Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-11-19Bitstream added on 2015-04-09T12:47:43Z : No. of bitstreams: 1 000815315_20160119.pdf: 119338 bytes, checksum: 5dd73d4aa0b35cd4f1e1bed4b422bee5 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-01-19T16:32:48Z: 000815315_20160119.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-19T16:33:22Z : No. of bitstreams: 1 000815315.pdf: 1570467 bytes, checksum: 33e9ac560c01ca5c2a629a5b0bc77ba7 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Ocâncer de cólon e reto representa a terceira causa mais comum de câncer no mundo, sendo que pesquisas apontam ação benéfica dos probióticos, prebióticos e simbióticos no câncer de cólon. O objetivo desta pesquisa foi definir as etapas da carcinogênese de cólon que são mais afetadas pelo consumo de extrato aquoso de yacon, Lactobacillus acidophilus CRL 1014 e extrato aquoso de yacon + Lactobacillus acidophilus CRL 1014 em ratos induzidos quimicamente ao câncer de cólon com 1,2-dimetilhidrazina (DMH). Cem ratos Wistar machos foram divididos aleatoriamente em cinco tratamentos: G1: ratos não tratados; G2: DMH; G3 (probiótico): DMH + L. acidophilus CRL 1014; G4 (prebiótico): DMH + extrato aquoso de yacon; G5 (simbiótico): DMH + L. acidophilus CRL 1014 + extrato aquoso de yacon. Todos os tratamentos foram administrados via oral durante 8 meses, sendo que o L. acidophilus CRL 1014 foi administrado na quantidade de 3 mL/ kg de peso/ dia na concentração de 109 UFC/ mL e o extrato aquoso de yacon administrado foi calculado em relação ao seu conteúdo de frutooligossacarídeos (FOS). Os animais ingeriram 10% de FOS na dieta. A concentração de FOS no extrato aquoso de yacon foi previamente determinada utilizando kit enzimático (Megazyme®). Cinco animais pertencentes a cada grupo experimental foram sacrificados após a primeira administração de DMH, no terceiro, quinto e oitavo meses. Os tecidos foram submetidos à análise macroscópica, verificando-se o número e volume de massa tumorais, análise de focos de criptas aberrantes (FCA), análise histológica do tecido, ensaio cometa em amostras de sangue periférico, índice de apoptose, imunohistoquímica para p53 e Ki-67. Houve redução no dano no DNA nos tratamentos G3, G4 e G5. Os grupos G5 e G4 apresentaram aumento no índice de apoptose e diminuição da proliferação celular em relação ao G2 (p<0.05). Não houve diferença na marcação de p53 nos grupos G3, G4 e G5 ... / Colorectal cancer is the third commonest type of cancer in both sexes in the world. Research suggests beneficial effects of consuming probiotics and prebiotics on colon cancer. The aim of this project was to define the phases of the development of colon cancer that are more affected by aqueous yacon extract, Lactobacillus acidophilus CRL 1014 and aqueous yacon extract + Lactobacillus acidophilus CRL 1014 ingested by rats chemically treated with 1,2 dimethylhydrazine (DMH) to induce colon cancer. Hundred male Wistar rats were randomly divided into five treatments: G1: untreated rats; G2: DMH; G3 (probiotic): DMH + L. acidophilus CRL 1014; G4 (prebiotic): DMH + aqueous yacon extract; G5 (synbiotic): DMH + L. acidophilus CRL 1014 + aqueous yacon extract. All treatments were administered orally for 8 months, L. acidophilus CRL 1014 was administered at 109 CFU/ mL in 3 mL/ kg body weight and amount of aqueous yacon extract administered was calculated in relation of its fructooligosaccharides (FOS) content using fructan assay kit (Megazyme®). Animals ingested 10% of FOS in diet. Five animals from each treatment group were sacrificed after the first DMH injection and in the third, fifth and eighth months. Tissues were subjected to macroscopic analysis, measuring polyp number, volume and thickness, aberrant crypt foci (ACF) analysis, histological tissue analysis, comet assay in peripheral blood, apoptosis index, and colon samples from the first sacrifice were assessed for K-67 and p53 by immunohistochemical procedures. G3, G4 and G5 showed DNA damage reduction. G5 and G3 groups showed higher apoptosis index and decrease of Ki-67, compared to G2 (p<0.05). p53 staining did not differ among G2, G3, G4, G5. G5 showed fewer ACF number per colon in third month and in the fifth month G3, G4 and G5 showed a reduction of ACF number per colon relative to G2 (p<0.05). In the last month, G3, G4 and G5 showed no effect on ACF number per colon relative to G2..

