Formation de biofilms composés de plusieurs espèces et leur résistance aux désinfectants dans les environnements de transformation alimentaire

Processus hypothétique de formation d’un biofilm composé de plusieurs espèces: (1) attachement réversible, les cellules planctoniques s'attachent de manière non spécifique à la surface et s'agrègent de manière lâche, qui peuvent se dissocier et redevenir des cellules planctoniques. (2) attachement irréversible, les cellules microbiennes s'attachent de manière irréversible à la surface, les cellules commencent à sécréter des substances polyméiques extra cellulaires (EPS) et des molécules de type qorum sensing (QS), et la population agrégée continue de croître. (3) la formation de microcolonies, les cellules microbiennes interagissent pour former des microcolonies, et les cellules de plusieurs espèces et des mêmes espèces communiquent via les facteurs QS et EPS. (4) maturation du biofilm, les microcolonies continuent de croître et forment des structures de biofilm matures; (5) dispersion ou séparation: (a) les cellules microbiennes diffusent activement et retournent à un état planctonique; (b) les modifications des conditions environnementales, telles que les mesures de nettoyage et de désinfection, détachent passivement les agrégats de biofilm des biofilms matures. La disposition spatiale des micro-organismes dans les biofilms composés de plusieurs espèces dans cette figure est basée sur un modèle mixte.  

Le blog vous propse en cette nouvelle année un troisième article sur le sujet du biofilm. Voir les précédents articles ici et ici. Un quatrième article vous sera proposé prochaînement.

Voici donc «Formation de biofilms composés de plusieurs espèces et leur résistance aux désinfectants dans les environnements de transformation alimentaire: une revue», source article paru dans Journal of Food Protection. L’article est disponible en intégralité.

Résumé

Dans les environnements de transformation alimentaire, divers micro-organismes peuvent adhérer et s'agréger à la surface d’équipements, entraînant la formation de biofilms composés de plusieurs espèces. Des interactions complexes entre les micro-organismes peuvent affecter la formation de biofilms composés de plusieurs espèces et la résistance aux désinfectants, qui sont des problèmes de sécurité sanitaire et de qualité des aliments. Cet article passe en revue les diverses interactions entre les micro-organismes dans les biofilms composés de plusieurs espèces, y compris les interactions compétitives, coopératives et neutres. Ensuite, les mécanismes préliminaires sous-jacents à la formation de biofilms composés de plusieurs espèces sont discutés en relation avec des facteurs, tels que les molécules signal de type quorum sensing, les substances polymères extracellulaires et les gènes régulés par le biofilm. Enfin, les mécanismes de résistance des micro-organismes contaminants courants aux désinfectants dans les environnements de transformation alimentaire sont également résumés. Cette revue devrait faciliter une meilleure compréhension des interactions inter espèces et fournir des implications pour la maîtrise des biofilms composés de plusieurs espèces dans la transformation alimentaire.

Faits saillants

- L'interaction composés de plusieurs espèces dans des biofilms est souvent coopérative, compétitive ou neutre.

- Les molécules du quorum sensing, les substances polymériques extracellulaires (EPS) et les gènes régulés par le biofilm affectent la formation de biofilm composé de plusieurs espèces.

- La résistance aux désinfectants des biofilms composés de plusieurs espèces dépend de substances polymériques extracellulaires et de l'âge du biofilm.

- Les études sur les biofilms composés de plusieurs espèces sont moins ciblées sur la diversité élevée des biofilms.

Conclusions et perspectives d'avenir

Les interactions entre les micro-organismes se produisent fréquemment et peuvent éventuellement conduire à la formation de biofilms composés de plusieurs espèces denses, complexes et hautement structurés au cours de la transformation alimentaire. Les interactions coopératives, compétitives ou neutres entre les pathogènes d'origine alimentaire (tels que Salmonella, L. monocytogenes, S. aureus et E. coli) et d'autres micro-organismes dans les biofilms peuvent augmenter la pathogénicité. Comprendre les mécanismes préliminaires de la formation de biofilms composés de plusieurs espèces peut fournir des orientations pour bloquer et éliminer la formation de certains biofilms indésirables. L'utilisation du rôle antagoniste d'autres espèces microbiennes peut contribuer au développement de méthodes de maîtrise des bactéries pathogènes dans les environnements de transformation alimentaire. Cependant, la résistance accrue aux désinfectants de la plupart des biofilms composés de plusieurs espèces reste un grand défi dans l'industrie alimentaire. Dans cet article, les mécanismes préliminaires de la résistance des biofilms composés de plusieurs espèces aux désinfectants ont été discutés, tels que le type de souche, les substances extra polymériques, l'âge du biofilm et l'état nutritionnel. Une exploration plus approfondie de ces facteurs peut aider à développer de nouveaux désinfectants plus efficaces. De plus, la combinaison de désinfectants avec d'autres méthodes (telles que des enzymes, des bactériophages, des ultrasons et l'ozone) peut grandement améliorer l'efficacité de la maîtrise des biofilms composés de plusieurs espèces. À l'heure actuelle, le mécanisme sous-jacent à la formation de biofilms composés de plusieurs espèces n'est toujours pas entièrement compris. De nombreuses études en laboratoire sur les biofilms composés de plusieurs espèces se sont concentrées sur des biofilms ayant une diversité faible, tels que les biofilms composés de deux à quatre espèces. Avec l'augmentation des micro-organismes cohabitant, il y aura une augmentation significative du nombre de population, ce qui augmentera la complexité de la recherche. Bien que de telles études puissent être difficiles, c'est un bon moyen d'explorer les mécanismes de formation des biofilms et les mécanismes de résistance aux désinfectants des biofilms composés de plusieurs espèces avec plus de quatre espèces en utilisant des techniques de séquençage à haut débit, telles que la transcriptomique, la protéomique et métabolomique. Il existe déjà de nombreuses études qui ont utilisé la microscopie confocale à balayage laser et ont des rendus tridimensionnels de biofilms composés de plusieurs espèces. À l'avenir, le processus dynamique de formation des biofilms composés de plusieurs espèces pourra être exploré en combinant l'hybridation in situ par fluorescence et la microscopie confocale à balayage laser et enfin la visualisation tridimensionnelle du processus de formation des biofilms.

D'autres études sur ces questions aideront à trouver des moyens appropriés et efficaces de prévenir et de maîtriser la formation de biofilms composés de plusieurs espèces dans les environnements de transformation alimentaires.

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