Dr Jean Michel ANTOINE Expert Nutrition Centre de Recherche Danone Les aliments fonctionnels enrichis : Un bienfait pour la santé ? Objectifs d’un produit utilisant les probiotiques ? Quels sont les effets d'un tel produit sur une personne en bonne santé ? Quels sont les liens entre Industrie et Recherche ? Probiotiques: auxiliaires de Santé ou de prévention ? Dr Jean Michel ANTOINE Expert Nutrition Centre de Recherche Danone Montpellier 28 Janvier 2008 Association Env'AgroTech

Apporter la Santé au plus grand nombre par l’alimentation Palaiseau – France Apporter la Santé au plus grand nombre par l’alimentation

Elie Metchnikoff 1907 Les Bulgares vivent mieux que les Parisiens. Serait-ce le yoghourt qui protège les Bulgares ? Comme les microbes de l’intestin dépendent des aliments que nous mangeons, il est possible de modifier la flore de notre corps et de remplacer les mauvais microbes par des microbes utiles.

La Fermentation crée un nouveau produit creation Arômes Texture Coagulation des Proteines Messages clés : Acide + protéines = gélification, texture. Commentaire : En fait les protéines, qui sont en suspension stable, forment d'abord un réseau (comme un filet), se comportent ensuite comme une éponge qui absorbe de l'eau, et qui se solidifie lorsque la température baisse. Ceci est rendu possible par l'augmentation de l'acidité, due à l'acide lactique produit, qui modifie les équilibres salins existants. La mesure de l'acidité produite est un bon moyen de mesure de l'activité des ferments et de l'avancement de la fermentation. Autres activités Biochimiques, enzymatiques (chou !): Production de vitamines, ( bénéfices Nutrition) Messagers Biologiques (bénéfices Santé)...

Definition d’un Probiotique Probiotiques = Effets ET Survie Effet sans survie OU Survie sans effet Ce n’est pas un probiotique Les Probiotiques sont les vitamines du XXIème siècle

Objectifs d’un produit utilisant les probiotiques ? Apporter un Bénéfice - Santé Par un aliment bon à manger

Le ferment apporte aussi ses métabolites L ’effet d ’un produit probiotique repose sur le substrat, le micro-organisme, la fermentation, les produits de fermentation. Métabolites thermostables Métabolites thermolabiles EFFETS VARIABLES SELON LES SOUCHES & LE PROCESS FERMENT VIVANT LAIT

Même Espèce, différentes fonctions Tous les chiens ne sont pas fait pour la même tache Chien de traineau Résiste au froid Pieds solides Bonne endurance Vit en meute Chien de Recherche Bon odorat Obéissant Attentif Chien de garde Musclé Aboie fort Courageux Solitaire Gardien Les Probiotiques ont aussi leurs spécificités selon l’espèce et la souche…et le dressage ! Deux souches de L. casei ont des effets différents

Bifidus animalis, la souche d’Activia, survit dans l’estomac de l’homme (Berrada N. et al., 1991) Nutrivaleur® Bifidus ESSENSIS ® is a probiotic : survival to gastric acidity in vitro and in human ( Berrada N. et al., 1991) BIO after 14 days conservation* *pH= 4.4 at 6°C ** Product n°2 fermented milk with different strain of Bifidobacterium . Conclusions: Bifidobacterium animalis DN-173 010, a strain contained in BIO / Activia survives during the passage in the stomach 24 conservation** 30 2 60 Time (minutes) 1 3 4 5 6 7 8 90 Log 10 Bifidobacteria /g Activia à 14 jour de durée de vie Activia à 24 jours de durée de vie Produit n°2 à 14 jours de durée de vie 30 2 60 Time (minutes) 1 3 4 5 6 7 8 90 Log 10 Bifidobacteria/g Dans l’estomac Tested Products Bio vs an other commercial dairy product containing an other strain of Bifidobacteria Dose 2 125g-servings/d Consumption duration once for each product Subjects 12 healthy volunteers (France) Design Randomized double blind study. cross-over Judgement criteria, method in vivo gastric survival Results The strain of bifidobacteria contained in Bio survived very well during at least 90 min (>107/g) in the stomach. The other strain was much less resistant Conclusions Bifidobacterium animalis DN 173 010 survived the passage in stomach what was not true with a strain of an other commercial product. **Product n°2 est un produit du marche avec une autre souche de Bifidus