Orientador: Célia Maria de Sylos / Coorientador: Elizeu Antônio Rossi / Banca: Daise Aparecida Rossi / Banca: Daniela Cardoso Umbelino Cavallini / Banca: Daniele Peres Miguel / Banca: Sueli Ciabotti / Resumo: O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma bebida láctea sabor morango carbonatada e fermentada com bactérias probióticas. Foram elaboradas quatro formulações de bebida láctea: Controle (BL); Fermentada (BLF); Carbonatada (BLC) e Fermentada Carbonatada (BLFC). Nas amostras submetidas à carbonatação, utilizou-se um carbonatador para injeção do gás dióxido de carbono (CO2) dissolvido em água potável, resultando em um produto com a proporção de 2: 1 (volume de gás/ volume de bebida láctea) e nas amostras fermentadas, adotou-se o cultivo constituído das bactérias lácticas Lactobacillus acidophilus-LA-5®, Bifidobacterium BB-12® e Streptococcus thermophilus. As amostras foram caracterizadas quanto a parâmetros físico-químicos (composição química, índice de proteólise e teor de carbonatação), parâmetros microbiológicos (contagens de coliformes totais, E. coli, bolores e leveduras e viabilidade das bactérias lácticas) e aspectos sensoriais através de testes de aceitação e intenção de compra, ao longo de 28 dias de armazenamento refrigerado das bebidas lácteas. As formulações de bebidas fermentadas BLF e BLFC apresentaram diferenças significativas (p < 0,05) em relação às amostras não fermentadas BL e BLC nos parâmetros glicídeos redutores em lactose e em sacarose, pH e índice de proteólise, com menores médias absolutas e acidez com maiores médias em todos os tempos estudados. As bebidas fermentadas BLF e BLFC não apresentaram presença de microrganismos contaminantes. A amostra BLC apresentou presença de leveduras e coliformes totais, mas as contagens indicaram que estava própria para o consumo no tempo 28 dias. Entretanto, a amostra controle (BL) apresentou contagens... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The goal of this work was to develop a strawberry flavored dairy beverages carbonated and fermented with probiotic bacteria. Four formulas of dairy beverages were elaborated: Control (BL); Fermented (BLF); Carbonated (BLC) and Carbonated Fermented (BLFC). In samples submitted for carbonation, a carbonator was used for the carbon dioxide (CO2) gas injection dissolved in drinking water, resulting in a product with a ratio of 2:1 (volume of gas volume of dairy beverages) and the cultivation consisting of lactic bacteria Lactobacillus acidophilus-LA-5®, Bifidobacterium BB-12® and Streptococcus thermophilus was employed on the fermented samples. The samples were characterized by physical and chemical parameters (chemical composition, proteolysis index and carbonation proportion), microbiological parameters (total coliform counts, E. coli, yeasts and molds and viability of the lactic bacteria) and sensory aspects through acceptance testing and purchase intention, over the course of 28 days of refrigerated storage of the dairy beverages. The formulations of the BLF and BLFC fermented drink presented significant differences (p < 0,05) in relation to the non-fermented samples BL and BLC in glucides reducer of lactose and sucrose parameters, pH and proteolysis index, with lower absolute averages and acidity with higher averages at all studied times. The fermented beverages BLF and BLFC did not show any presence of contaminating microorganisms. The BLC sample showed the presence of yeasts and coliform counts, but the counts indicated that it was suitable for consumption in 28 days time. However, the sample... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Fernanda Lourenção Brighenti / Banca: Aline Voltan / Banca: Fabíola Galbiati / Banca: Elisa Aparecida Giro / Banca: Marlise Inêz Klein Furlan / Resumo: A proximidade entre micro-organismos presentes no biofilme dentário determina a existência de interações entre eles, que podem beneficiar ou antagonizar as espécies envolvidas. Os objetivos deste estudo foram: 1) apresentar uma revisão de literatura sobre interações entre espécies bacterianas cariogênicas no biofilme oral; 2) validar o uso do reator 'drip-flow' (DFR) para desenvolver biofilmes dentários e testar agentes antimicrobianos; 3) avaliar o crescimento e a suscetibilidade à clorexidina de biofilmes compostos por Streptococccus mutans ATCC 25175 e Lactobacillus acidophilus ATCC 4356, usando o DFR; 4) avaliar o crescimento e a suscetibilidade à clorexidina de biofilmes compostos por Streptococccus mutans e Actinomyces naeslundii ATCC 12104, usando o DFR. Biofilmes cresceram sobre lâminas de vidro cobertas com hidroxiapatita e caldo BHI suplementado com sacarose 0.2% ou 0.5%, dependendo das espécies e um fluxo de 10 mL/h foi usado. O DFR foi incubado por 24 h a 37 °C / 5% CO2. Biofilmes foram tratados com clorexidina 0.2% (CHX) ou NaCl 0.9% por 2 min. Crescimento e efeito dos tratamentos foram determinados por contagem de unidades formadoras de colônias (UFC). Biofilmes foram marcados com o kit de Viabilidade Live/Dead e analisados por microscopia confocal de varredura a laser para diferenciar células com membranas íntegras das lesadas pela ação da CHX. A validação do DFR foi analisada por teste t (α=0.05). Avaliação da interação foi analisada por ANOVA dois fatores e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The proximity between microorganisms present in dental biofilm determines the existence of interaction between them, which can benefit or antagonize the involved species. The aims of this study were: 1) to present a review about interactions among cariogenic bacterial species within oral biofilm; 2) to show the applicability of the drip flow reactor (DFR) for developing oral biofilms and testing antimicrobial agents; 3) to evaluate the growth and chlorhexidine susceptibility of biofilms comprised by Streptococcus mutans ATCC 25175 and Lactobacillus acidophilus ATCC 4356, using DFR; 3) to assess the growth and chlorhexidine susceptibility of biofilms comprised by Streptococcus mutans ATCC 25175 and Actinomyces naeslundii ATCC 12104, using DFR. Biofilms grew on hydroxyapatite coated glass slides, with BHI broth at 10 mL/h flow rate supplemented with 0.2 or 0.5% sucrose depending on the species used. DFR was incubated for 24 h at 37 °C / 5% CO2. Biofilms were treated with 0.2% chlorhexidine (CHX) or 0.9% NaCl for 2 min. Growth and effect of treatments were determined by colony forming units (CFU) counts. Biofilms were stained using the Live/Dead Viability kit and analyzed by confocal laser scanning microscopy (CLSM) to differentiate bacterial cells without damage and damaged by the action of CHX. DFR validation was analyzed by unpaired t test (α=0.05). Interaction evaluation was analyzed by two-way ANOVA and Tukey test (α=0.05). Literature review showed the role of microbial int... