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Évaluation antimicrobienne des Fe/Zn-NPs d’olivier : étude in vitro et in vivo
(Faculté des Sciences, 2025) BOUZOUALEGH , Rahma; SADOUN , Aya; SOUILAH , Manel; ZERROUKK , Asma; Boucetta , Sabrine; Boucetta , Radja Nada
Dans un contexte de lutte contre la résistance antimicrobienne et de recherche de solutions durables en aquaculture, cette étude s’inscrit dans une démarche de valorisation biotechnologique des ressources naturelles végétales pour la synthèse verte de nanoparticules métalliques à double composante (Fe/Zn-NPs). Plus précisément, l’objectif central a été de comparer l’efficacité biologique de deux formulations innovantes obtenues à partir de feuilles d’olivier (Olea europaea) à des stades physiologiques distincts : les feuilles vertes (FOV) et les feuilles déposées au sol (FOD). Les résultats in vitro ont révélé une activité antibactérienne marquée des Fe/Zn-NPs (FOV), avec les diamètres d’inhibition décroissant :Staphylococcus aureus (ATCC 29213) : 23,5 ± 0,4 mm,Klebsiella pneumoniae (ATCC 700603) : 22,8 ± 0,3 mm,Listeria monocytogenes (ATCC 7644) : 21,1 ± 0,7 mm,Escherichia coli (ATCC 8739) : 17,7 ± 0,5 mm,Pseudomonas aeruginosa (ATCC 9027) : 15,4 ± 0,2 mm. Ces inhibitions sont associées à des CMI aussi faibles que 0,125 mg/mL, avec des ratios CMB/CMI ≤ 4 pour S. aureus et L. monocytogenes, traduisant un effet bactéricide prononcé. En comparaison, les Fe/Zn-NPs (FOD) ont présenté une activité plus modérée, avec des diamètres d’inhibition classés comme suit :S. aureus (ATCC 29213) : 19,2 ± 0,6 mm,L. monocytogenes (ATCC 7644) : 17,9 ± 0,3 mm,E. coli (ATCC 8739) : 14,1 ± 0,7 mm,K. pneumoniae (ATCC 700603) : 12,6 ± 0,8 mm,P. aeruginosa (ATCC 9027) : 10,5 ± 0,4 mm. Les CMI étaient comprises entre 0,25 et 0,5 mg/mL, avec des CMB/CMI > 4, témoignant d’un effet majoritairement bactériostatique, notamment envers les souches Gram−. Les résultats obtenus ont mis en évidence une efficacité antibactérienne significativement supérieure des Fe/Zn-NPs (FOV), traduite par des diamètres d’inhibition plus élevés (jusqu’à 23,5 ± 0,4 mm contre S. aureus) et des valeurs de CMI aussi faibles que 0,125 mg/mL, avec des ratios CMB/CMI ≤ 4 indiquant un effet bactéricide réel sur les souches Gram+. En revanche, les Fe/Zn-NPs (FOD) ont montré une activité plus restreinte, avec une efficacité ciblée sur les bactéries Gram+ (CMI de 0,25 à 0,5 mg/mL) et un effet bactériostatique prédominant (CMB/CMI > 4) contre les bactéries Gram−. Sur le plan in vivo, les deux formulations ont contribué à : i) Une réduction significative des charges microbiennes totales (FMAT), coliformes totaux et fécaux ; ii)L’absence de Salmonella et S. aureus coagulase positive ; et iii) Une meilleure survie des poissons traités, avec un taux de mortalité inférieur à 10 % sur 30 jours. Ces résultats confirment le potentiel des Fe/Zn-NPs (FOV) comme agents antibactériens efficaces, stables et biocompatibles, particulièrement adaptés aux systèmes de production aquacole à haute densité. À l’issue de cette étude, deux notices technico-vétérinaires expérimentales, respectivement intitulées Nano²Veto-FOV® et Nano²Veto-FOD®, ont été développées par l’équipe de recherche, en vue de leur intégration dans une stratégie "antibiotic-free" en biotechnologie bleue.
