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Emergence de produits, technologies, ou services à fort potentiel de valorisation (Emergence)
Edition 2011


b-ACTIPROD


beta-CN(94-123), un peptide bioactif issu des laits fermentés renforçant la protection intestinale: vers de nouveaux traitements des pathologies intestinales

Un peptide bioactif issu des laits fermentés pour lutter contre les pathologies intestinales
Le peptide ß-CN(94-123), découvert dans les laits fermentés, correspond à la séquence (94-123) de la ß-caséine bovine. C’est un peptide bioactif à fort potentiel santé, ciblant les défenses de l’intestin et plus particulièrement les cellules à mucus intestinales. L’objectif du projet b-ACTIPROD était d’évaluer l’intérêt de ce peptide, ou d’une matrice laitière le contenant, dans la prévention de pathologies intestinales.

Un peptide des laits fermentés pour maintenir la barrière intestinale
Le peptide ß-CN(94-123), issu de la ß-caséine bovine et identifié dans les yaourts, est un nouveau peptide bioactif ciblant deux populations de cellules épithéliales jouant un rôle majeur dans la défense intestinale: les cellules à mucus et les cellules de Paneth. Les cellules à mucus sécrètent la mucine MUC2 qui est à l’origine de la formation du gel de mucus, véritable barrière protectrice entre l’épithélium et la lumière intestinale tandis que les cellules de Paneth jouent un rôle dans la défense antimicrobienne. Nos travaux antérieurs ont montré qu'administré par voie orale chez le rat, le peptide ß-CN(94-123) induit l’expansion de ces deux types cellulaires le long de l'intestin grêle. Il augmente également l’expression des mucines MUC2 et MUC4 ainsi que celle de facteurs antibactériens (lysozyme, rdefa5). Toutefois, les preuves attestant de l'efficacité du peptide ß-CN(94-123) lors d’altérations de la barrière intestinale restaient à apporter.

Le projet b-ACTIPROD avait pour objectifs:
1 - d’évaluer les propriétés préventives du peptide ß-CN(94-123) testé seul (perspective de développement pharmaceutique) dans des modèles de pathologies intestinales (Tâche 2).
2 - de déterminer si le peptide ß-CN(94-123) reste actif lorsqu'il est administré dans un environnement complexe comme une matrice laitière (perspective de développement d’un aliment fonctionnel) (Tâche 3).
3 - de rechercher, in vivo, la séquence minimale active (Tâche 4).
4- de rechercher un partenariat industriel (Tâche 5).

Effet protecteur du peptide ß-CN(94-123) lors d'altérations intestinales : Etude dans des modèles in vivo et in vitro
Les effets protecteurs du peptide ß-CN(94-123) ont été testés chez le rat dans un modèle d’inflammation intestinale induite par indométhacine (modèle d’étude de la maladie de Crohn) ainsi que dans un modèle de stress néonatal par séparation maternelle, connu pour induire des dysfonctionnements gastro-intestinaux mimant ceux du syndrome de l’intestin irritable. La barrière et l’intégrité intestinales ont été évaluées grâce à des techniques de chambre de Ussing, d’immunohistochimie, de western blot et de RT-qPCR. Des modèles in vitro (blessure, stress thermique) ont été développés pour étudier les effets du peptide ß-CN(94-123) dans un environnement contrôlé. Afin de déterminer si le peptide ß-CN(94-123) reste actif quand il est administré dans un milieu complexe, il a été introduit dans une matrice laitière qui en était dépourvue, et testé dans les modèles in vivo cités précédemment. Enfin les contenus intestinaux d’animaux ayant reçu le peptide par voie orale ont été recueillis et analysés grâce à des techniques d'HPLC couplées à la spectrométrie de masse afin de rechercher les formes actives courtes.

Résultats

La tâche 2 a fait émerger des résultats forts qui témoignent de l'efficacité du peptide ß-CN(94-123) dans la prévention de pathologies intestinales. En effet, dans le modèle d'inflammation induite par l'indométhacine, le peptide ß-CN(94-123) testé seul a diminué fortement le score lésionnel macroscopique et l’inflammation intestinale. Dans le modèle de stress par séparation maternelle, le peptide a aboli l’hyperperméabilité intestinale et la déplétion des cellules à mucus induite par le stress aux deux temps étudiés (24 jours et 12 semaines). Les expériences de blessures in vitro, réalisées sur les cellules intestinales humaines HT29 parentales, suggèrent que le peptide ß-CN(94-123) pourrait accélérer la fermeture d’une blessure artificielle. Le peptide ß-CN(94-123) favoriserait également le maintien de l’intégrité des tapis cellulaires lors d’hyperthermie. La réalisation de la tâche 3 du projet a nécessité l’obtention d’une matrice laitière dépourvue de peptide d’intérêt et inactive sur la muqueuse intestinale. Pour cela, il a été nécessaire de préparer un mélange de caséines déplétées en caséine ß, puis d’élaborer une matrice laitière proche d’un lait fermenté à partir de ce mélange. Ces deux points ont été réalisés avec succès. Le peptide ß-CN(94-123) a alors été introduit dans cette matrice et testé dans les modèles in vivo précédemment cités. Les données obtenues montrent que le peptide ß-CN(94-123) garde son activité lorsqu'il est administré dans une matrice complexe. Enfin, la réalisation de la tâche 4 nous a permis de montrer que le peptide ß-CN(94-123) était rapidement hydrolysé après administration orale. La mise en jeu ou non d’une forme active courte dans les effets intestinaux observés demeure encore une question.