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Kátia Sivieri / Banca: Luís Fernando Barbisan / Banca: Fernanda Lopes Kinoushi / Banca: Luis Vitor Silva do Sacramento / Banca: Ana Lúcia Martiniano Nasser / Resumo: Ocâncer de cólon e reto representa a terceira causa mais comum de câncer no mundo, sendo que pesquisas apontam ação benéfica dos probióticos, prebióticos e simbióticos no câncer de cólon. O objetivo desta pesquisa foi definir as etapas da carcinogênese de cólon que são mais afetadas pelo consumo de extrato aquoso de yacon, Lactobacillus acidophilus CRL 1014 e extrato aquoso de yacon + Lactobacillus acidophilus CRL 1014 em ratos induzidos quimicamente ao câncer de cólon com 1,2-dimetilhidrazina (DMH). Cem ratos Wistar machos foram divididos aleatoriamente em cinco tratamentos: G1: ratos não tratados; G2: DMH; G3 (probiótico): DMH + L. acidophilus CRL 1014; G4 (prebiótico): DMH + extrato aquoso de yacon; G5 (simbiótico): DMH + L. acidophilus CRL 1014 + extrato aquoso de yacon. Todos os tratamentos foram administrados via oral durante 8 meses, sendo que o L. acidophilus CRL 1014 foi administrado na quantidade de 3 mL/ kg de peso/ dia na concentração de 109 UFC/ mL e o extrato aquoso de yacon administrado foi calculado em relação ao seu conteúdo de frutooligossacarídeos (FOS). Os animais ingeriram 10% de FOS na dieta. A concentração de FOS no extrato aquoso de yacon foi previamente determinada utilizando kit enzimático (Megazyme®). Cinco animais pertencentes a cada grupo experimental foram sacrificados após a primeira administração de DMH, no terceiro, quinto e oitavo meses. Os tecidos foram submetidos à análise macroscópica, verificando-se o número e volume de massa tumorais, análise de focos de criptas aberrantes (FCA), análise histológica do tecido, ensaio cometa em amostras de sangue periférico, índice de apoptose, imunohistoquímica para p53 e Ki-67. Houve redução no dano no DNA nos tratamentos G3, G4 e G5. Os grupos G5 e G4 apresentaram aumento no índice de apoptose e diminuição da proliferação celular em relação ao G2 (p<0.05). Não houve diferença na marcação de p53 nos grupos G3, G4 e G5 ... / Abstract: Colorectal cancer is the third commonest type of cancer in both sexes in the world. Research suggests beneficial effects of consuming probiotics and prebiotics on colon cancer. The aim of this project was to define the phases of the development of colon cancer that are more affected by aqueous yacon extract, Lactobacillus acidophilus CRL 1014 and aqueous yacon extract + Lactobacillus acidophilus CRL 1014 ingested by rats chemically treated with 1,2 dimethylhydrazine (DMH) to induce colon cancer. Hundred male Wistar rats were randomly divided into five treatments: G1: untreated rats; G2: DMH; G3 (probiotic): DMH + L. acidophilus CRL 1014; G4 (prebiotic): DMH + aqueous yacon extract; G5 (synbiotic): DMH + L. acidophilus CRL 1014 + aqueous yacon extract. All treatments were administered orally for 8 months, L. acidophilus CRL 1014 was administered at 109 CFU/ mL in 3 mL/ kg body weight and amount of aqueous yacon extract administered was calculated in relation of its fructooligosaccharides (FOS) content using fructan assay kit (Megazyme®). Animals ingested 10% of FOS in diet. Five animals from each treatment group were sacrificed after the first DMH injection and in the third, fifth and eighth months. Tissues were subjected to macroscopic analysis, measuring polyp number, volume and thickness, aberrant crypt foci (ACF) analysis, histological tissue analysis, comet assay in peripheral blood, apoptosis index, and colon samples from the first sacrifice were assessed for K-67 and p53 by immunohistochemical procedures. G3, G4 and G5 showed DNA damage reduction. G5 and G3 groups showed higher apoptosis index and decrease of Ki-67, compared to G2 (p<0.05). p53 staining did not differ among G2, G3, G4, G5. G5 showed fewer ACF number per colon in third month and in the fifth month G3, G4 and G5 showed a reduction of ACF number per colon relative to G2 (p<0.05). In the last month, G3, G4 and G5 showed no effect on ACF number per colon relative to G2.. / Doutor

The goal of this work was a study the influence of food and beverages on the viability and growth of probiotic bacteria. The influence of food and beverages was tested on monocultures of Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium breve and mixed culture of probiotic microorganisms. In the experimental part, probiotic cultures were incubated in selected foods and beverages. After that they were tested in a model conditions of digestive tract. In some probiotic cultures, growth of viable cells during incubation in the digestive tract was observed. The increase of probiotic cells was showed predominantly in foods that contained higher levels of sugars and fats or a suitable combination. Their increase was up to four times in some cases. Based on the results, mixed probiotic cultures aren’t surprisingly exhibited better survival and maintain sufficient amount of viable cells even during the digestive process. Moreover, probiotic microorganisms could be recommended to consumption during meals better than just with a beverage.

