Une nouvelle méthode d’analyse à l’aide d’un biocapteur de bactériophages prometteuse pour la détection rapide des pathogènes alimentaires viables

Une nouvelle méthode d’essai à l’aide d’un biocapteur de bactériophages prometteuse pour la détection rapide des pathogènes alimentaires viablesCe n’est pas nouveau (1, 2 et 3), mais cela semble intéressant …

« Une nouvelle méthode d’essai à l’aide d’un biocapteur de bactériophages prometteuse pour la détection rapide des pathogènes alimentaires viables », source Food Safety Magazine.

Des chercheurs ont mis au point un biocapteur à flux latéral à base de bactériophages capable de détecter Salmonella viable dans la viande de poulet en sept heures environ. Après optimisation, ce biocapteur pourrait constituer une alternative aux méthodes de dépistage classiques par culture, qui nécessitent généralement de trois à cinq jours.

De plus, le principe d'amplification par bactériophages pourrait être adapté à la détection d'autres pathogènes bactériens viables d'origine alimentaire, grâce à la sélection de bactériophages appropriés.

Cette nouvelle plateforme d’essais, qui combine l'amplification par bactériophages à un lateral flow immunoassay ou PA-LFI (test immunochromatographique à flux latéral, en français), a atteint une limite de détection d'environ 100 unités formant colonies (UFC) pour 25 grammes de viande de poulet. Lors d'une évaluation sur le terrain portant sur 30 prélèvements de poulet vendus au détail, la méthode a démontré une sensibilité de 72,7 %, une spécificité de 89,5 % et une concordance globale de 83,3 % avec la méthode de culture de référence ISO 6579-1:2017.

Ces résultats ont été publiés dans la revue Biosensors and Bioelectronics. Le projet a été mené par une équipe de recherche internationale, avec le soutien de l'Agence thaïlandaise de recherche et de développement agricole et du Fonds de recherche stratégique de l'Université Mahidol.

Fonctionnement de la méthode de détection

Les chercheurs ont développé la plateforme PA-LFI afin de pallier les limitations des méthodes de détection rapide de Salmonella existantes. Bien que les tests moléculaires tels que la PCR puissent fournir des résultats rapides, ils ne permettent pas de distinguer intrinsèquement les cellules bactériennes viables des cellules non viables. De même, les tests immunochromatographiques classiques détectent les antigènes bactériens sans différencier les bactéries vivantes des bactéries mortes.

La méthode développée utilise, quant à elle, des bactériophages, des virus qui infectent les cellules bactériennes viables et s'y répliquent, pour générer un signal détectable indiquant la présence de Salmonella vivants. La procédure de test comprend trois étapes principales :

1. Enrichissement sélectif : des échantillons de viande de poulet ont été incubés pendant trois heures afin de favoriser la croissance de Salmonella tout en inhibant les micro-organismes concurrents.

2. Amplification par bactériophage : les échantillons ont été exposés à un bactériophage spécifique de Salmonella, qui a infecté les cellules bactériennes viables et produit des phages descendants au cours d’une période d’amplification de trois heures.

3. Détection par flux latéral : les bactériophages amplifiés ont été détectés à l’aide d’une bandelette de dosage immunologique contenant des anticorps anti-phages conjugués à des nanoparticules d’or, produisant un résultat visible en 15 minutes.

La procédure complète a duré environ sept heures et a permis une lecture visuelle sans nécessiter d’instruments spécialisés.

Les essais démontrent une large détection de Salmonella, malgré certaines limites

L’évaluation en laboratoire a démontré que la méthode PA-LFI a détecté 43 des 49 souches de Salmonella testées, soit 87,8 % des souches. Ces souches incluaient 20 souches de S. Enteritidis et 20 souches de S. Typhimurium, mais seulement une des trois souches de S. Choleraesuis, S. Hadar et S. Virchow.

Aucune réaction croisée n'a été observée parmi les 30 souches bactériennes non-Salmonella testées, notamment Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Shigella spp. et Vibrio parahaemolyticus.

Dans des échantillons de poulet contaminés artificiellement, le test a détecté Salmonella à des concentrations aussi faibles que 100 UFC/25 g. Cependant, cette limite de détection restait supérieure à celle de 1 UFC/25 g rapportée pour la méthode de référence ISO.

Comparaison du nouveau test et de la culture traditionnelle en conditions réelles

Afin d'évaluer les performances du test en conditions réelles, les chercheurs ont analysé 30 échantillons de poulet provenant de supermarchés et de marchés de produits réfrigérés de Bangkok, en Thaïlande. La méthode de culture de référence a identifié 11 échantillons positifs, tandis que le test PA-LFI en a identifié dix. Parmi les 11 échantillons positifs en culture, huit ont été correctement détectés par PA-LFI, trois résultats étant des faux négatifs. Le test a également produit deux résultats positifs parmi 19 échantillons négatifs en culture.

Des analyses complémentaires par séquençage métagénomique ont détecté des séquences associées à Salmonella dans les cinq échantillons discordants. Des tests de plages de lyse bactérienne supplémentaires ont confirmé la présence de Salmonella viable dans les deux échantillons positifs au test PA-LFI mais négatifs en culture conventionnelle.

Les chercheurs ont noté qu'une amplification insuffisante des bactériophages, une faible récupération bactérienne, la formation de biofilm et des différences dans l'état physiologique des bactéries pouvaient contribuer aux faux négatifs.

Applications potentielles après optimisation et validation supplémentaires

Selon les chercheurs, la plateforme PA-LFI pourrait servir d'outil de dépistage préliminaire pour la surveillance de routine de la sécurité des aliments, permettant aux laboratoires et aux producteurs alimentaires de prioriser les échantillons potentiellement contaminés pour des tests de confirmation par culture.

Les chercheurs ont estimé le coût du test à environ 12 $. Bien que la méthode ait offert des résultats nettement plus rapides, Par rapport aux méthodes de culture classiques, sa sensibilité modérée et son évaluation limitée sur le terrain ont mis en évidence la nécessité d’une optimisation et d’une validation plus poussées. Les chercheurs ont suggéré que l’intégration de cocktails de bactériophages, l’amélioration des conditions d’enrichissement et d’amplification, ainsi que l’élargissement des tests à d’autres matrices alimentaires pourraient en améliorer les performances.