Des scientifiques identifient des bactéries pathogènes par la détection de leur ADN avec un coût très faible

Annonce : S’agissant de l’information à propos des rappels de produits alimentaires, pour le moment, il ne faut pas faire confiance à nos autorités sanitaires (Ministère de l’agriculture et DGCCRF). Ces deux entités ont fait et font toujours preuve d’une incroyable légèreté et d’un manque d’informations fiables vis-à-vis des consommateurs avec comme corollaire une absence de transparence en matière de sécurité des aliments.

« Des chercheurs rapportent qu'une méthode peu coûteuse pourrait changer l'approche des investigations sur les intoxications alimentaires », source Food Safety News et un communiqué de l’Université de Copenhague.

Des chercheurs disent qu'ils croient avoir trouvé une méthode bon marché pour identifier les bactéries en quelques heures sur un appareil de la taille d'un téléphone mobile.

La méthode d'identification bactérienne, appelée ON-rep-seq, examine des fragments spécifiques de la souche du génome bactérien, permettant des résultats qui nécessitaient auparavant un séquençage de l'ADN du génome bactérien complet.

Dispositif MinION (à droite) séquençant les fragments génomiques bactériens selon la méthode ON-rep-seq. Ici, l'appareil est couplé à un MinIT pour l'acquisition de données (à gauche) et contrôlé par un téléphone intelligent.

La méthode illustre également des résultats plus rapides que des approches telles que l'électrophorèse en champ pulsé (PFGE), qui avait été la norme de référence pour le typage de la souche de micro-organismes, selon l'équipe de recherche danoise.

L'équipe a déclaré que la méthode pourrait changer l'approche utilisée pour enquêter sur les éclosions de maladies infectieuses d'origine alimentaire en rendant l'analyse plus rapide et moins coûteuse. Elle est basée sur le séquençage par des nanopores, qui est une approche de séquençage d'ADN en temps réel. ON-rep-seq ne peut pas distinguer les souches qui diffèrent uniquement du polymorphisme d’un nucléotide (SNP), ont rapporté les chercheurs.

« Notre nouvelle méthode permet d'identifier et de typer des centaines d'échantillons en moins de deux heures, et nous nous attendons à ce que cela soit même réduit en temps réel dans un court laps de temps », a déclaré Lukasz Krych, professeur agrégé au département sciences des aliments de l'Université de Copenhague.

La méthode utilise un dispositif de séquençage de l'ADN

Malgré les développements des méthodes indépendantes de la culture pour détecter les micro-organismes, les méthodes basées sur la culture restent importantes en microbiologie et en particulier dans les investigations sur les maladies infectieuses d'origine alimentaire. Actuellement, la détection et l'identification bactériennes basées sur l'ADN bactérien nécessitent une instrumentation coûteuse et des heures de travail par des spécialistes qualifiés. S'il y a une épidémie présumée à Salmonella, pour localiser son origine, les enquêteurs doivent analyser de nombreux échantillons et l'analyse doit être précise pour distinguer une souche bactérienne d'une autre.

Le plus petit séquenceur d'Oxford Nanopore Technologies, appelé MinION, est un appareil portable alimenté par un port USB qui est devenu disponible sur le marché en 2015. Malgré la révolution du séquençage de l'ADN du système proposé, les données générées ne sont pas parfaites en raison d'erreurs du séquençage et d'analyse qui sont restés relativement chères.

Les scientifiques du département de la science des aliments de l'Université de Copenhague disent qu'ils ont trouvé un moyen d'utiliser cette technologie pour analyser des centaines de bactéries à la fois, réduisant les coûts à moins de 2 dollars par bactérie, tout en augmentant la précision à plus de 99%. La préparation d'une bibliothèque d'ADN pour 96 isolats prend moins de cinq heures, selon l'étude publiée dans la revue Communications Biology.

Retrouvez rapidement des bactéries pathogènes

Le projet de recherche a été réalisé avec la société polonaise GenXone S.A., qui a aidé à mettre en place un pipeline bio-informatique pour effectuer l'analyse des données de séquençage.

« Notre méthode peut être utilisée à la fois dans le domaine de la sécurité des aliments, où vous pouvez retrouver rapidement des bactéries pathogènes ou bénéfiques pour la santé, mais aussi dans le secteur de la santé, où vous pourrez effectuer certaines analyses que vous ne considérez même pas aujourd'hui en raison de le prix et le temps de l'analyse traditionnelle », a déclaré Josue Leonardo Castro Mejia, chercheur sur l'étude.

Après la préparation des échantillons, le dispositif MinION est chargé avec des fragments génomiques pour l'identification des souches bactériennes à partir de centaines d'isolats bactériens. À gauche: Lukasz Krych, professeur agrégé et Josue L. Castro Mejia, postdoc, tous deux du Département de la science des aliments de l'Université de Copenhague.

La méthode a été testée sur 38 espèces bactériennes différentes et trois groupes au niveau de la souche identifiant toutes les bactéries jusqu'au niveau de l'espèce et les souches discriminantes avec une sensibilité similaire à une approche basée sur le séquençage du génome complet (WGS).

Plusieurs entreprises le testent dans leurs systèmes pour établir des programmes de dépistage rapide.

Cinq souches de Listeria monocytogenes, quatre de Salmonella (trois sérovar de Typhimurium et une Oranienburg) et deux souches de Bacillus cereus ont été utilisées pour la discrimination au niveau de la souche.

La méthode d'enrichissement d'ADN combine une version optimisée de la techique de PCR de séquences répétées de l’ADN (Rep-PCR) avec deux étapes consécutives Rep-PCR-2 au cours desquelles des codes-barres spécifiques à l'échantillon sont incorporés. La version modifiée de la Rep-PCR permet une amplification reproductible suivie d'une étape Rep-PCR-2 en deux étapes permettant le marquage de jusqu'à 96 échantillons en une seule réaction.