"Green and Blue Nanotechnologies (Part I): Ecotoxicological Profile and Purifying Power in Experimental Aquaculture عنوان المشروع 1275 : مشروع مبتكر لإنتاج الأسماك والطحالب الدقيقة : مركز بحث و محطة تجريبية في جامعة سكيكدة لدعم الأمن الغذائي والاقتصاد الأزرق"""
(Faculté des Sciences, 2025) RAHMANI , Assil; Boucetta , Sabrine; Boucetta , Radja Nada
Ce travail s’inscrit au croisement de l’écotoxicologie animale, de la biotechnologie verte et de la biotechnologie bleue, avec pour ambition de créer une station expérimentale et startup universitaire dédiée à l’innovation durable en aquaculture. Deux formulations ont été testées chez le tilapia (Oreochromis sp.) : les nanoparticules de zinc issues de Moringa oleifera (ZnO-NPs MOR) et les nanoparticules mixtes fer/zinc biosynthétisées à partir d’Olea europaea (Fe/Zn-NPs OLE). L’expérimentation a été menée in vivo sur 120 individus de Oreochromis sp., répartis en trois régimes alimentaires pendant 8 semaines. Le groupe ZnO-NPs (MOR) a présenté la meilleure performance de croissance, avec un gain pondéral moyen de 38,9 ± 3,8 g et un SGR de 1,62 ± 0,11 % j⁻¹. De son côté, le régime enrichi en Fe/Zn-NPs (OLE) a également montré des résultats remarquables, avec un gain pondéral moyen de 35,2 ± 3,9 g et un SGR de 1,52 ± 0,14 % j⁻¹, surpassant nettement les valeurs obtenues chez les témoins (27,4 ± 2,9 g). Les taux de survie ont été élevés chez les deux régimes enrichis par rapport aux témoins, traduisant une bonne tolérance et confirmant le potentiel de ces formulations innovantes en aquaculture. Nos résultats révèlent un profil écotoxicologique sécurisant confirmé par des indices de risque (THQ et THQs) inférieurs à 1 : pour le fer, chez l’adulte, THQ Fe ≈ 0,02–0,03 et chez l’enfant THQs Fe ≈ 0,005–0,02 ; pour le zinc, chez l’adulte THQ Zn ≈ 0,03–0,05 et chez l’enfant THQs Zn ≈ 0,004–0,03, garantissant une consommation sans danger même pour les groupes sensibles. Côté bioaccumulation, les facteurs de bioconcentration (FBC) traduisent une absorption maîtrisée : pour le fer, FBC Fe ≈ 6–33 contre plus de 200–400 chez le témoin ; pour le zinc, FBC Zn ≈ 6–13, bien régulés par ZnO-NPs (MOR). Parallèlement, les deux traitements ont démontré un pouvoir épuratoire remarquable de l’eau d’élevage , les ZnO-NPs (MOR) régulent efficacement l’absorption du zinc tout en stabilisant la charge métallique de l’eau, alors que le régime à base de Fe/Zn-NPs (OLE) valorise surtout le pouvoir épuratoire : diminution spectaculaire des nitrates (1,11 mg/l → 0,03–0,05 mg/l) et des nitrites (0,58 mg/l → 0,017–0,027 mg/l), stabilisation du pH ≈ 7–7,43, baisse des matières en suspension (MES) et des solides dissous totaux (TDS), et légère hausse de l’oxygène dissous (+0,2–0,3 mg/l), essentielle au bien-être des poissons. Cette étude souligne l’importance cruciale de la dose, coeur de la démarche en écotoxicologie, pour maximiser l’efficacité tout en préservant la sécurité. En somme, ces résultats mettent en évidence le double pouvoir des nanoparticules vertes : d’une part, elles optimisent le profil écotoxicologique – illustré par des indicateurs tels que les THQ, THQs et FBC – garantissant ainsi une consommation sans risque, y compris chez les enfants ; d’autre part, elles améliorent significativement la qualité de l’eau d’élevage grâce à un effet clarifiant et purificateur durable. Dans la continuité, nous projetons de développer un système intégré associant biofloc, photocatalyse et recyclage au sein d’une station expérimentale pour soutenir l’économie bleue et circulaire et renforcer la sécurité alimentaire nationale.
