Un bactériophage de Salmonella pilote les populations bactériennes vers une hypersensibilité au chlorure de benzalkonium, au peroxyde d'hydrogène et au triclosan

« Un bactériophage de Salmonella pilote les populations bactériennes vers une hypersensibilité au chlorure de benzalkonium, au peroxyde d'hydrogène et au triclosan », source étude parue dans une revue de l’ASM, Applied and Environmental Microbiology.

Résumé

Le détournement phagique (ou détournement cellulaire par les bactériophages) est une stratégie antimicrobienne émergente qui exploite les conséquences évolutives de la prédation par les phages pour sensibiliser les populations bactériennes aux antimicrobiens existants. Si le détournement phagique vers une hypersensibilité aux antibiotiques et aux effecteurs immunitaires est bien documenté, on ignore si un mécanisme similaire peut accroître la sensibilité bactérienne aux désinfectants commerciaux. Nous montrons ici que SF1, un siphovirus lytique infectant Salmonella enterica, nécessite une couche d'antigène O intacte pour l'adsorption et la réplication lytique, et que des mutants de délétion en phase présentant des défauts au niveau de l'antigène O ou des défauts plus profonds du LPS présentent une sensibilité accrue à plusieurs désinfectants commerciaux. De manière cruciale, SF1 a renforcé l'activité de tous les désinfectants testés en combinaison et, de plus, a présenté une synergie mathématique avec le chlorure de benzalkonium, le peroxyde d'hydrogène et le triclosan, composés auxquels les mutants LPS sélectionnés par SF1 étaient hypersensibles. Ces résultats corroborent l'hypothèse selon laquelle SF1 agit non seulement comme agent bactéricide, mais aussi comme outil de pilotage évolutif, potentialisant l'activité désinfectante par la sélection de phénotypes hypersensibles à ces agents. Plus largement, ces résultats confirment l'intérêt du pilotage phagique comme stratégie prometteuse pour l'utilisation des bactériophages comme adjuvants aux désinfectants commerciaux.

Importance

Les désinfectants commerciaux sont essentiels pour maîtriser les pathogènes tout au long de la chaîne de production et de transformation des aliments, mais leur efficacité est de plus en plus compromise par la tolérance et la persistance bactériennes. Bien que les bactériophages soient étudiés comme agents bactéricides directs, leur utilité comme adjuvants aux désinfectants commerciaux reste peu explorée. Dans cette étude, nous démontrons que le phage SF1 de Salmonella sélectionne des mutants déficients en LPS qui présentent une sensibilité accrue à plusieurs désinfectants commerciaux. De manière significative, nous montrons également que SF1 agit en synergie avec des désinfectants auxquels les mutants sélectionnés par le phage sont hypersensibles, ce qui soutient un mécanisme de sélection par lequel la prédation par le phage renforce l'activité du désinfectant. À notre connaissance, il s'agit du premier rapport démontrant le pilotage des phages comme stratégie d'utilisation des bactériophages comme adjuvants synergiques aux désinfectants commerciaux. Ces résultats soulignent l'intérêt potentiel d'exploiter les compromis évolutifs pour améliorer la maîtrise des pathogènes dans les environnements de transformation des aliments.

Conclusion

Dans cette étude, nous avons confirmé que le phage SF1 (spécifique de Salmonella) nécessite une couche d'antigène O intacte pour son adsorption et sa réplication lytique, et nous avons démontré que la perte de l'antigène O ou une troncation plus profonde du LPS accroît la sensibilité à plusieurs désinfectants commerciaux. Fait notable, le phage SF1 a renforcé l'activité antibactérienne de tous les agents désinfectants testés et a même présenté une synergie mathématique avec les composés auxquels les mutants LPS sélectionnés par le phage SF1 étaient hypersensibles. Dans l'ensemble, ces résultats corroborent l'hypothèse selon laquelle le phage SF1 agit non seulement comme un agent bactéricide, mais aussi comme un outil d'orientation évolutive, renforçant l'efficacité des désinfectants par la sélection de populations bactériennes hypersensibles. En pratique, cette stratégie d'orientation par les phages pourrait être intégrée aux protocoles de désinfection en utilisant des phages sélectionnés de manière appropriée, soit simultanément aux désinfectants, soit en amont ; l'élimination directe des bactéries par les phages serait ainsi complétée par la sélection de populations survivantes présentant une sensibilité accrue aux désinfectants.

Bien que ces résultats aient été obtenus dans des conditions contrôlées, avec un système phage-hôte unique en culture homogène, ils démontrent néanmoins l'intérêt potentiel de l'orientation évolutive par les phages comme stratégie d'utilisation de ces derniers en tant qu'adjuvants aux désinfectants commerciaux. De futures recherches devront déterminer si des effets similaires de ‘synergie par pilotage’ s'observent avec d'autres couples phage-hôte et dans des conditions plus représentatives des environnements de production et de transformation alimentaire, notamment sur des surfaces contaminées ou au sein de communautés polymicrobiennes complexes. Par ailleurs, la stabilité à long terme des compromis biologiques liés à cette orientation, en particulier l'émergence potentielle de sous-populations résiduelles tolérantes à la fois aux phages et aux désinfectants, mérite d'être étudiée ultérieurement. Plus largement, nos travaux soulignent l'intérêt d'exploiter les compromis évolutifs pour améliorer la lutte contre les pathogènes bactériens tout au long de la chaîne de production alimentaire.