Ice cream mix (12% fat, 11% milk solids nonfat, 12.5% sugar, and 4.5% corn syrup solids) was fermented with Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium bifidum. Half of the mix was heat treated at 82°C for 30 minutes and cooled to 40-41°C. The other half was warmed to 40-41°C and inoculated with the starter cultures. Both were made into ice cream and stored at -29°C. Survival of L. acidophilus and B. bifidum and of β-galactosidase activity were monitored during 17 weeks of frozen storage. Reinforced clostridial medium was used to enumerate culture bacteria. Colony counts, after fermentation, for both L. acidophilus and B. bifidum were about 5 x 108. The population of cultures decreased less than one log cycle after initial freezing. After 17 weeks storage the bacterial counts were 1 x 107 for B. bifidum and were 4 x 106 for L. acidophilus. During the same period, β-galactosidase activity decreased only 31%. Therefore, frozen fermented dairy products provide a good vehicle to supply β-galactosidase enzymes to people who are lactose maldigestors. Frozen fermented ice cream was prepared at four different pH's (5.0, 5.5, 6.0, 6.5) by blending fermented mix with unfermented mix and then was frozen to produce samples for sensory evaluation. All samples were strawberry flavored. These were then evaluated by 88 judges. The preferred pH, based on overall acceptance, was 5.5. A second sensory evaluation was conducted to compare heat-treated with non-heat-treated ice cream. There were no significant differences in appearance, texture, flavor, and overall acceptance between the two samples. Our study shows that ice cream is a suitable vehicle for delivering these beneficial microorganisms and enzymes to consumers.

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The causality dilemma between dysbiosis and cancer has given rise to numerous studies both exploring the mechanisms behind cancer progression and the associative shifts in the microbiota upon carcinogenesis. Aside from the hallmark study of Dr. Barry Marshall in establishing the true causal relationship between Helicobacter pylori and gastric adenocarcinoma, studies have only been successful in adding associative links of carcinogenesis mediated by bacteria to the literature. The current field is limited in its ability to establish causative relationships, and further work is needed to construct a reference community whose physiological responses reflect global community responses. In this thesis, the organism Lactobacillus acidophilus was selected as a pilot strain for the development of a novel framework to establish the fitness and physiological changes that occur when bacteria engage the human epithelial environment. The pilot strain was revived from the American Type Culture Collection (ATCC), verified through 16S rRNA Sanger sequencing, and grown in its conventional culture medium and human tissue culture medium to establish baseline growth rates and gauge its physiological responses to an in vitro tumor microenvironment. A set of standard conditions was proposed for growth under human tissue culture conditions. Finally, a metabolic study and spot plate assay were performed to elucidate the anabolic deficits and viability of this strain in human tissue culture medium, respectively. This research was performed to better understand the environmental and metabolic requirements for this pilot strain to inhabit the human epithelial environment, and to establish a workflow that will set the foundation for an appropriate clinical study to demonstrate the causative relationship between dysbiosis and carcinogenesis.

Le lactosérum est un coproduit de l'industrie de fabrication du fromage et de la caséine et se caractérise par une forte demande chimique et biologique en oxygène. Les énormes quantités de lactosérum générées dans le monde, sa composition particulière et son utilisation limitée dans l'industrie alimentaire rendent nécessaire la recherche d'autres moyens d'ajouter de la valeur à cet ingrédient en vue d'augmenter la rentabilité de la transformation du lait. Dans ce contexte, la technologie de l'électro-activation (EA) offre la possibilité de valoriser le lactosérum par la conversion in situ d'une partie du lactose en lactulose, un prébiotique bien connu et éprouvé. De plus, l'EA cathodique du lactosérum a montré une formation des bases de Schiff suite à la glycation avec différents sucres des protéines, des peptides et des acides aminés libres dans le processus d'électro-isomérisation du lactose en lactulose. Ces produits sont connus pour leur forte activité antioxydante. Ainsi, l'EA ouvre une possibilité de générer un ingrédient fonctionnel avec une valeur ajoutée significative. Dans ce contexte, l'objectif principal de ce projet de doctorat était d'étudier et de démontrer la faisabilité technologique de l'utilisation du lactosérum électro-activé comme ingrédient fonctionnel à haut potentiel prébiotique dans la production de différents produits laitiers fermentés. La première étape de ce projet a été l'évaluation du comportement du