Green Nanotechnologies and Pharmaco-Nutritional Benefits in Animal
(Ecotoxicologie Animale, 2025) MERBAI , Yousra; REDJEM , Nouha; SOUKI , Safa; Boucetta , Sabrine; Boucetta , Radja Nada
L’utilisation de nanoparticules biosynthétisées à partir d’extraits végétaux représente une alternative prometteuse aux antibiotiques en aquaculture. Cette étude évalue l'effet de trois formulations naturelles administrées par voie alimentaire : les nanoparticules de zinc issues de Moringa oleifera (ZnO-MOR), et les nanoparticules d'argent synthétisées à partir de Posidonia oceanica, déposée (AgNPs-POD) et fraîche (AgNPs-POV). L’expérimentation a été menée in vivo sur 120 individus de Oreochromis sp. répartis en trois régimes alimentaires pendant 8 semaines. Le groupe ZnO-MOR a montré la meilleure performance de croissance, avec un gain pondéral moyen de 38,9 ± 3,8 g et un SGR de 1,62 ± 0,11 %/jour. Le groupe POV a suivi avec un WG de 33,8 ± 3,6 g et un SGR de 1,41 ± 0,15 %/jour, contre 27,4 ± 2,9 g pour le témoin. Le taux de survie a été élevé dans tous les groupes traités, atteignant 100 % pour ZnO-MOR et 93 % pour AgNPs-POV. Sur le plan nutritionnel, les concentrations en protéines musculaires ont été les plus élevées chez ZnO-MOR (15,02 μg/mg), suivies par POV (12,01 μg/mg) et POD (10,6 μg/mg). Des teneurs intestinales très élevées en glucides (1066 μg/mg) et en lipides (1066 μg/mg) ont été observées chez ZnO-MOR, traduisant une assimilation énergétique optimale. POD a favorisé un stockage hépatique des lipides (835 μg/mg), tandis que POV a montré un profil homogène et équilibré. L’analyse hématologique a révélé une augmentation significative du taux d’hémoglobine (ZnO-MOR : 10,2 g/dL), des globules rouges (5,6 x10⁶/mm³) et de l’IgM sérique, confirmant une stimulation immunitaire sans signe de stress oxydatif. Sur le plan toxicologique, les DL₅₀ déterminées via le modèle Probit sont proches pour ZnO-MOR et AgNPs-POV (0,377 mg/g), et légèrement plus élevées pour AgNPs-POD (0,405 mg/g). Les modèles statistiques montrent des courbes sigmoïdes classiques avec des pentes significatives, suggérant une toxicité modérée mais maîtrisable pour un usage nutraceutique contrôlé. La posologie optimale déterminée dans cette étude se situe autour de 0,17 à 0,31 mg/g de poids corporel pour les nanoparticules administrées. À ces doses, les effets bénéfiques sur la croissance, la digestion et l’immunité sont maximisés, tout en restant en dessous des seuils toxiques identifiés. Ces données permettent d’établir un cadre posologique de référence pour une application rationnelle en élevage intensif. En conclusion, les nanoparticules ZnO-MOR apparaissent comme les plus efficaces pour soutenir la croissance et l’immunité. Les AgNPs-POD et POV offrent quant à elles des effets ciblés intéressants sur la digestion et l’homéostasie métabolique. Ces résultats suggèrent que l’utilisation raisonnée de nanoparticules végétales peut constituer une alternative sûre, efficace et durable aux antibiotiques classiques en aquaculture.
