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mardi 27 septembre 2022

Combattre les pathogènes d'origine alimentaire avec des antimicrobiens naturels

«Combattre les pathogènes d'origine alimentaire avec des antimicrobiens naturels», source ASM du 23 septembre.

En avril 2022, l'Organisation mondiale de la santé a tracé environ 150 cas d'infection à Salmonella Typhimurium multirésistant dans 11 pays liés à du chocolat produit en Belgique, ce qui a entraîné l'un des plus importants rappels de produits de chocolat à ce jour. Ce n'est pas un cas isolé. Chaque année, environ 1 personne sur 10 est la proie de maladies d'origine alimentaire, à la suite d'aliments contaminés par des micro-organismes ou des substances chimiques dangereux. La contamination peut se produire à différentes étapes de la préparation des aliments, transformation, stockage, distribution et/ou manipulation, et constitue un lourd fardeau pour la santé publique et l'économie. Par conséquent, la conservation des aliments est importante pour assurer la sécurité des aliments et réduire le gaspillage alimentaire.

L'industrie alimentaire a désormais commencé à explorer des alternatives naturelles pour conserver les aliments afin de réduire la dépendance aux conservateurs chimiques, dont certains sont liés à l'obésité et au syndrome métabolique. Plus précisément, les antimicrobiens naturels produits par des plantes et des micro-organismes tels que les bactéries et les champignons peuvent tuer des pathogènes d'origine alimentaire comme Salmonella Typhimurium, Escherichia coli, Listeria monocytogenes et Clostridium botulinum ainsi que des bactéries d'altération des aliments comme Brochothrix thermosphacta, Lactobacillus spp., Bacillus spp. et Weissella spp., entre autres. Les pathogènes d'origine alimentaire et les microbes d’altération posent un grave problème de santé pour les consommateurs et détruisent l'apparence, la texture et les caractéristiques sensorielles des aliments, affectant l'industrie alimentaire et les consommateurs.

Les huiles essentielles, des antimicrobiens essentiels issus des plantes
Les herbes comme l'origan, le thym et le romarin ne sont pas seulement d'excellentes options aromatisantes, mais elles possèdent également un trésor de potentiel antimicrobien contre les pathogènes. Les plantes produisent des liquides aromatiques et volatils appelés huiles essentielles qui ont un large spectre d'activité antimicrobienne contre les pathogènes Gram positif et Gram négatif. Les huiles essentielles sont des arsenaux importants de défense des plantes contre les bactéries, les champignons et les insectes pathogènes, et l'industrie alimentaire tire parti de ces connaissances pour éloigner les pathogènes d'origine alimentaire.
La suite est à lire dans l’article.

Les bactériocines, des armes de la guerre bactérienne
Tout comme les huiles essentielles aident les plantes à combattre les pathogènes, certaines bactéries produisent de petits peptides aux propriétés antimicrobiennes contre des bactéries étroitement apparentées, ce qui devient avantageux lorsqu'elles se disputent des ressources dans des environnements partagés. Ces petits peptides sont appelés bactériocines et aident les bactéries à établir leur niche dans l'écosystème. Les bactériocines sont considérées comme sûres pour un usage humain car elles sont facilement dégradées par les enzymes du tractus gastro-intestinal humain. Beaucoup d'entre elles sont produits par des bactéries appartenant au groupe des bactéries lactiques (LAB) qui ont un statut GRAS (GRAS pour Generally Recognized As Safe). Elles peuvent être utilisés pour la conservation des aliments de différentes manières : sous forme de produits purifiés ou par addition de bactéries productrices de bactériocines directement dans les aliments.
La suite est à lire dans l’article.

Fournir des antimicrobiens dans des nanocapsules
Bien que l'idée d'utiliser des huiles essentielles extraites d'herbes et d'épices et des bactériocines de LAB sonne bien en théorie, plusieurs facteurs limitent les applications pratiques. Par exemple, l'arôme (et la saveur) intense des huiles essentielles dans les aliments peut ne pas plaire à tout le monde. De plus, les huiles essentielles et les bactériocines souffrent d'une solubilité et d'une stabilité médiocres, ce qui réduit leur efficacité.
La suite est à lire dans l’article.

Fournir des antimicrobiens dans des revêtements et des emballages comestibles
Si vous avez déjà cueilli des fruits dans une ferme, vous remarquerez facilement la différence entre les fruits qui poussent sur les arbres et ceux qui sont vendus dans une épicerie. Souvent, ce dernier est traité avec de la cire alimentaire ou des films comestibles qui donnent aux fruits leur aspect brillant. La cire peut être composée de produits chimiques ou de sources naturelles qui protègent les produits de l'humidité et de l’altération.
La suite est à lire dans l’article.

Préoccupations concernant la résistance aux antimicrobiens
Lors du déploiement de tout antimicrobien sur le terrain, il est essentiel de résoudre les problèmes associés à l'émergence de pathogènes résistants. Nous ne savons pas grand-chose sur le développement de la résistance aux antimicrobiens chez les pathogènes d'origine alimentaire ou les microbes d’altération lorsque les huiles essentielles et les bactériocines sont utilisées comme conservateurs alimentaires.
La suite est à lire dans l’article.