lactosérum électro-activé dans la matrice de gel de lait fermenté. Une comparaison entre le pourcentage de matière grasse du lait, l'inoculum de lactosérum et le type de lactosérum a été effectuée. À cette fin, des échantillons de lait fermenté ont été préparés avec un ajout de 3, 6 et 9 % de lactosérum des deux types (électro-activé et non électro-activé). Il a été constaté que le lactosérum électro-activé prolongeait le temps d'obtention d'un pH de 4,6 en fonction de la quantité ajoutée. Ceci a été attribué à la capacité tampon plus élevée du lactosérum électroactivé; les résultats de l'acidité titrable ayant démontré des niveaux élevés de groupes acides libres. La microstructure du gel obtenu avec l'ajout du lactosérum électro-activé a montré une structure uniforme et moins poreuse, ce qui était en accord avec les résultats de la réduction de la synérèse. Pour confirmer ces résultats, un autre produit laitier fermenté avec un ajout de lactosérum électro-activé a été également développé. Le kéfir enrichi de lactosérum électro-activé présentait également une phase de fermentation prolongée. Les particules de lactosérum EA ont été incorporées de manière homogène dans la matrice du gel de kéfir. Par conséquent, aucune synérèse n'était visible dans les échantillons de kéfir additionnés de lactosérum EA à 9 %. De plus, les deux produits contenaient des niveaux élevés d'acides organiques (lactique, citrique, acétique, propionique et butyrique) lorsqu'ils étaient supplémentés avec du lactosérum EA. La production d'acide butyrique a été induite par l'ajout de lactosérum des deux types. L'analyse HPLC a révélé qu'environ 75-85% des niveaux initiaux de lactulose ont été conservés dans les produits avec du lactosérum EA après le processus de fermentation, ce qui démontre que la consommation de tels produits pourrait constituer une source de lactulose pour le consommateur. La deuxième étape de cette recherche a été d'optimiser l'utilisation du lactosérum électro-activé en tant qu'ingrédient par son incorporation dans le produit qui convient à sa couleur et aux caractéristiques de la réaction de Maillard et des conjugués entre les matières azotées avec les sucres. Le lait fermenté cuit, Ryazhenka, a été testé comme une matrice alimentaire appropriée pour véhiculer le lactosérum EA enrichi en lactulose. L'extension du temps de fermentation a été moins importante pour ce produit. Ainsi, le Ryazhenka additionné de lactosérum à 9% a atteint un pH de 4,6 après 4 h de fermentation. Le produit additionné de lactosérum EA (9%) a atteint ce niveau après 6,5 h. De plus, le lactosérum EA a amélioré la capacité antioxydante de Ryazhenka. Au cours de cette étape, nous avons démontré par des tests in vitro que l'électro-activation du lactosérum peut diminuer l'allergénicité de la β-lactoglobuline de 19,52 mg/kg à 7,56 mg/kg, qui s'est stabilisée à 12,13 mg/kg après neutralisation. Comme le protocole de production de Ryazhenka comprend une étape de cuisson de 3 à 5 h à 97-100°C, on considère qu'il présente des taux d'allergénicité plus faibles en raison des changements de conformation des protéines induits par la chaleur. Ainsi, l'ajout de lactosérum électro-activé ne contribue pas à l'augmentation de l'allergénicité de ce produit. Le troisième objectif de cette étude était de démontrer un potentiel prébiotique du lactosérum électro-activé en cultivant des bactéries probiotiques Lactobacillus rhamnosus subsp, Lactobacillus rhamnosus GG et Lactobacillus acidophilus ATCC4356. La densité optique(OD₆₀₀), le dénombrement sur plaques de Petri, la stabilité durant l'entreposage à 4 °C et la tolérance aux acides et à la bile des bactéries cultivées pendant 24 heures dans du lactosérum électro-activé ont été étudiés et comparés aux résultats obtenus par la culture sur du lactosérum, du lactosérum additionné de lactulose, du MRS et du MRS avec ajout de lactulose. Les valeurs OD₆₀₀ les plus élevées (>2) ont été obtenues dans les biomasses de lactosérum EA pour toutes ces bactéries. Cependant, les numérations sur plaque de Petri n'ont pas confirmé un nombre plus élevé de cellules bactériennes dans du lactosérum électro-activé. On peut donc conclure que le lactosérum électro-activé a probablement stimulé un métabolisme distinct chez les bactéries testées, ce qui est conforme à la définition des prébiotiques qui ont la particularité d'induire une stimulation de la croissance et/ou de l'activité des bactéries probiotiques afin de conférer des avantages pour la santé. En résumé, cette recherche a validé la faisabilité technologique de l'utilisation du lactosérum électro-activé comme ingrédient dans la production de lait fermenté et source de lactulose qui reste stable durant l'entreposage pendant 14 jours à 4 °C. Également, ce projet a montré que le lactosérum électro-activé est un ingrédient fonctionnel prometteur pour une éventuelle utilisation potentielle comme additif alimentaire fonctionnel et prébiotique dans l'industrie laitière. De plus, il peut être utilisé comme agent protecteur pour améliorer la viabilité et l'activité des probiotiques.

