OBJECTIVE: Oligosaccharides have been shown to enhance the production of short chain fatty acids (SCFAs) by gut probiotics and regulate gut microbiota, to improve intestinal health. Recent research indicates that oligosaccharides may also positively impact skin microbiota by selectively promoting the growth of skin commensal bacteria and inhibiting pathogenic bacteria. However, the specific metabolic and regulatory mechanisms of skin commensal bacteria in response to oligosaccharides remain unclear. This study aims to explore the influence of four oligosaccharides on the growth and metabolism of Staphylococcus epidermidis and further identify skin prebiotics that can enhance its probiotic effects on the skin.
METHODS: Fructooligosaccharides (FOS), isomaltooligosaccharide (IMO), galactooligosaccharides (GOS) and inulin were compared in terms of their impact on cell proliferation, SCFAs production of S. epidermidis CCSM0287 and the biofilm inhibition effect of their fermentation supernatants on Staphylococcus aureus CCSM0424. Furthermore, the effect of FOS on S. epidermidis CCSM0287 was analysed by the transcriptome analysis.
RESULTS: All four oligosaccharides effectively promoted the growth of S. epidermidis CCSM0287 cells, increased the production of SCFAs, with FOS demonstrating the most significant effect. Analysis of the SCFAs indicated that S. epidermidis CCSM0287 predominantly employs oligosaccharides to produce acetic acid and isovaleric acid, differing from the SCFAs produced by gut microbiota. Among the four oligosaccharides, the addition of 2% FOS fermentation supernatant significantly inhibited S. aureus CCSM0424 biofilm formation. Furthermore, RNA sequencing revealed 162 differentially expressed genes (84 upregulated and 78 downregulated) of S. epidermidis CCSM0287 upon FOS treatment compared with glucose treatment. Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) enrichment analysis highlighted differences in the amino acid synthesis pathway, particularly in terms of arginine biosynthesis.
CONCLUSIONS: FOS promotes cell proliferation, increases the SCFA production of S. epidermidis CCSM0287 and enhance the inhibition of S. aureus biofilm formation, suggesting that FOS serves as a potential prebiotic for strain S. epidermidis CCSM0287.
OBJECTIVE: Il a été démontré que les oligosaccharides améliorent la production d\'acides gras à chaîne courte (AGCC) par les probiotiques intestinaux et régulent le microbiote intestinal, pour améliorer la santé intestinale. Des recherches récentes indiquent que les oligosaccharides peuvent également avoir un impact positif sur le microbiote cutané en favorisant sélectivement la croissance des bactéries commensales de la peau et en inhibant les bactéries pathogènes. Cependant, les mécanismes métaboliques et régulateurs spécifiques des bactéries commensales de la peau en réponse aux oligosaccharides restent incertains. Cette étude vise à étudier l\'influence de quatre oligosaccharides sur la croissance et le métabolisme de Staphylococcus epidermidis, et à identifier de manière plus approfondie les prébiotiques cutanés qui peuvent améliorer ses effets probiotiques sur la peau. MÉTHODES: Les
fructooligosaccharides (FOS), les isomaltooligosaccharides (IMO), les galactooligosaccharides (GOS) et l\'inuline ont été comparés en termes d\'impact sur la prolifération cellulaire, de production d\'AGCC du S. epidermidis CCSM0287 et d\'effet d\'inhibition du biofilm de leurs surnageants de fermentation sur le staphylococoque CCSM0424. En outre, l\'effet des FOS sur S. epidermidis CCSM0287 a été analysé par analyse du transcriptome. RÉSULTATS: Les quatre oligosaccharides ont efficacement favorisé la croissance des cellules du S. epidermidis CCSM0287, augmenté la production d\'AGCC, le FOS démontrant l\'effet le plus significatif. L\'analyse des AGCC a indiqué que S. epidermidis CCSM0287 emploie principalement des oligosaccharides pour produire de l\'acide acétique et de l\'acide isovalérique, ce qui diffère des AAGC produites par le microbiote intestinal. Parmi les quatre oligosaccharides, l\'ajout d\'un surnageant de fermentation de FOS à 2% a inhibé significativement la formation du biofilm de S. aureus CCSM0424. En outre, le séquençage de l\'ARN a révélé 162 gènes exprimés de manière différentielle (84 régulés à la hausse et 78 régulés à la baisse) de S. epidermidis CCSM0287 lors du traitement par FOS par rapport au traitement par glucose. L\'analyse d\'enrichissement de Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) a mis en évidence des différences dans la voie de synthèse des acides aminés, en particulier en termes de biosynthèse de l\'arginine.
CONCLUSIONS: Le FOS favorise la prolifération cellulaire, augmente la production des AGCC du S. epidermidis CCSM0287 et améliore l\'inhibition de la formation du biofilm de S. aureus, ce qui indique que le FOS sert de prébiotique potentiel pour la souche S. epidermidis CCSM0287.