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1 Lallemand SAS 2 HERBIVORES - Unité de Recherches sur les Herbivores

Abstract : The contamination of silages by fusariotoxins takes place in the field, independantly from any problem of conservation. Ingestion by livestock of silage with high concentration of these mycotoxins can cause a reduction of performances and affects animal health. Due to the partial efficiency of preventive measures and the inadaptability of physical and chemical detoxification, the use of biological detoxification methods seems a valid alternative to explore. The objective of this work was to test the ability of fermentative bacteria to remove fusariotoxins. The screening of 202 strains of fermentative bacteria for their ability to biotransform and-or bind deoxynivalenol DON, zearalenone ZEN and fumonisins B1 and B2 FB1 and FB2 showed that binding of these major fusariotoxins is widespread in these microorganisms. The genera Streptococcus and Enterococcus were the most effective with up of 33%, 49%, 24% and 62% of DON, ZEN, FB1 and FB2 bound, respectively. This property could decrease bioavailability of ingested fusariotoxins in animals and, thus effectively reducing their toxicity. In addition, about 5% 11-202 of tested strains biotransformed ZEN into its activated form, zearalenol. The binding interaction was further studied in FB, I showed that peptidoglycan from bacterial cell wall is likely the binding site of FB1 and FB2 which are bound by their tricarballylic acid chains TCA. The large difference in binding observed with these two analogues FB2 > FB1 was elucidated by molecular modelling that showed that the additional hydroxyl group in FB1 form an hydrogen bond with one TCA decreasing the binding property. Experiments showed that a large fraction of ZEN can also be bound instantaneously by ruminal fluid, forming a complex that, under conditions simulating the abomasum and small intestine, was as stable as that formed between Streptococci and ZEN. This binding by ruminal fluid could contribute to the resistance of ruminants to the effects of fusariotoxins. The use of fermentative bacteria to reduce toxicity could be more useful in monogastric animals like pig. However, in vivo studies are needed to evaluate the real impact of this technology. At term, the ability of fermentative bacteria to bind fusariotoxins could advantageously supplement the acidifying or probiotic properties of bacterial inoculants used in animal nutrition.

Résumé : La contamination des ensilages par les fusariotoxines intervient au champ, indépendamment de tout problème de conservation. L-ingestion par les animaux d-élevage de teneurs trop élevées de ces mycotoxines peut entraîner une altération des performances zootechniques et des effets sur la santé des animaux. Face au succès partiel des méthodes de prévention et à l-inadaptibilité des méthodes physiques et chimiques de détoxification, l-utilisation des propriétés de certains microorganismes apparaît comme une alternative à considérer. L-objectif de ce travail est d-explorer la capacité des bactéries fermentaires à éliminer les fusariotoxines en vue de leur utilisation comme agent de détoxification des ensilages. Le criblage de 202 souches de bactéries fermentaires pour leur capacité à biotransformer et - ou séquestrer le déoxynivalénol DON, la zéaralénone ZEN et les fumonisines B1 et B2 FB1 et FB2 a montré que la séquestration de ces ces fusariotoxines majeures est une activité répandue chez ces microorganismes, les genres Streptococcus et Enterococcus apparaissant comme les plus efficaces en éliminant jusqu-à 33%, 49%, 24% et 62% de DON, ZEN, FB1 et FB2, respectivement. Cette propriété pourrait diminuer la biodisponibilité des fusariotoxines chez l-animal et, par conséquent, réduire leur effet toxique. D-autre part, environ 5% 11-202 des souches testées ont biotransformé la ZEN en sa forme activée, l-alpha zéaralénol. Nous avons ensuite montré que la séquestration des fumonisines B1 et B2 fait intervenir le peptidoglycane de la paroi bactérienne et les bras d-acide tricarballylique TCA des fumonisines. La différence de séquestration de ces deux analogues FB2>FB1 a été élucidé par une méthode de modélisation moléculaire qui a montré que le groupe hydroxyle additionnel de la FB1 forme une liaison hydrogène avec un des TCA, limitant ainsi la possibilité de séquestration. Des essais ont montré qu-une fraction importante de ZEN était aussi instantanément séquestrée par la flore du contenu ruminal, formant un complexe aussi stable dans des conditions simulant les compartiments post-ruminaux du tube digestif que celui formé entre des Streptococci et la ZEN. Ce niveau de séquestration pourrait contribuer à la plus forte résistance des ruminants aux effets des fusariotoxines. En conséquence, l-ajout de bactéries fermentaires pourrait être davantage utile à des animaux monogastriques plus sensibles comme le porc. Des essais in vivo sont cependant nécessaires pour en évaluer l-impact réel. Optimisée, la capacité des bactéries fermentaires à séquestrer les fusariotoxines pourrait compléter avantageusement les propriétés acidifiantes ou probiotiques des inoculants bactériens utilisés en nutrition animale

Mots-clés : fusariotoxines bactéries fermentaires biotransformation séquestration ensilages détoxification probiotiques santé animale





Autor: Vincent Niderkorn -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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