L’usage des produits microbiens administrés directement (aussi appelés probiotiques) gagne de l’intérêt comme alternative à l’utilisation des antibiotiques comme promoteurs de croissance dans les élevages. Cependant, très peu d’informations existent quant à l’influence des probiotiques sur la modulation du microbiote gastrointestinal et la réponse immunitaire innée chez le veau laitier. Les objectifs de cette thèse visaient à (1) Étudier l’effet de Lactobacillus acidophilus BT 1386 ou de Saccharomyces cerevisiae boulardii CNCM 1- 1079 sur les constituants sanguins, biochimiques / chimiques du sang. (2) Déterminer les mécanismes potentiels d’une réponse immunitaire renforcée de Lactobacillus acidophilus BT 1386 et de Saccharomyces cerevisiae boulardii CNCM 1-1079. (3) Déterminer comment Lactobacillus acidophilus BT 1386 ou Saccharomyces cerevisiae boulardii CNCM 1-1079 modulent la composition de la communauté microbienne GIT de veau par séquençage de nouvelle génération de la région V3-V4 du gène ARNr 16S. (4) Comparer l'efficacité de ces deux DFM avec la tetracycline-néomycine, un promoteur de croissance antibiotique. Quatre traitements ont été distribués aléatoirement à 48 veaux âgés de 2 à 7 jours (n=12). TÉMOIN : lactoremplaceur (LR) suivi d’une moulée de démarrage (MD); SCB) TÉMOIN + Saccharomyces cereviseae var. boulardii CNCM I-1079 [7,5 × 108 unités formatrices de colonie (CFU)/L de LR + 3 × 109 CFU/kg de MD]; LA) TÉMOIN + Lactobacillus acidophilus BT 1386 (2,5 × 108 CFU/L de LR + 1 × 109 CFU/kg de MD); ATB) TÉMOIN + traitement antibiotique composé de chlortétracycline (528 mg/L de LR + 55 mg/kg de MD) et de néomycine (357 mg/L de LR). Les animaux ont été élevés selon les procédures d’élevage conventionnelles pendant les 96 jours de la période expérimentale. Des échantillons de sang ont été prélevés de la veine jugulaire à différents moments pendant les périodes de pré-sevrage (jours 1 à 42), de sevrage (jours 43 à 53) et de post-sevrage (jours 54 à 96). Aux jours 33 et 96 dans chacun des groupes, 4 veaux ont été euthanasiés afin de prélever des échantillons de tissus et de digesta. Des SCB viables ont été retrouvées tout au long du tractus gastrointestinal, ainsi que dans les fèces des veaux en périodes pré- et post-sevrage. Autour du sevrage, les fèces du groupe SCB contenaient une population de lactobacilli plus importante que celles du groupe TÉMOIN. Au cours de la période pré-sevrage, la distribution des lactobacilli évoluait graduellement à travers les sections du tube digestif (colon > contenu iléal > rumen > muqueuse iléale). À l’exception du rumen, tous les autres compartiments présentaient une population de lactobacilli réduite en post- vs. en pré-sevrage. Comparativement aux groupes TÉMOIN et LA, la profondeur et la largeur des cryptes du colon des groupes SCB et ATB étaient réduites. Toujours comparativement aux groupes TÉMOIN et LA, le nombre de cellules caliciformes contenant des mucines neutres tendait à augmenter pour les groupes SCB et ATB, alors que le nombre de mucines acides augmentaient. Globalement, les traitements n’ont pas affecté les performances des animaux. Pendant le sevrage, une amélioration de la stimulation oxydative et de la phagocytose, ainsi qu’une augmentation des concentrations des protéines de la phase aiguë, ont été observées chez les groupes SCB et LA. L’ajout de probiotiques à la diète du veau a eu moins d’impact sur la diversité bactérienne mais a tout de même modifié significativement l’abondance des différentes populations microbiennes, et ce plus particulièrement dans l’iléon. L’ajout de SCB ou de LA a réduit l’abondance de certains genres bactériens pathogènes, tels que Streptococcus et Tyzzerella_4, alors que cela a augmenté l’abondance de bactéries potentiellement bénéfiques pour l’hôte tel que celles appartenant au genre Fibrobacter. Par ailleurs, d’autres bactéries bénéfiques tel que Rumminococcaceae UCG 005 et Olsenella étaient aussi plus abondantes, mais seulement pour le traitement SCB. Les bactéries pathogènes Peptoclostridium et Ruminococcus_2 étaient respectivement moins abondantes lorsque les traitements SCB et LA étaient ajoutés à la ration. Les analyses de prédiction fonctionnelle ont montré qu’en plus des effets observés sur les voies métaboliques locales impliquées dans le cycle cellulaire, la sécrétion biliaire et les voies de signalisation de l’AMPc et du proteasome, l’ajout des deux formes de probiotiques a également affecté d’importantes voies impliquées au sein d’autres tissus comme la synthèse des hormones thyroïdiennes ou le fonctionnement des synapses dopaminergiques. Cette étude suggère que les probiotiques, et plus particulièrement SCB, devraient être davantage considérés comme modulateur de la santé gastro-intestinale du veau laitier. Aussi, la supplémentation en SCB, en améliorant la réponse immunitaire innée, permettrait de stimuler le système immunitaire du veau avant l’infection, le préparant ainsi à mieux affronter les périodes plus sensibles comme celle du sevrage. Le SCB et le LA ont modifié la composition en bactéries du GIT. Dans l’ensemble, cette étude a montré une démonstration remarquable de l’importance du DFM sur le microbiote de la TI. Cependant, il faut mieux comprendre les molécules et les mécanismes qui déterminent le rôle du microbiote, puis exploiter ces connaissances