Considérations futures pour les antimicrobiens naturels
Alors que la demande de produits frais augmente parmi les consommateurs soucieux de leur santé, il en va de même pour la nécessité de prévenir leur altération par des microbes pathogènes. Les antimicrobiens naturels offrent une alternative plus sûre aux conservateurs chimiques pour la conservation des aliments. Cependant, certaines préoccupations doivent être abordées.

L'une des principales préoccupations est de déterminer la concentration d'antimicrobiens naturels dans les aliments. De nombreuses études portant sur l'effet des huiles essentielles et des bactériocines sur les microbes pathogènes sont réalisées in vitro sur des espèces bactériennes isolées. Cependant, elles ne traduisent pas bien lorsque ces antimicrobiens sont ajoutés aux aliments, probablement en raison d'interactions sous-jacentes complexes entre les antimicrobiens, la structure chimique de l'aliment et l'environnement. Souvent, une concentration plus élevée d'antimicrobien est nécessaire dans les aliments par rapport aux études in vitro, et les autorités réglementaires doivent s'assurer que ces concenrations restent sans danger pour la santé humaine.

Les méthodes d'application et d'administration des antimicrobiens doivent également être optimisées pour différents aliments et différents types de pathogènes, sans perturber les caractéristiques sensorielles du produit. Certaines solutions potentielles consistent à fournir des antimicrobiens naturels dans des nanoencapsules et des revêtements respectueux de l'environnement, ainsi qu'à tester l'efficacité synergique d'une combinaison d'antimicrobiens.

Plus important encore, l'industrie alimentaire et les autorités réglementaires ont l'obligation morale d'impliquer activement les consommateurs dans le processus de manière transparente. Des études supplémentaires sont nécessaires pour garantir que ces systèmes préservent les propriétés chimiques, biologiques et sensorielles des aliments, sans provoquer d'effets secondaires dangereux pour la santé des consommateurs.

dimanche 10 juillet 2022

Connaissez-vous les rétrons ?

Un peu de microbiologie, si vous le voulez bien, et accrochez-vous ...

Les rétrons résolus par Méchas Zambrano dans le blog de l’ASM Small Things Considered.

Tout comme résoudre un jeu de mots science,curiosité croisés ou un sudoku, il est également très gratifiant de découvrir des observations scientifiques apparemment obscures. Il existe de nombreux exemples en microbiologie d'observations qui, bien qu'elles suggèrent une certaine pertinence biologique, défient constamment la compréhension. L'exemple bien connu le plus récent est peut-être celui des CRISPR (clus­tered regul­arly inter­spaced short palin­dromic rep­eats) trouvées dans les génomes microbiens. Des années après leur identification dans les bactéries et les archées, les systèmes CRISPR-Cas se sont avérés fonctionner dans la défense contre les phages et, plus remarquable, ont été développés comme outils d'édition de gènes.

Les rétrons, éléments présents dans de nombreuses bactéries, ont été identifiés dans les années 1980. Ils sont composés d'un ARN non codant (ARNnc) et d'une transcriptase inverse (RT) qui génèrent ensemble une molécule hybride ARN-ADN liée par covalence, également connue sous le nom d'ADN simple brin multicopie (ADNms). Malgré leur omniprésence et de nombreuses études sur leurs rôles possibles, leur fonction biologique était jusqu'à présent restée insaisissable, comme indiqué précédemment dans STC.

Mechas (María Mercedes) Zambrano est microbiologiste et directrice scientifique de Corpogen Institute à Bogotá, Colombie. 

Aux lecteurs du blog
La revue PROCESS Alimentaire censure pour une triste question d’argent les 10 052 articles initialement publiés gracieusement par mes soins de 2009 à 2017 sur le blog de la revue, alors que la revue a bénéficié de la manne de la publicité faite lors de la diffusion de ces articles. La revue PROCESS Alimentaire a censuré le blog et refuse tout assouplissement. Derrière cette revue, il faut que vous le sachiez, il y a une direction aux éditions du Boisbaudry, pleine de mépris, et un rédacteur en chef complice !

mercredi 20 avril 2022

Un nouveau rapport montre le rôle essentiel que jouent les microbes dans le changement climatique

«Un nouveau rapport montre le rôle essentiel que jouent les microbes dans le changement climatique», source ASM News du 20 avril 2022.

L'American Society for Microbiology (ASM) a publié un nouveau rapport, Microbes and Climate Change: Science, People, & Impacts, examinant la relation entre les microbes et le changement climatique. En tant que principaux moteurs des cycles élémentaires et producteurs et consommateurs de 3 des gaz responsables de 98% de l'augmentation du réchauffement climatique (dioxyde de carbone, méthane et protoxyde d'azote), les microbes ont un impact crucial sur le changement climatique et sont, à leur tour, impactés par cela. Pour bien comprendre comment s'adapter au changement climatique, il est essentiel de savoir comment notre changement climatique affectera les microbes et comment ils se rapportent aux humains et à l'environnement.

L'Organisation mondiale de la santé a identifié le changement climatique comme «la plus grande menace pour la santé de l'humanité en 2021», ayant des effets néfastes sur la qualité de l'eau, la sécurité des aliments et les économies mondiales. De plus, un récent rapport du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) a révélé des changements Le climat de la Terre dans toutes les régions du monde, notant l'ampleur et la vitesse sans précédent du réchauffement de la surface de la planète au cours des 200 dernières années.

