Effect of diet on Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) growth and survival in rumen and abomasum fluids

The gastrointestinal tract of ruminants is the main reservoir for Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) strains, potentially pathogenic for humans. We used for the first time rumen fluid in which no exogenous carbon source or other supplement was added to compare acid resistance and growth of STEC in physiological physico-chemical conditions. We showed that acidic conditions resulting from the combination of high volatile fatty acid concentration and moderately acidic pH did not alter the survival of STEC, and that human non-O157:H7 STEC isolates were able to persist in the rumen contents in spite of acid stress, low oxygen availability and nutrient deprivation, in the same manner as bovine STEC isolates do. Furthermore, our results support the hypothesis that a grain-rich diet may induce mechanisms of STEC acid resistance in the rumen that allow STEC survival in the abomasum.Effet du régime alimentaire sur la survie et la prolifération des Escherichia coli producteurs de Shiga-toxines (STEC) dans du jus de rumen et de caillette. Le tube digestif des ruminants est le principal réservoir de souches d'Escherichia coli producteurs de Shiga-toxines (STEC) potentiellement pathogènes pour l'Homme. Nous avons utilisé pour la première fois du jus de rumen non dilué dans lequel aucune source de carbone exogène ni aucun supplément nutritionnel n'a été ajouté afin d'étudier la résistance à l'acidité et le devenir des STEC dans des conditions physico-chimiques naturelles. Nous avons montré que les conditions acides résultant de la combinaison de fortes concentrations d'acides gras volatils et d'un pH modérément faible (6.0) ne diminuaient pas la survie des STEC, et que les isolats humains non O157:H7 étaient capables de persister dans le jus de rumen, en dépit de la faible disponibilité en oxygène et en nutriments, de la même façon que des isolats bovins. De plus, nos résultats supportent l'hypothèse selon laquelle un régime riche en grain induit chez les STEC la mise en place d'un mécanisme de résistance au stress acide dans le rumen, ce qui leur permet ensuite de mieux résister au passage dans la caillette