pour améliorer la santé et augmenter la production animale / L’usage des produits microbiens administrés directement (aussi appelés probiotiques) gagne de l’intérêt comme alternative à l’utilisation des antibiotiques comme promoteurs de croissance dans les élevages. Cependant, très peu d’informations existent quant à l’influence des probiotiques sur la modulation du microbiote gastrointestinal et la réponse immunitaire innée chez le veau laitier. Les objectifs de cette thèse visaient à (1) Étudier l’effet de Lactobacillus acidophilus BT 1386 ou de Saccharomyces cerevisiae boulardii CNCM 1- 1079 sur les constituants sanguins, biochimiques / chimiques du sang. (2) Déterminer les mécanismes potentiels d’une réponse immunitaire renforcée de Lactobacillus acidophilus BT 1386 et de Saccharomyces cerevisiae boulardii CNCM 1-1079. (3) Déterminer comment Lactobacillus acidophilus BT 1386 ou Saccharomyces cerevisiae boulardii CNCM 1-1079 modulent la composition de la communauté microbienne GIT de veau par séquençage de nouvelle génération de la région V3-V4 du gène ARNr 16S. (4) Comparer l'efficacité de ces deux DFM avec la tetracycline-néomycine, un promoteur de croissance antibiotique. Quatre traitements ont été distribués aléatoirement à 48 veaux âgés de 2 à 7 jours (n=12). TÉMOIN : lactoremplaceur (LR) suivi d’une moulée de démarrage (MD); SCB) TÉMOIN + Saccharomyces cereviseae var. boulardii CNCM I-1079 [7,5 × 108 unités formatrices de colonie (CFU)/L de LR + 3 × 109 CFU/kg de MD]; LA) TÉMOIN + Lactobacillus acidophilus BT 1386 (2,5 × 108 CFU/L de LR + 1 × 109 CFU/kg de MD); ATB) TÉMOIN + traitement antibiotique composé de chlortétracycline (528 mg/L de LR + 55 mg/kg de MD) et de néomycine (357 mg/L de LR). Les animaux ont été élevés selon les procédures d’élevage conventionnelles pendant les 96 jours de la période expérimentale. Des échantillons de sang ont été prélevés de la veine jugulaire à différents moments pendant les périodes de pré-sevrage (jours 1 à 42), de sevrage (jours 43 à 53) et de post-sevrage (jours 54 à 96). Aux jours 33 et 96 dans chacun des groupes, 4 veaux ont été euthanasiés afin de prélever des échantillons de tissus et de digesta. Des SCB viables ont été retrouvées tout au long du tractus gastrointestinal, ainsi que dans les fèces des veaux en périodes pré- et post-sevrage. Autour du sevrage, les fèces du groupe SCB contenaient une population de lactobacilli plus importante que celles du groupe TÉMOIN. Au cours de la période pré-sevrage, la distribution des lactobacilli évoluait graduellement à travers les sections du tube digestif (colon > contenu iléal > rumen > muqueuse iléale). À l’exception du rumen, tous les autres compartiments présentaient une population de lactobacilli réduite en post- vs. en pré-sevrage. Comparativement aux groupes TÉMOIN et LA, la profondeur et la largeur des cryptes du colon des groupes SCB et ATB étaient réduites. Toujours comparativement aux groupes TÉMOIN et LA, le nombre de cellules caliciformes contenant des mucines neutres tendait à augmenter pour les groupes SCB et ATB, alors que le nombre de mucines acides augmentaient. Globalement, les traitements n’ont pas affecté les performances des animaux. Pendant le sevrage, une amélioration de la stimulation oxydative et de la phagocytose, ainsi qu’une augmentation des concentrations des protéines de la phase aiguë, ont été observées chez les groupes SCB et LA. L’ajout de probiotiques à la diète du veau a eu moins d’impact sur la diversité bactérienne mais a tout de même modifié significativement l’abondance des différentes populations microbiennes, et ce plus particulièrement dans l’iléon. L’ajout de SCB ou de LA a réduit l’abondance de certains genres bactériens pathogènes, tels que Streptococcus et Tyzzerella_4, alors que cela a augmenté l’abondance de bactéries potentiellement bénéfiques pour l’hôte tel que celles appartenant au genre Fibrobacter. Par ailleurs, d’autres bactéries bénéfiques tel que Rumminococcaceae UCG 005 et Olsenella étaient aussi plus abondantes, mais seulement pour le traitement SCB. Les bactéries pathogènes Peptoclostridium et Ruminococcus_2 étaient respectivement moins abondantes lorsque les traitements SCB et LA étaient ajoutés à la ration. Les analyses de prédiction fonctionnelle ont montré qu’en plus des effets observés sur les voies métaboliques locales impliquées dans le cycle cellulaire, la sécrétion biliaire et les voies de signalisation de l’AMPc et du proteasome, l’ajout des deux formes de probiotiques a également affecté d’importantes voies impliquées au sein d’autres tissus comme la synthèse des hormones thyroïdiennes ou le fonctionnement des synapses dopaminergiques. Cette étude suggère que les probiotiques, et plus particulièrement SCB, devraient être davantage considérés comme modulateur de la santé gastro-intestinale du veau laitier. Aussi, la supplémentation en SCB, en améliorant la réponse immunitaire innée, permettrait de stimuler le système immunitaire du veau avant l’infection, le préparant ainsi à mieux affronter les périodes plus sensibles comme celle du sevrage. Le SCB et le LA ont modifié la composition en bactéries du GIT. Dans l’ensemble, cette étude a montré une démonstration remarquable de l’importance du DFM sur le microbiote de la TI. Cependant, il faut mieux comprendre les molécules et les mécanismes qui