«Pour un problème aussi complexe que le changement climatique, nous avons besoin d'approches novatrices, de nouveaux outils et d'états d'esprit non conventionnels», a déclaré Arturo Casadevall, président des gouverneurs de l'Académie de l'American Society for Microbiology. «De plus, nous devons encourager les partenariats entre divers scientifiques, décideurs et entrepreneurs, et encourager l'innovation pour exploiter le pouvoir des microbes, qui sont essentiels pour lutter contre le changement climatique.»

«Le nouveau rapport du colloque de l'ASM souligne que dans la recherche de solutions au changement climatique, nous, en tant que société et communauté scientifique, avons de nouvelles opportunités d'utiliser les microbes à notre avantage», a déclaré Nguyen K. Nguyen, directeur de l’Académie américaine de microbiologie de l'ASM.

Ce rapport est le résultat du colloque de novembre 2021 de l'ASM, qui a réuni plus de 30 experts de diverses disciplines et secteurs qui ont fourni des perspectives et des idées à multiples facettes. L'Académie américaine de microbiologie, le think thank scientifique au sein de l'ASM, a convoqué le colloque.

Un article complémentaire, Microbes and Climate Change, a Research Prospectus for the Future, a été publié cette semaine dans la revue en libre accès de l'ASM, mBio. L’article de mBio s'appuie sur les concepts discutés lors de la réunion du colloque de novembre et fournit une vue étendue et des opinions sur la recherche nécessaire pour combler les lacunes dans les connaissances.

Les sciences microbiennes peuvent nous fournir des informations inestimables sur la manière de s'adapter au changement climatique et à ses effets en cascade. Du développement de carburants alternatifs à la prévention de la propagation des agents pathogènes, les applications des microbes sont vastes et de grande envergure. Le rapport détaille les principales recommandations pour les chercheurs, les décideurs et les services réglementaires.

Principales recommandations du rapport :
- Mettre l'accent sur la recherche interdisciplinaire visant à comprendre comment les activités microbiennes et le flux métabolique se modifient à mesure que le climat, les précipitations et les températures changent à l'échelle mondiale.

- Fournir des conseils pour la conception expérimentale et la collecte de données pour l'étude des communautés microbiennes qui permettent la comparaison des données entre divers écosystèmes mondiaux.

- Incorporer les données existantes sur la diversité microbienne et l'activité de consommation et de production de gaz à effet de serre dans les modèles Terre-climat pour améliorer les performances actuelles et prédictives des modèles.

- Accroître les investissements dans la recherche pour générer des connaissances et une prise de conscience de la contribution des microbes à la génération et à la consommation de gaz chauffants; intégrer ces résultats dans des stratégies politiques et réglementaires fondées sur des données probantes pour lutter contre le changement climatique.

- Déployer une surveillance et une détection accrues des zoonoses et des maladies à transmission vectorielle chez les animaux et les humains, notamment grâce aux technologies de séquençage de nouvelle génération, et intégrer une approche One Health pour faire face aux effets des changements climatiques sur les humains, les animaux et notre environnement.

Pour en savoir plus sur l'impact des microbes sur le changement climatique, visitez la page Microbes and Climate Change de l'American Society for Microbiology et lisez l'article, What Microbes Can Teach Us About Adapting to Climate Change (Ce que les microbes peuvent nous apprendre sur l'adaptation au changement climatique).

Aux lecteurs du blog
Je suis en conflit depuis plusieurs années avec la revue PROCESS Alimentaire pour une triste question d’argent qui permettrait de récupérer et de diffuser correctement les 10 052 articles initialement publiés gracieusement par mes soins de 2009 à 2017 sur le blog de la revue, alors qu’elle a bénéficié de la manne de la publicité faite lors de la diffusion de ces articles. Le départ du blog de la revue a été strictement motivé par un manque de réactivité dans la maintenance du blog, la visibilité de celui-ci devenant quasi nulle. J’accuse la direction de la revue de fuir ses responsabilités et le but de ce message est de leur dire toute ma colère. Elle ne veut pas céder, moi non plus, et je lui offre ainsi une publicité gratuite.

lundi 29 novembre 2021

Que les microbes sont beaux ! Résulats du 7e concours artistique sur milieu gélosé de l'ASM

L'American Society for Microbiology (ASM) annonce les gagnants de son 7th annual Agar Art Contest ou 7e concours annuel d'art sur milieu gélosé qui a attiré 300 contributions de participants de tous âges situés dans 31 pays. L’Agar Art Contest de l'ASM a commencé en 2015 et fusionne la science avec l'art pour engager le public avec la microbiologie et mettre en évidence la beauté et la diversité du monde microbien.

L'art de la gélose «traditionnelle» consiste en des microbes vivants en croissance «colorés» sur une gélose, une substance semblable à de la gélatine qui sert de nutriments aux micro-organismes. Les artistes ont également été invités à soumettre des candidatures en utilisant n'importe quel support artistique pour illustrer le thème «Les microbes sont beaux» dans la catégorie «Open».