Potentiel antimicrobien des nanoparticules végétales & bactériens : Applications in vitro et in vivo
(Faculté des Sciences, 2025) AMRANE , Rayene; BOUDJENAH , Souhila; MANSOURI , Aya; Boucetta , Sabrine; Boucetta , Radja Nada
Dans le cadre de préoccupations relevant de la microbiologie appliquée, cette étude s’inscrit dans une dynamique de recherche de bio-alternatives efficaces aux antibiotiques classiques, à travers la synthèse verte de nanoparticules métalliques. L’objectif principal est de proposer de nouvelles voies de biosynthèse écologique des nanoparticules de zinc (ZnO-NPs), notamment les ZnO-NPs (MOR) issues de Moringa oleifera et les ZnO-NPs (Bact) dérivées de cultures bactériennes. Ces formulations ont été évaluées pour leur activité antimicrobienne in vitro contre cinq souches de référence (ATCC), incluant deux bactéries à Gram positif (Staphylococcus aureus ATCC 29213 et Listeria monocytogenes ATCC 7644) et trois à Gram négatif (Escherichia coli ATCC 8739, Klebsiella pneumoniae ATCC 700603, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027). Parallèlement, l’efficacité de ces nanoparticules, ainsi que celle des AgNPs issues de Posidonia oceanica (feuilles vertes POV et feuilles déposées POD), a été évaluée in vivo chez le tilapia (Oreochromis sp.), en tant que compléments alimentaires antibactériens et immunostimulants, à travers un suivi microbiologique de la chair et de l’eau d’élevage. La biosynthèse bactérienne des ZnO-NPs (Bact) a montré un rendement exceptionnel de 88 %, surpassant les ZnO-NPs (MOR) (38,6 %) ainsi que les AgNPs (POV : 78,66 % ; POD : 76,66 %). Ces résultats traduisent la robustesse et la viabilité de la voie bactérienne. Sur le plan in vitro, les tests d’antibiogramme ont révélé des zones d’inhibition (ZOI) notables : [ZnO-NPs (Bact) : S. aureus (30 mm), L. monocytogenes (21 mm), E. coli (12 mm), K. pneumoniae (14 mm), P. aeruginosa (12 mm) ; CMI = 0,0625 mg/mL pour toutes les souches testées, avec effet homogène] ; [ZnO-NPs (MOR) : ZOI entre 3,33 ± 5,77 mm et 10,33 ± 10 mm,CMI = 0,0625 mg/mL pour L. monocytogenes et K. pneumoniae, CMI = 0,5 mg/mL pour S. aureus] ; [AgNPs (POD) : P. aeruginosa (22 ± 2,82 mm), K. pneumoniae (20,5 ± 6,36 mm), L. monocytogenes (20 mm),CMI uniforme = 0,0625 mg/mL, malgré une réponse hétérogène selon les souches] et [AgNPs (POV) : ZOI de S. aureus (11 ± 1,41 mm) à P. aeruginosa (20,5 ± 0,70 mm),CMI = 0,0625 mg/mL pour l’ensemble des souches, mais avec une activité plus sélective, notamment sur les Gram−]. De manière générale, les bactéries Gram− (comme K. pneumoniae, P. aeruginosa, E. coli) se sont révélées plus sensibles que les Gram+, ce qui corrobore les observations précédentes. Sur le plan in vivo, l’administration de ces nanoparticules comme compléments alimentaires a permis : Une réduction significative des germes mésophiles aérobies totaux (FMAT),Une diminution des coliformes totaux et fécaux (CT et CF) dans les tissus et l’eau, L’absence totale de Salmonella et de Staphylococcus aureus à coagulase positive, confirmée par les tests biochimiques (Chapman, catalase, coagulase, API 20E), Une meilleure survie des poissons traités (taux de mortalité < 10 % sur 30 jours), Avec une conformité microbiologique assurée uniquement avec ZnO-NPs (MOR), démontrant sa pertinence pour l’aquaculture durable. À l’issue de cette étude, un livret vétérinaire en microbiologie clinique et santé animale a été élaboré, synthétisant les données biologiques et sanitaires issues de nos quatre formulations nanoparticulaires, en vue d’une valorisation thérapeutique intégrée dans les systèmes d’aquaculture innovants.