déterminent le rôle du microbiote, puis exploiter ces connaissances pour améliorer la santé et augmenter la production animale. / There is interest in the use of direct-fed microbials (DFM) as substitutes for antibiotic growth promoters in farm animal production. However, little information exists on the effects of Lactobacillus acidophilus BT 1386 (LA) and Saccharomyces cereviseae boulardii CNCM I-1079 (SCB) on the modulation of the gastrointestinal tract (GIT) microbiota and innate immune responses in dairy calves. Therefore, the objectives of this thesis were to (1) investigate the effect of Lactobacillus acidophilus BT 1386 or Saccharomyces cerevisiae boulardii CNCM 1-1079 on blood cellular and biochemical/chemical constituents; (2) determine the potential mechanisms of enhanced immune response by Lactobacillus acidophilus BT 1386 and Saccharomyces cerevisiae boulardii CNCM 1-1079; (3) determine how Lactobacillus acidophilus BT 1386 or Saccharomyces cerevisiae boulardii CNCM 1-1079 modulate calf GIT microbial community composition by next-generation sequencing of the V3-V4 region of the 16S rRNA gene and (4) compare the efficacy of these two DFM with tetracycline-neomycin, an antibiotic growth promoter. Forty eight calves (2 to 7 days old) were randomly allocated to four treatments: 1) Control (CTRL) fed milk replacer (MR) and starter feed (SF); 2) CTRL supplemented with Saccharomyces cerevisiae boulardii CNCMI-1079 (SCB; 7.5 × 108 (CFU)/L MR + 3 × 109 CFU/kg SF); 3) CTRL supplemented with Lactobacillus acidophilus BT1386 (LA; 2.5 × 108 CFU/L MR + 1 × 109 CFU/kg SF); and 4) CTRL supplemented with antibiotics (ATB) chlortetracycline and neomycin (528 and 357 mg/L MR, respectively), and chlortetracycline (55 mg/kg SF). Animals were raised for 96 days following standard management procedures. Growth parameters (body weight and feed intake) of calves were recorded weekly. Four calves per treatment were euthanized on day 33 (pre-weaning) and an additional four calves per treatment on day 96 (post-weaning) to sample rumen and ileum tissues for real time quantitative polymerase chain reaction and colon for histomorphology. The ileum, colon and rumen were also analyzed for viability. Furthermore, samples of digesta (colon, ileum and rumen) and mucosa (colon and ileum) for bacterial characterization by sequencing the V3-V4 region of 16S rRNA gene. Weekly feces samples were collected for viability analysis. Blood samples were also collected for isolation of neutrophils and peripheral blood mononuclear cells for oxidative burst and phagocytosis analyses by flow cytometry. Serum measurements of acute phase proteins were done by ELISA. Viable SCB were recovered throughout the GIT and in the feces pre- and post-weaning. The feces of SCB-treated calves showed a greater lactobacilli population compared with CTRL (P < 0.01) around weaning. In the pre-weaning period, the distribution of lactobacilli population differed along the digestive tract (colon > ileum content > rumen > ileum mucosa; P < 0.001). The lactobacilli population were significantly reduced in all compartments (P = 0.02) post-weaning compared to pre-weaning, except in the rumen. Crypts depth and width of the colon decreased (P < 0.01) whereas number of goblet cells containing neutral mucins tended to increase (P = 0.058) while acidic mucins increased (P < 0.05) in SCB- and ATB-treated calves compared with CTRL and v LA-treated calves. Overall, growth performances were not affected by treatment. There was improvement of both oxidative burst and phagocytosis by SCB and LA during weaning in calves. Similarly, the concentrations of acute phase proteins (C-reactive proteins and serum amyloid A proteins) were increased by SCB and LA during weaning. The DFM had less impact on the bacteria diversity but had significant impact on the abundance of the bacteria community with most changes associated to treatments occurring in the ileum. SCB and LA reduced some pathogenic bacteria genera such as Streptococcus, Tyzzerella_4 and increased some potential beneficial bacteria such as fibrobacter. Meanwhile, Rumminococcaceae UCG 005 and Olsenella, also beneficial, were increased only by SCB treatment. The potential pathogenic bacterium, Peptoclostridium, was reduced by SCB only while LA reduced Ruminococcus_2. The functional prediction analyses indicated that besides affecting local pathways such as cell cycle, bile secretion, proteasome or cAMP signaling pathway, both DFM might also affect important pathways in other tissues such as thyroid hormone synthesis or Dopaminergic synapse in the brain. Our results suggest that SCB is a modulator of gastrointestinal health and could prime the immune system prior to infection leading to an enhanced innate immune response in calves especially during periods of stress (e.g., weaning). Consequently, SCB might have the potential to strengthen calf immune system in the critical periods of disease susceptibility. Both SCB and LA changed the bacteria composition of the GIT. Overall, this study showed a remarkable demonstration of the importance of DFM on the GIT microbiota. However, what is needed is a complete and better understanding of the molecules and mechanisms driving the roles played by the microbiota and then to exploit this knowledge to improve health and increase animal production.