Catégorie traditionnelle (professionnelle):
La première place a été décernée à «Microlilies» (Microfleurs de lys) de Sonja Borndörfer, Norbert W. Hopf et Michael Lanzinger de l'Université des sciences appliquées Weihenstephan-Triesdorf à Freising, Allemagne. Représentant un groupe de nénuphars en fleurs sur des lacs clairs, l'œuvre présente la bactérie Rhodococcus rhodochrous en orange et le mildiou blanc Geotrichum candidum poussant sur la bactérie verte Micrococcus luteus.
 N’hésitez surtout pas de voir les autres résultats de ce concours de l’ASM.

Aux lecteurs du blog
Grâce à la revue PROCESS Alimentaire, vous n'avez plus accès aux 10 052 articles initialement publiés par mes soins de 2009 à 2017 sur le lien suivant, http://amgar.blog.processalimentaire.com/. Triste histoire de sous ...

dimanche 28 novembre 2021

Connaissez-vous l'électromicrobiologie ?

«Amplifier le monde de l'électromicrobiologie», source ASM News.

Les électriciens sont ici des bactéries qui possèdent la capacité remarquable de produire de l'électricité. Comprendre et exploiter cette propriété peut avoir une pertinence environnementale, biotechnologique et médicale.

Le monde microbien présente une diversité morphologique, biochimique et métabolique extraordinaire. Qu'ils survivent dans des environnements extrêmes, s'adaptent à des conditions de stress ou modifient le paysage de notre planète, les microbes accomplissent des exploits étonnants. La diversité du fonctionnement métabolique permet aux microbes d'utiliser une large gamme de produits chimiques comme sources d'énergie. Certaines bactéries possèdent même la capacité remarquable de produire de l'électricité. Ces bactéries sont désignées par une variété de noms, y compris bactéries électricigènes, exo-électrogènes, électroactives ou bactéries anodiques. Les mécanismes derrière cette capacité unique sont enracinés dans l'électrochimie, qui implique le transfert d'électrons d'une molécule à une autre et sous-tend la respiration chez tous les organismes vivants. Ce qui rend les bactéries électrogènes uniques, c'est qu'elles possèdent des circuits redox spéciaux qui peuvent s'étendre à l'extérieur de la cellule pour transférer des électrons à des surfaces solides et conductrices, comme des électrodes, et générer du courant.

Systèmes bioélectrochimiques pour un monde durable

Les systèmes bioélectrochimiques exploitent les propriétés électroactives des micro-organismes pour générer de l'électricité à partir de matière organique. Ces systèmes fonctionnent de la même manière que les batteries, mais s'appuient sur des microbes pour générer du courant. Les premiers développements utilisant cette technologie se sont principalement concentrés sur l'utilisation de piles à combustible microbiennes comme réacteurs pour le traitement des eaux usées, car les microbes peuvent utiliser la matière organique présente dans les eaux usées pour produire de l'électricité. Cependant, à mesure que l'étendue des microbes électroactifs a été progressivement découverte, des études fondamentales sur la nature de l'électroactivité ont gagné du terrain. Les piles à combustible microbiennes, les cellules microbiennes à trois électrodes, les cellules d'électrolyse microbienne, les cellules d'électrosynthèse microbienne et les cellules solaires microbiennes sont quelques exemples des différents types de cellules électrochimiques microbiennes utilisées aujourd'hui. Ces dispositifs, communément abrégés en MXCs, où X désigne la fonctionnalité du réacteur, ont fait des progrès rapides pour une variété d'applications environnementales, technologiques et médicales.

Traitement des déchets et récupération des ressources

L'intégration des piles à combustible microbiennes avec les usines de traitement des eaux usées a conduit à la récupération d'énergie et à une amélioration du processus de traitement des eaux usées. Une usine pilote en Inde qui incorporait un réacteur bioélectrochimique a été utilisée pour développer des toilettes électriques autonomes qui utilisaient des déchets humains pour allumer une ampoule. Un projet similaire en Angleterre a intégré des piles à combustible microbiennes en céramique avec des interfaces électroniques dans des toilettes pour alimenter un robinet électronique. De tels projets traitent efficacement les déchets, offrent un système de production d'énergie durable à partir des déchets et améliorent l'hygiène et l'efficacité des toilettes publiques.

Le potentiel des systèmes bioélectrochimiques pour la capture du carbone de l'environnement a également été reconnu. L'électrosynthèse microbienne, qui implique l'absorption d'électrons par des microbes afin de réduire le dioxyde de carbone en produits chimiques utiles, a déjà suscité un intérêt et un financement de recherche importants. L'utilisation de bactéries électroactives dans les bioraffineries (analogues aux raffineries de pétrole) est présentée comme une technologie importante qui peut récupérer de l'énergie, des produits chimiques et de l'eau à partir de la biomasse et des eaux usées.

Les piles à combustible microbiennes ont également été utilisées dans le traitement des xénobiotiques, des polluants organiques et de la récupération des métaux lourds. Dans les régions éloignées, les systèmes bioélectrochimiques peuvent être déployés en tant que biocapteurs efficaces pour détecter la présence de substances toxiques telles que les métaux lourds et les pesticides. Le biofilm électroactif agit comme l'élément de détection, le courant généré constitue le signal et l'électrode elle-même fonctionne comme le transducteur. De tels capteurs peuvent fournir une méthode non invasive, rapide et efficace pour surveiller davantage la qualité de l'eau.