Toxicité subaiguë des Fe/Zn-NPs issues de feuilles d’olivier chez Oreochromis sp. : approches intégrées en écotoxicologie animale
(Faculté des Sciences, 2025) BOUDEFFA , Sana; BOUFAFA , ines; BOUIDIOUA , Abir; DRISS , Nihal; Boucetta , Sabrine; Boucetta , Radja Nada
La biosynthèse verte de nanoparticules constitue une voie alternative prometteuse pour améliorer la santé des poissons tout en limitant l’usage d’antibiotiques en aquaculture. Cette étude évalue les effets zootechniques, immuno-hématologiques et toxicologiques de deux formulations métalliques hybrides – Fe/Zn-NPs-FOV (issues de feuilles d’olivier vertes) et Fe/Zn-NPs-FOD (issues de feuilles d’olivier déposées) – administrées par voie alimentaire à Oreochromis sp. pendant huit semaines. Sur 120 poissons, le groupe FOV a présenté la meilleure performance, avec un gain pondéral moyen de 35,2 ± 3,9 g et un SGR de 1,52 ± 0,14 % j⁻¹, contre 30,6 ± 3,5 g pour FOD et 27,4 ± 2,9 g chez les témoins. Les taux de survie ont atteint 100 % (FOV) et 93 % (FOD), démontrant une bonne tolérance. Les filets des poissons FOV affichaient la teneur protéique la plus élevée (19,1 %), tandis que FOD a induit une réduction significative des triglycérides musculaires. Les taux sériques de fer et de zinc ont augmenté respectivement jusqu’à 1 624 μg dL⁻¹ et 42 mg kg⁻¹ chez FOV, indiquant une reminéralisation efficace sans surcharge toxique. Au niveau hématologique, les deux traitements ont stimulé l’hémoglobine (9,8 g dL⁻¹) et les globules rouges (5,4 × 10⁶ mm⁻³), ainsi que l’IgM sérique, sans provoquer d’anisocytose plaquettaire majeure. Les activités enzymatiques hépatiques sont restées dans les limites physiologiques pour FOD ; FOV a montré une élévation transitoire de la PAL, sans cytolyse. Les essais Litchfield & Wilcoxon indiquent des DL₅₀-24 h modérées : 0,398 mg g⁻¹ (FOV) et 0,382 mg g⁻¹ (FOD), avec des pentes probit raides, soulignant la nécessité d’un dosage précis. La fenêtre thérapeutique optimale se situe entre 0,19 et 0,31 mg g⁻¹ p.c., maximisant les bénéfices métaboliques tout en restant en-deçà des seuils toxiques. À l’issue de ce travail de thèse, nous avons réussi à établir les bases d’une notice vétérinaire préliminaire pour les deux formulations, définissant les doses optimales, les paramètres de surveillance biologique, et les précautions d’usage chez les poissons d’élevage. Ce cadre pourrait servir de référence pour une future homologation en santé animale aquacole. En conclusion, les Fe/Zn-NPs-FOV se révèlent particulièrement efficaces pour la croissance, la reminéralisation martiale et la stimulation immunitaire, tandis que les Fe/Zn-NPs-FOD se distinguent par leur effet hypolipémiant et leur stabilité métabolique. Ces résultats démontrent que des nanoparticules végétales formulées de manière raisonnée peuvent constituer une alternative sûre, efficace et durable aux antibiotiques en aquaculture intensive.

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