Spécificité du milieu de culture La capacité de détoxifier un cancérigène de bactéries lactiques cultivées dans un milieu de culture (MRS) ou dans le lait. I.Q. Cancérigènes fabriqués lors des barbecues E. Tavan Bordeaux

Comment marchent les Probiotiques ? Microflore intestinale Tube Digestif Paroi intestinale Améliore/régularise des fonctions du corps Améliore des fonctions associées à la réduction de facteurs de risques de maladies.

Yoghourt et Actimel (L casei DN-114 001) améliorent la composition de la flore intestinale Proportion d’enfant avec plus de 6 log10 cfu/g de lactobacilles avant pendant et après Actimel Lait gélifié Yoghourt simple Actimel Guérin-Danan C. et al: Am J Clin Nut. 1998;67:111-7 Prise de Produit J -8 J 15 J 30 J 38 Dans le groupe Actimel, le pourcentage d’enfant avec un taux suffisant de lactobacilles augmente significativement

Comment marchent les Probiotiques ? Microflore intestinale Tube Digestif Paroi intestinale Améliore/régularise des fonctions du corps Améliore des functions associées à la réduction de facteurs de risques de maladies.

Les Fonctions de l’Intestin REPONSE IMMUNITAIRE METABOLISME CELLULAIRE DIGESTION DU LACTOSE METABOLISM DU CHOLESTEROL TRANSIT INTESTINAL REGULARITE DETOXIFICATION BARRIERE EPITHELIALE FERMENTATION DU COLON SYSTEMES DE DEFENSE Un PROBIOTIQUE à la capacité de moduler et d’optimiser une (ou +) de ce grand nombre de fonctions

Le Yoghurt : Traditionnellement un lait que chacun peut digérer Lactobacillus bulgaricus Streptococcus thermophilus 0.01 mm

digestion du Lactose Lactose Activité Lactase G + Gl + G-Gl G-Gl G-Gl

Lactose mal-digestion Activité Lactase H² G-Gl G-Gl G-Gl G-Gl 80 % des adultes ne digèrent plus le lactose du lait, sauf les Européens du Nord.

Impact sur une fonction LE LACTOSE DU LAIT N’EST PAS ABSORBE LACTOSE NON DIGERE

Impact sur une fonction LACTOSE NON DIGERE

Spécificité d’espèces The comparison of different fermented milks, fermented by different cultures on lactose digestibility was studied by Danone on humans volunteers. The results werethat L. bulgaricus alone is nearly as effective as yoghurt: it is a main component of yogurt; S. Thermùophilus is very active but less than L. bulgaricus L. acidophilus had some activity, and in the litterature it is reported that it depends on the strains; Bifidobacterium are less than half active, and mesophilic cultures are not far from milk, rather inefficient. Lait Martini M.C.et al.: Am. J. Clin. Nutr. 1991; 54: 1041-6

Importance des Ferments VIVANTS

Les Fonctions de l’Intestin REPONSE IMMUNITAIRE METABOLISME CELLULAIRE DIGESTION DU LACTOSE METABOLISM DU CHOLESTEROL TRANSIT INTESTINAL REGULARITE DETOXIFICATION BARRIERE EPITHELIALE FERMENTATION DU COLON SYSTEMES DE DEFENSE Un PROBIOTIQUE à la capacité de moduler et d’optimiser une (ou +) de ce grand nombre de fonctions

Autre ferment, autre fonction: Transit digestif Pour la définition de prébiotique on peut se poser les même questions que pour probiotiques mais le point important c ’est molécules fermentescible action soit : directe sur l'hôte indirecte sur l'hôte dans le lumière du tube intestinal Bifidobacterium DN-173 010

200 seniors à domicile , 3 Activia/j sur 15 j. Améliorer les transits lents 200 seniors à domicile , 3 Activia/j sur 15 j. Avant l ’étude 2 4 6 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 population Antoine J.M., et al., Biomed. Environ. Sc. 2001; 14: 160-2 Temps de Transit (h) Meance S., et al. Microb. Ecol. Health Dis. 2001, 13: 217-22