Pertinence médicale

Bien que cela ne soit pas directement apparent, l'électromicrobiologie peut également avoir une importance significative en médecine. La découverte de l'électroactivité chez le pathogène opportuniste Gram positif Enterococcus faecalis dans des conditions riches en fer soulève la possibilité d'une pathogénicité liée au transfert d'électrons. Certains autres pathogènes démontrant une électroactivité comprennent Listeria monocytogenes, Corynebacterium matruchotii et Streptococcus mutans. Une meilleure compréhension de l'électroactivité de ces pathogènes pourrait potentiellement conduire au développement de nouvelles cibles médicamenteuses pour traiter les infections. On pense également que plusieurs bactéries intestinales sont électroactives, et d'autres études pourraient élucider le rôle de l'électroactivité dans le maintien d'un microbiome intestinal sain. De plus, les piles à combustible électrochimiques abiotiques alimentées de manière autonome par les fluides corporels ont le potentiel d'être développées en capteurs portables qui sont petits, faciles à manipuler et peut fournir des données en temps réel sur les maladies, ce qui permet une gestion efficace des maladies chroniques.

Un schéma d'une cellule d'électrolyse microbienne (MFC pour microbial electrolysis cell).

Nouvelles technologies basées sur l'électromicrobiologie
Dans ce qui peut ressembler à de la science-fiction, une équipe de chercheurs, dirigée par le Dr Jun Yao, a réussi à générer de l'électricité comme par enchantement ! Les chercheurs ont isolé des films de nanofils conducteurs de Geobacter sulfurrreducens et les ont pris en sandwich entre des électrodes pour créer un dispositif appelé «Air-gen». Cet appareil adsorbe l'eau de l'atmosphère environnante et une combinaison de conductivité électrique et de chimie de surface des nanofils (appendices filamenteux capables de faciliter le transfert d'électrons extracellulaires à longue distance) génère un courant électrique entre les électrodes. Air-gen est un moyen rentable et renouvelable de produire de l'électricité à partir de l'humidité ambiante et ne nécessite rien d'autre que de l'air. Il peut fonctionner à l'extérieur ou à l'intérieur, dans l'obscurité ou la lumière, et nécessite un entretien minimal, augmentant les possibilités de production d'électricité durable, continue et renouvelable. Dans les pays en voie de développement, ces technologies peuvent être particulièrement utiles car elles offrent un moyen de générer de l'électricité hors réseau de manière abordable.

Des études ont également démontré qu'un bio-memristor fabriqué avec des nanofils protéiques de G. sulfurreducens est capable de faciliter la communication entre les interfaces électroniques et biologiques, conduisant à des possibilités intéressantes de «e-biologics» ou de matériaux électroniques fabriqués avec des composants microbiens. Les e-Biologics peuvent non seulement améliorer les performances des appareils électroniques, mais peuvent également offrir un moyen durable de concevoir des produits qui réduisent la consommation de matières premières coûteuses. De plus, ces appareils sont biodégradables, de sorte que le problème de l'élimination des déchets des appareils électroniques conventionnels n'est pas un problème. Déjà, les progrès technologiques ont permis la production à grande échelle de nanofils dans les cellules de E. coli agissant comme châssis via le génie génétique. Dans un avenir pas si lointain, la bioélectronique fonctionnelle utilisant des filaments de protéines conductrices de bactéries électroactives pourrait apporter une révolution dans «l'électronique verte».

Electromicrobiologie

Afin d'exploiter le pouvoir unique des microbes pour créer de l'électricité, une compréhension approfondie des mécanismes par lesquels ils le font est nécessaire. Deux des électricigènes les mieux étudiées sont Shewanella oneidensis et G. sulfurreducens. Le transfert d'électrons extracellulaires dans ces bactéries (et d'autres électrogènes) peut être facilité soit par un transfert d'électrons direct, où le microbe réduit directement un accepteur d'électrons terminal, soit par un transfert d'électrons médié, qui implique l'utilisation de navettes redox solubles.

Image ci-contre en microscopie électronique à balayage de la bactérie Rhodopseudomonas palustris (rouge) colonisant la surface d'une mousse de carbone enduite de graphène électriquement conductrice. Des nanofils peuvent être vus dépassant de certaines cellules et se fixant directement à la surface du graphène ou à d'autres cellules. Source.

Le transfert d'électrons direct repose principalement sur des cytochromes multihèmes, qui sont présents sur la membrane externe, pour établir le contact avec l'accepteur d'électrons terminal et faciliter le transfert d'électrons ultérieur. Chez certaines bactéries, le transfert direct d'électrons peut également se faire via des nanofils, qui sont capables d'établir un contact direct avec l'accepteur d'électrons terminal. On pense que les nanofils sont de nature conductrice, permettant ainsi le transfert d'électrons extracellulaire. Cependant, des points de vue opposés suggérant qu'ils ont plus un rôle sécrétoire que conducteur ont également été présentés. Le débat autour de la structure et de la fonction des nanofils n'est pas entièrement résolu et, comme mentionné ci-dessus, est actuellement un domaine de recherche passionnant en électromicrobiologie.

