délivrée et comment la bactérie productrice s’en protège.  L. carnosus pourra être utilisée comme agent de biopréservation ciblé contre Listeria dans les aliments prêts à consommer. Cette application alimentaire pourra faire l'objet d'innovation biotechnologique afin d’optimiser ou de combiner LYSO avec d’autres effecteurs pour renforcer son efficacité antimicrobienne.