Perspectives

Le peptide ß-CN(94-123) prévient les altérations de la barrière épithéliale intestinale induite par un stress chronique ou une entérite chimio-induite ainsi que la sévérité de cette dernière, suggérant une application prometteuse dans la prévention de pathologies intestinales. Il est actif lorsqu’il est administré par voie orale, seul ou dans une matrice complexe de type «lait fermenté«.
Suite à ces résultats, l'action de valorisation de notre projet s’est tournée vers la mise en place d'un partenariat avec l'industrie agroalimentaire (Tâche5). Dans ce domaine, un contrat de collaboration avec le groupe Ingredia, acteur majeur du secteur des ingrédients et en particulier des ingrédients laitiers, a été finalisé.

Productions scientifiques et brevets

Brevet européen n°EP 2430044(A1) publié le 21/03/2012, en cours d’examen par l’Office Européen des Brevets ; Brevet Français n°2945537 délivré le 09/07/2012.

Les résultats de la tâche 2 ont été présentés lors des Journées francophones d'hépatho-gastroentérologie et d'oncologie digestive (Paris mars 2014) et lors des «Digestive disease week« (Chicago, May 2014)
Des articles sont en cours de rédaction

Partenaires

CarMeN INSTITUT NATIONAL DE LA SANTE ET DE LA RECHERCHE MEDICALE - DELEGATION REGIONALE RHONE-ALPES AUVERGNE

INRA transfert INRA-TRANSFERT

NGN INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE -CENTRE DE RECHERCHE DE TOULOUSE

STLO INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE - CENTRE DE RECHERCHE DE RENNES

Aide de l'ANR 248 911 euros
Début et durée du projet scientifique janvier 2012 - 24 mois

Résumé de soumission

Une séquence peptidique issue de la beta-caséine bovine, le peptide beta-CN(94-123) que nous avons identifié dans les laits fermentés, représente une nouvelle molécule à fort potentiel santé, ciblant spécifiquement les mécanismes de défense et de protection de l’intestin. L’arsenal défensif de notre intestin forme la barrière intestinale, une structure complexe organisée autour de la monocouche de cellules épithéliales et de leurs jonctions serrées. Ce système de défense protège le milieu intérieur d'agents délétères présents dans la lumière et joue également un rôle essentiel dans la prévention de la translocation bactérienne et l'initiation des réponses inflammatoires qui peuvent être à l’origine de pathologies intestinales (diarrhées, maladies inflammatoires chroniques, entérocolite nécrosante…) ou systémiques (diabète, obésité, syndrome métabolique…). Deux populations de cellules épithéliales occupent une position stratégique dans la mise en place de cette barrière défensive: les cellules à mucus qui produisent la mucine MUC2 à l’origine de la formation du gel de mucus qui recouvre la muqueuse, et les cellules de Paneth qui libèrent dans la lumière intestinale des molécules à vocation antibiotique telles que les alpha-défensines. Nous avons montré que l'administration orale de très faibles doses du peptide beta-CN(94-123) à de jeunes rats augmente le nombre de cellules à mucus et de cellules de Paneth le long de l'intestin grêle. Ces effets étaient associés notamment à une expression accrue des mucines intestinales (MUC2 et MUC4) et des facteurs antibactériens (lysozyme, rat defensin5). Ces résultats que nous avons protégés (brevet international WO2010130956), sont prometteurs en termes de valorisation et permettent d’envisager le développement de médicaments ou d’aliments santé visant la prévention ou le traitement de pathologies intestinales. Toutefois, les preuves attestant de l'efficacité du peptide lors d’altérations de la barrière intestinale, qui sont d'une importance capitale, restent à apporter. Pour cela, des expériences doivent être menées dans des modèles animaux appropriés.

Dans le projet b-ACTIPROD, nous proposons:
1 - d’évaluer la pertinence du peptide beta-CN(94-123) dans deux modèles représentatifs de pathologies gastro-intestinales associées à une barrière intestinale défectueuse. Pour cela, le peptide sera testé seul (perspective de développement pharmaceutique), d’une part, dans le modèle de stress néonatal par séparation maternelle (bien décrit pour induire une altération de la barrière et des désordres intestinaux) et, d'autre part, dans le modèle d'inflammation intestinale induite, chez le rat, par l'indométhacine.
2 - de déterminer si le peptide reste actif lorsqu'il est administré dans un environnement complexe comme un lait fermenté (perspective de développement d’un aliment fonctionnel).
3 - de rechercher, in vivo, la séquence peptidique minimale active. Elle permettra le développement d'analogues stables. Cette phase complètera également le schéma d'action du peptide.

Si les effets du peptide se confirment dans ces modèles physiopathologiques, la stratégie de valorisation proposée sera d’établir un partenariat (industrie pharmaceutique ou agro-alimentaire) afin de procéder à des études cliniques chez l'homme et d'examiner l'effet de la matrice si nécessaire (aliment fonctionnel).

 

Programme ANR : Emergence de produits, technologies, ou services à fort potentiel de valorisation (Emergence) 2011

Référence projet : ANR-11-EMMA-0024

Coordinateur du projet :
Madame Pascale PLAISANCIE (INSTITUT NATIONAL DE LA SANTE ET DE LA RECHERCHE MEDICALE - DELEGATION REGIONALE RHONE-ALPES AUVERGNE)
pascale.plaisancie@nullinserm.fr

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.