Le transfert d'électrons médié repose sur des navettes d'électrons solubles, telles que les flavines, les phénazines et les quinones. Ces médiateurs sont souvent des molécules redox et sont synthétisés de manière endogène et sécrétés par les bactéries pour faciliter le transfert d'électrons extracellulaire. Ils acceptent les électrons du microbe, puis procèdent à leur transfert vers l'électrode, après quoi ils peuvent initier un autre cycle de transfert d'électrons. Des bactéries comme Shewanella peuvent utiliser à la fois un transfert d'électrons direct et médié.

Ces dernières années, la découverte de mécanismes de transfert d'électrons dans les bactéries du câble a ajouté une nouvelle dimension à l'électromicrobiologie. Les bactéries du câble sont des bactéries filamenteuses multicellulaires appartenant au groupe des Deltaproteobacteria. Un aspect remarquable de ces bactéries est qu'il existe une division du travail métabolique entre les différentes cellules constituant le câble. Certaines cellules oxydent les donneurs d'électrons, tandis que d'autres réduisent les accepteurs d'électrons. La communication intercellulaire entre différentes cellules se produit via des signaux électriques. Ces bactéries se trouvent couramment dans les sédiments anoxiques et peuvent transférer des électrons aussi loin en tant que distances centimétriques en utilisant des gradients de potentiel redox le long de la longueur de leurs filaments. En plus de contribuer à une compréhension fondamentale des mécanismes moléculaires de l'électromicrobiologie, les bactéries du câble peuvent avoir des applications potentiellement utiles, notamment en minimisant des émissions de méthane des environnements naturels.

La voie à suivre

La découverte récente du transfert d'électrons dans le sens inverse, c'est-à-dire de l'électrode/des minéraux aux microbes, a suscité des recherches sur la façon dont les électricigènes peuvent générer de l'énergie dans des environnements pauvres en nutriments. Un autre développement intéressant est l'idée que l'électroactivité ne soit pas limitée aux seuls électricigènes, mais existe plutôt en tant que spectre. L'importance des électricigènes faibles (bactéries qui démontrent une réponse de courant inattendue ou peu fiable) intéresse les chercheurs, et la capture des signaux électroactifs des électricigènes faibles est justifiée. L'électromicrobiologie est un domaine véritablement multidisciplinaire, fusionnant l'électrochimie, la microbiologie, la biochimie et l'ingénierie pour présenter des opportunités intéressantes pour des applications dans le monde réel. Pour l'avenir, il existe de nombreuses opportunités de recherche et de développement dans ce domaine.

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vendredi 6 août 2021

L'American Society for Microbiology appelle à une évaluation objective des origines de la pandémie

«L'ASM appelle à une évaluation objective des origines de la pandémie», source ASM News.

L'American Society for Microbiology a publié la déclaration suivante appelant à une évaluation objective des origines de la pandémie de COVID-19.

Que ce soit par la voie de l'émergence naturelle ou de l'évasion en laboratoire, la question de savoir comment la pandémie de COVID-19 a commencé, entraînant l'infection de 180 millions de personnes et la mort de près de 4 millions, est une question complexe qui comprend un éventail de possibilités. Il est nécessaire de démêler les origines de la pandémie pour se préparer aux futures pandémies. Afin d'obtenir la compréhension la plus complète et la plus précise possible de l'origine de la pandémie de COVID-19, il est essentiel de diriger avec la méthode scientifique pour mener une enquête libre et ouverte.

Des principes scientifiques solides ont conduit au développement rapide de vaccins efficaces pour se protéger contre les pires conséquences de l'infection à la COVID-19. Ces mêmes principes d'enquête libre et ouverte, de collaboration mondiale, d'objectivité et de partage des données doivent guider les enquêtes sur l'origine de la pandémie. Nous soutenons la recherche fondamentale continue, motivée par la curiosité et évaluée par des pairs, sur les agents pathogènes viraux.

Quelle que soit la manière dont la pandémie a émergé, un soutien continu à la recherche et au développement de contre-mesures est essentiel pour lutter contre les maladies infectieuses émergentes et prévenir la prochaine pandémie. Tout aussi important, les hypothèses sur les origines de la pandémie de la COVID-19 ne devraient pas aboutir à des décisions sur l'orientation future de la recherche et des politiques liées à la pandémie qui pourraient avoir des conséquences imprévues sur la recherche potentiellement vitale. De telles décisions devraient être fondées sur des principes scientifiques solides, avec des précautions appropriées pour protéger la santé publique.

Les questions sur les données cliniques et les séquences virales clés des premiers cas de COVID-19 restent sans réponse. Il est essentiel que les scientifiques possédant l'expertise appropriée soient libres d'explorer ces questions de manière objective, peu importe où les découvertes scientifiques peuvent mener, sans crainte de représailles politiques.