200 seniors à domicile , 3 Activia/j sur 15 j. Améliorer les transits lents 200 seniors à domicile , 3 Activia/j sur 15 j. Avant l ’étude 2 4 6 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 population Antoine J.M., et al., Biomed. Environ. Sc. 2001; 14: 160-2 Après 15 jours de prise Meance S., et al. Microb. Ecol. Health Dis. 2001, 13: 217-22 2,5 5,0 7,5 10,0 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 population Temps de Transit (h)

Douleur pendant la selle 300 femmes Avec inconfort 100 femmes sans inconfort P< 0.05 Echelle subjective de douleur Début Après Activia Après Contrôle

Les Fonctions de l’Intestin REPONSE IMMUNITAIRE METABOLISME CELLULAIRE DIGESTION DU LACTOSE METABOLISM DU CHOLESTEROL TRANSIT INTESTINAL REGULARITE DETOXIFICATION BARRIERE EPITHELIALE FERMENTATION DU COLON SYSTEMES DE DEFENSE Un PROBIOTIQUE à la capacité de moduler et d’optimiser une (ou +) de ce grand nombre de fonctions

Etude Grippe chez les Seniors Recruté dans une cohorte existante qui suit des seniors vivant à domicile en Italie (Pordenone - Friuli - Pr. Turchet). 360 volontaires recrutés > 60 ans (m: 68.2 + 6) - Autonome et vivant à leur domicile - Consommateurs de produits laitiers. Randomisé en 2 groupes Soit Actimel x 2/jour Soit leur diète habituelle en excluant les produis laitiers fermentés. Pendant 3 semaines. 330/360 had a flu vaccin 3 months before Day 0.

Même fréquence d’infections groupe Actimel groupe Contrôle P > 0.66 Pas de différence Turchet P. et al. J. Nutr. Health Aging 2003; 7:75-7

Grippe plus courte avec Actimel 7 P<0.01 8.7 Turchet P. et al. J. Nutr. Health Aging 2003; 7:75-7

Actimel renforce les défenses naturelles d’étudiants (128 étudiants pendant examens) Natural Killer Les nettoyeurs sanguins Lymphocytes Les sentinelles sanguines Marcos A. et al. Eur. J. Nutr. 2004;43:381-9

L’effet est plus fort sur les monocytes “mous” Para D. et al. J. Nutr. Health Aging 2004;8:208-11 Burst oxydatif au début Amélioration de la capacité de burst oxydatif des monocytes après la prise d’Actimel ‘en % de la valeur de départ)

Quels sont les effets d'un tel produit sur une personne en bonne santé ? Compenser, rétablir une fonction amoindrie, ou particulièrement sollicitée dans la vie usuelle Physiologie

Quels sont les liens Industrie – Recherche ?

Escalier de construction d’un dossier FOCUS : MANAGER L’INNOVATION SANTE  Commencer avec le consommateur - Finir avec le consommateur Visualisation du bénéfice Dossier scientifique Etudes scientifiques E.F.S.A Produit R. C. T., Explicatif Ingrédients actifs Pilote, Sensoriel Usine Marqueurs scientifiques Ferment, Plantes, …. Bénéfice consommateur Couleurs, Pellets Qual. Vie, Confort Transit, Confort

Relations avec Recherche Extérieure FOCUS : MANAGER L’INNOVATION SANTE  Commencer avec le consommateur - Finir avec le consommateur Visualisation du bénéfice Dossier scientifique Sciences humaines Etudes scientifiques Experts Produit C.R.O. Clinicien Recherche Ingrédients actifs Marqueurs scientifiques Experts Pharmaco Toxicol. Bénéfice consommateur Experts Clinicien Physiol. Sciences humaines

Collaboration avec INRA Jouy en Josas- Pr Corthier L. casei est actif dans l’intestin humain Collaboration avec INRA Jouy en Josas- Pr Corthier Lactose operon Lactose operon lux gene PlacS PlacS PlacS lacS lacZ lux lacS lacZ

