La grande évasion des phages : Comment une percée dans le domaine des cultures laitières pourrait transformer la fermentation dans les produits laitiers et au-delà

Comme le savent de nombreux producteurs laitiers, les bactériophages - autrement appelés "phages", les virus qui infectent les bactéries - restent l'un des défis les plus coûteux et les plus perturbateurs dans la fabrication du fromage, du yaourt et d'autres produits laitiers fermentés.

Ces infections virales nécessitent une surveillance et une gestion attentives pour éviter qu'elles ne ralentissent ou bloquent les fermentations, compromettent la qualité et parfois même gâchent des lots entiers.

Notre toute nouvelle recherche conjointe démontre que l'atténuation des phages implique non seulement le contrôle des phages, mais aussi l'utilisation des systèmes de défense naturels des bactéries elles-mêmes. Découvrez pourquoi nos résultats pourraient transformer la production laitière et au-delà.

Une étude révolutionnaire de dsm-firmenich, APC Microbiome Ireland et de l'INRAE

Nos scientifiques ont mené cette étude en partenariat avec APC Microbiome Ireland, un centre de recherche de pointe à l'University College Cork, et l'Institut national français de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (INRAE).

Ensemble, nous avons découvert comment Lactococcus lactis - la principale espèce bactérienne utilisée dans la fermentation des produits laitiers - utilise des systèmes de défense nouvellement identifiés pour se protéger contre l'infection par les phages.

Publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), notre recherche offre un nouvel éclairage sur le fonctionnement de ces défenses bactériennes, sur la manière dont les phages évoluent pour y échapper et sur la façon dont ces adaptations sont contrées.

Ces découvertes ouvrent de nouvelles perspectives pour concevoir des cultures plus résistantes, créer des conditions de fermentation plus sûres et, en fin de compte, permettre une production à grande échelle plus cohérente et plus efficace de produits laitiers et d'autres aliments.

Notre processus de découverte : Cartographie de l'arsenal antiphage bactérien

Ces dernières années, la recherche a révélé que les défenses bactériennes contre les phages sont beaucoup plus diverses et complexes qu'on ne l'imaginait. Pourtant, pour de nombreux systèmes, les détails moléculaires restent inconnus.

Pour cette étude, nous avons examiné 13 systèmes de résistance nouvellement découverts chez Lactococcus lactis. Il s'agit notamment de Rhea, Kamadhenu, Rugutis, Audmula, PARIS, CBASS de type II, Septu et de plusieurs familles d'infections abortives (Abi). Nous avons également analysé 66 phages "d'échappement" afin d'identifier 15 gènes viraux impliqués dans leur évasion des systèmes de résistance bactérienne. Nos résultats ont révélé des mécanismes de détection, des modes d'action et des vulnérabilités qui se chevauchent entre les systèmes de résistance, ainsi que des caractéristiques uniques.

Le mécanisme de défense de Audmula, l'un des nouveaux systèmes de défense, a constitué une découverte majeure. Contrairement aux systèmes d'infection abortive traditionnels, qui stoppent la réplication des phages en induisant la mort cellulaire, nous avons découvert que ce système modifie la paroi cellulaire bactérienne, emprisonnant les phages à l'intérieur. Cela permet d'éviter qu'ils ne se propagent tout au long de la fermentation.

C'est la première fois que ce mode d'action est observé. Ainsi, cette découverte élargit considérablement le spectre connu des défenses bactériennes contre les phages et ouvre de nouvelles voies potentielles pour améliorer la résistance des cultures laitières.

De la découverte à l'application laitière

L'ensemble de ces informations permet de dresser un tableau plus complet des défenses anti-phages des bactéries et de leur interaction avec les phages au cours de la fermentation des produits laitiers. Ces connaissances permettront aux producteurs laitiers de renforcer les performances de la culture - en particulier pour le fromage et d'autres produits laitiers fermentés - en utilisant.. :

• Cultures de démarrage résistantes aux phages et dotées de systèmes de défense complémentaires
• Des schémas de rotation plus intelligents qui anticipent les stratégies d'échappement des phages
• Des solutions sur mesure pour protéger le rendement et la cohérence des environnements de production

"Nous commençons enfin à comprendre comment fonctionnent les défenses antivirales bactériennes et comment les virus parviennent à les contourner", explique le professeur Douwe van Sinderen d'APC Microbiome Ireland, auteur principal de l'étude. "Concrètement, ces résultats ouvrent la voie à une nouvelle génération de cultures starter conçues pour résister aux défis posés par les phages dans les fermentations laitières d'aujourd'hui".

Traduire une science inégalée en effets concrets

Ces résultats montrent clairement comment la recherche microbiologique de pointe peut être traduite en solutions de bout en bout qui répondent aux véritables défis industriels auxquels sont confrontés les producteurs.

& Comme le résume Dirk Lippits, vice-président exécutif des solutions d'ingrédients, Taste Texture & Health, , "Ces résultats démontrent la puissance de la combinaison de notre excellence scientifique interne avec des partenariats de recherche de classe mondiale pour résoudre les défis réels de l'industrie. En appliquant ces connaissances au développement de nos cultures, nous ajoutons à la profondeur et à l'étendue uniques de notre portefeuille de produits laitiers et renforçons notre capacité à fournir des performances de fermentation plus résistantes et plus fiables aux producteurs laitiers du monde entier."

"En décodant la relation complexe entre les cultures et les phages, nous transformons la science de pointe en avantage concurrentiel", ajoute Noël van Peij, scientifique principal chez dsm-firmenich. "Ces résultats nous permettent de développer des cultures très résistantes et permettent aux producteurs de prendre le contrôle de la fermentation, que ce soit dans les produits laitiers, les produits à base de plantes ou les applications probiotiques."

Façonner l'avenir de la fermentation

Si les avantages immédiats de ce travail sont évidents pour les produits laitiers, ses implications vont plus loin. Une meilleure compréhension des systèmes antiviraux bactériens pourrait également faire progresser la biotechnologie, les probiotiques et l'innovation biomédicale.

Chez dsm-firmenich, nous sommes fiers de façonner l'avenir. Avec plus de 50 ans d'expérience dans le domaine de l'innovation microbienne et de solides partenariats avec l'industrie, nous continuons à combiner science, application et collaboration pour aider les producteurs à fournir des produits de fermentation sûrs, durables et d'une qualité constante, lot après lot.

Pour en savoir plus sur la façon dont une nouvelle compréhension des défenses anti-phages pourrait permettre d'améliorer les cultures laitières et plus encore, lisez l'étude complète - et apprenez-en plus sur nos solutions laitières ici.