Nous appelons les gouvernements, les agences internationales et les scientifiques à travailler ensemble et à partager leurs découvertes publiquement dans un effort honnête et transparent pour fournir une plus grande certitude sur les premiers événements pertinents qui ont précédé la pandémie. Découvrir les réponses aux questions critiques concernant les origines de la pandémie permettra aux parties prenantes d'élaborer des stratégies appropriées et efficaces pour prévenir de futures pandémies.

Mise à jour du 3 octobre 2021. On lira dans BMJ, l'article, Covid-19: Lancet investigation into origin of pandemic shuts down over bias risk.

L’étude d'un groupe de travail commandé par le Lancet sur les origines de la Covid-19 s'est terminé après des inquiétudes se soient manifestées concernant un conflit d'intérêt de l'un de ses membres et ses liens via une organisation à but non lucratif avec l'Institut de virologie de Wuhan.

lundi 12 juillet 2021

Comment se préparer à la prochaine pandémie ? Investir dans la microbiologie !

La pandémie a mis en évidence les vulnérabilités du système de santé publique. Pouvons-nous apprendre de ces leçons à temps pour préparer la suivante ?

En mars dernier, alors que la pandémie de COVID-19 commençait à se propager comme une traînée de poudre à travers le pays, un scientifique de laboratoire clinique, Brandy Gunsolus, a vu un problème inattendu approcher rapidement. Son laboratoire de tests de diagnostic à Augusta University Health en Géorgie était rapidement à court d'écouvillons nasaux. D'habitude, elle en commandait simplement plus, mais son fournisseur était également épuisé. C'était un énorme problème : sans écouvillon, Gunsolus et son personnel ne pouvaient pas collecter d'échantillons de patients à tester, et sans tests, les nouveaux cas de la maladie ne pouvaient pas être confirmés.

Elle s'est donc tournée vers une source improbable : le collège dentaire de l'école. Ses collègues utilisaient déjà des imprimantes 3D pour créer des aligneurs de dents transparents et personnalisés pour les patients. Elle a demandé s'ils pouvaient utiliser le même matériel pour imprimer des écouvillons. En quelques jours, elle avait des prototypes à tester, et une fois qu'ils s'étaient mis d'accord sur un design, les imprimeurs ont commencé à imprimer.

«Nous avons validé cet écouvillon imprimé par rapport aux quelques autres écouvillons qu'il nous restait, et nous y sommes allés», a dit Gunsolus. Les écouvillons imprimés se sont avérés être une bouée de sauvetage. «Nous avons vécu sur des écouvillons 3D pendant plusieurs mois. Ce n'est qu'en octobre que nous avons pu nous réapprovisionner en écouvillons réguliers.»

Les écouvillons ont été la première des nombreuses pénuries qui sont apparues alors que la pandémie – et le besoin de tests – montaient en flèche. Après les écouvillons, Gunsolus a dû se démener pour trouver un milieu de transport viral. Ensuite, elle a dû rechercher les embouts pour micropipette utilisés dans le système automatisé de gestion des liquides du laboratoire. Ce fabricant manquait de matières premières, a déclaré Gunsolus, et ne pouvait pas suivre la hausse de la demande. En désespoir de cause, elle a commencé à chercher sur Internet et a trouvé une solution.

«Nous les avons trouvés sur eBay», a-t-elle dit, «et c'est ainsi que nous avons pu continuer les tests COVID.»

La situation de Gunsolus n'était pas unique.

La pandémie a plongé les laboratoires de diagnostic à travers le pays, et le monde –, dans une vrille, avec du personnel de laboratoire forgeant des solutions créatives à la volée. «Si je devais le résumer en deux mots, ce serait des ‘montagnes russes’», a dit la scientifique de laboratoire médical Ian Wallace de l'hôpital Saint-Joseph de Denver.

Depuis le début de la pandémie, les laboratoires aux États-Unis ont effectué plus de 360 millions de tests COVID-19. Un peu plus de 31 millions de personnes ont été testées positives et plus de 600 000 personnes sont décédées de la maladie.

Pratiquement aucun aspect de la vie du 21e siècle n'a été épargné. Mais beaucoup de gens l'ont vu venir : les virologues et les épidémiologistes ont averti au moins depuis la fin des années 1980 qu'un agent pathogène aussi contagieux et dangereux que le SArS-CoV-2 pourrait faire des ravages dans le monde. Les chercheurs ont également averti que les États-Unis ne seraient pas préparés en raison d'un manque de financement de la santé publique et d'une pénurie de lieux de travail.

Selon un rapport de 2020 de la National Association of County and City Health Officials, les dépenses gouvernementales pour les services de santé locaux ont chuté de 18% entre 2010 et 2019. En 2008, l'Association of Schools of Public Health a prédit une pénurie de 250 000 agents de santé publique en 2020. Des dizaines de milliers d'emplois en santé publique qui ont disparu entre 2007 et 2009, pendant la Grande Récession, n'ont jamais été remplacés.

Néanmoins, ces avertissements et signes sont restés largement ignorés. En conséquence, les systèmes de santé publique sous-financés et en sous-effectif étaient sous-préparés pour répondre à une urgence de l'ampleur de la COVID-19.