Collaboration avec INRA Jouy en Josas- Pr Corthier L. casei est actif dans l’intestin humain Collaboration avec INRA Jouy en Josas- Pr Corthier Lactose operon Lactose operon lux gene PlacS PlacS PlacS lux lacS lacZ lacS lacZ Comment ça marche ? lux gene inactif Promoteur non activé Pas de lumière

Collaboration avec INRA Jouy en Josas- Pr Corthier L. casei est actif dans l’intestin humain Collaboration avec INRA Jouy en Josas- Pr Corthier Lactose operon Lactose operon lux gene PlacS PlacS PlacS lux lacS lacZ lacS lacZ Comment ça marche ? lux gene Promoteur inactivé inactivé Pas de lumière Promoteur activé activé Lumière allumée

Log10 ufc/ g du contenu cæcal L. casei est actif dans l’intestin humain 10 3 9 2,5 8 2 7 Log10 µURL/ufc Ileum Log10 ufc/ g du contenu IG2 6 1,5 5 1 4 0,5 3 2 0,25 0,5 1 1,5 2 2,5 3 4 6 10 3 9 2,5 8 2 Colon 7 Log10 µURL/ufc Log10 ufc/ g du contenu cæcal 6 1,5 5 1 4 0,5 3 2,5 2 0,25 0,5 1 1,5 2 3 4 6 Temps après ingestion (heure)

Impact of Danone strains on intestinal gene expression B. animalis L. casei Define colonization density 10d after inoculation (CFU) Isolate RNA from ileum and colon Perform GeneChip analysis with Mu74A arrays Inoculate C57BL/6 mice Collaboration avec WASHU St Louis Pr J. Gordon

Different Probiotics Signatures B. animalis Ileum 10d-1 B. animalis Ileum 10d-2 Collaboration avec WASHU St Louis Pr J. Gordon L. casei Ileum 10d-1 L. casei Ileum 10d-2 Germ Free Ileum -1 Germ Free Ileum -2 196 genes induced by L. casei 88 genes induced by L. casei + B. animalis 99 genes downregulated by L. casei + B. animalis 42 genes induced by B. animalis Low High

Quels sont les liens Industrie – Recherche ? Sources de connaissances Collaborations Scientifiques Fonction d’Expertise - Audit

Probiotiques: auxiliaires de Santé ou de prévention ? International Life Science Institut Fufose Passclaim www.ilsi.org

functional food component Enhanced target function FUFOSE: From evidence based on markers for functional foods to types of claims relevant to them Consumption of functional food component Markers of target function / biological response Markers of exposure to food component Enhanced target function TYPE A CLAIMS (enhanced function)

FUFOSE: From evidence based on markers for functional foods to types of claims relevant to them Consumption of functional food component Markers of target function / biological response Markers of exposure to food component Markers of intermediate endpoint Reduced risk factor of disease Enhanced target function TYPE B CLAIMS (reduced risk of disease) TYPE A CLAIMS (enhanced function)

Objectifs d’un produit utilisant les probiotiques Objectifs d’un produit utilisant les probiotiques ? Bénéfice Santé spécifique – Bon à manger Quels sont les effets d'un tel produit sur une personne en bonne santé ? Rétablir une fonction à son optimum. Quels sont les liens entre Industrie et Recherche ? Dialogues et Partenariats Probiotiques: auxiliaires de Santé ou de prévention ? Ajouter de la vie aux années Vitamines du XXIème Siècle

Merci ! Vos questions ?

Effect of Activia: Summary Dose-effect of Activia on transit (summary of 2 studies) The effect is long lasting R2 = 0,9835 R 2 = 0,9929 5 10 15 20 25 30 35 1 3 Servings/day Transit time reduction (h) Time (week) Transit time (h) 30 40 50 60 70 80 90 BM start BM end 2* 4* 6* MTT Logarithmic model (MTT) (STT) 1BM (n=40) 2BM (n=38) STT * p<0.05 paired t test for baseline versus follow-up at 2, 4 and 6 weeks

Benefits of Activia on slow transit time in women in Italy and China Effect of Activia is similar in people with slow transit time in different countries: Italy vs China