Les microbiologistes cliniques, le personnel de santé publique et les professionnels de laboratoire médical dans les laboratoires d'hôpitaux, de cliniques et d'autres installations ont été pris au milieu. Presque du jour au lendemain, à partir de février 2020, des scientifiques comme Gunsolus se sont retrouvés à se démener pour tester, le plus rapidement possible, un nombre sans précédent d'échantillons entrants, en utilisant diverses plates-formes, pour un agent pathogène potentiellement mortel qui n'avait été séquencé que récemment et à propos duquel, dans les premières semaines de la pandémie, les experts en savaient très peu.

Les écouvillons et les embouts de micropipette n'étaient pas les seuls matériaux en pénurie. Les équipements de protection individuelle, ou EPI, sont devenus une denrée rare. Les laboratoires ont manqué de pipettes, d’embouts de pipettes et de tests. «Presque immédiatement, il n'y avait pas assez de tests disponibles», explique Gunsolus. «Nous avons fini par utiliser cinq plates-formes différentes pour répondre à la demande de tests et aux réactifs disponibles.»

Le microbiologiste J. Michael Miller, qui dirige une entreprise à Dunwoody, en Géorgie, qui est consultant des laboratoires gouvernementaux et privés à travers le pays, a dit que la pandémie a également perturbé d'autres tests. «Les pénuries d’approvisionnement ont commencé avec les fournitures liées au COVID, mais se sont ensuite étendues à tous les autres domaines du laboratoire», a-t-il dit. De nombreux laboratoires avec lesquels il a travaillé ont réussi à continuer de fonctionner grâce à la coopération locale, se connectant souvent via les listes de diffusion CLIN MICRONET et DIV C hébergées par l'ASM.

«Nous avons contacté des laboratoires partenaires à proximité et partagé ce que nous pouvions», a-t-il dit. «Nous avons tous partagé les mêmes problèmes et les mêmes barrages routiers.»

Les pénuries de matériel ont été compensées et aggravées par le manque de personnel qualifié

De nombreux laboratoires fonctionnent avec un personnel squelettique. La pandémie a mis en évidence le grave manque de travailleurs nécessaires pour effectuer les tests et maintenir le fonctionnement du système, a dit la microbiologiste clinique Amy Leber, au Nationwide Children's Hospital de Columbus, Ohio.

«Nous avions déjà des lacunes dans nos effectifs», a dit la Dr Leber. «Lorsque nous ajoutons à cela une pandémie, cela exagère et exacerbe notre besoin de personnel supplémentaire. Et ce n'est pas comme si nous pouvions embaucher plus de personnes parce que nous ne pouvons même pas pourvoir les postes que nous avions ouverts au départ.»

La Dr Leber a qualifié la pénurie de scientifiques dans les laboratoires médicaux de «crise cachée». Une partie du problème, a-t-elle dit, est le manque de programmes de formation. Entre 1983 et 1999, les inscriptions aux programmes de certification des scientifiques de laboratoire médical (MLS pour medical laboratory scientist) sont passées de plus de 8 000 à près de 5 000, et le nombre de programmes est passé de 638 à 273, selon la National Agency for Clinical Laboratory Sciences. En 2017, les États-Unis comptaient 234 programmes MLS et 244 programmes MLT (medical laboratory technician).

«Nos programmes ont beaucoup baissé», a dit la Dr Rohde, qui travaillait auparavant pour le département de la Santé du Texas et dirige maintenant le programme de sciences de laboratoire clinique à la Texas State University à San Marcos. De nombreux laboratoires sont dotés de scientifiques qui approchent de la retraite, a-t-elle dit, et elle craint que leur expertise ne se perde sans une jeune génération à former.

La Dr Leber a répondu à la pénurie de son laboratoire en faisant appel à l'institut de recherche affilié à l'hôpital. «Nous devions trouver des personnes susceptibles d'entrer et de travailler dans le laboratoire, et nous avons dû repositionner des personnes d'autres régions», a-t-elle dit. «Pendant cette période, les gens ont fait venir des personnels non traditionnels de tous types, y compris des étudiants et des doctorants.»

Avant COVID-19, a dit Gunsolus, son laboratoire avait essayé d'embaucher une nouvelle recrue pour un poste vacant. «Nous manquions déjà de personnel et nous en avons un grand nombre qui ont atteint ou dépassé l'âge de la retraite dans tous nos laboratoires, y compris en microbiologie», a-t-elle dit. Mais lorsque le nombre de cas a augmenté, le laboratoire a été confronté à un exode massif de scientifiques plus âgés qui ont interprété la pandémie comme un signe qu'il était temps de prendre sa retraite. Maintenant, dit-elle, le laboratoire a six postes ouverts et reste en sous-effectif.

Alors que les vaccins sont devenus disponibles et que le nombre de cas s'est stabilisé ou a diminué dans de nombreuses régions du pays, des microbiologistes cliniciens et d'autres experts réfléchissent à la manière dont les laboratoires et autres services de santé publique peuvent se préparer à la prochaine catastrophe.

Pour évaluer l'état des pénuries en microbiologie clinique, par exemple, l'ASM invite ses membres à participer à l'enquête 2021 sur les effectifs en microbiologie clinique (2021 Clinical Microbiology Workforce Survey) lancée ce mois-ci. La Dr Rohde, au Texas, estime que les programmes de formation en santé publique et en laboratoire médical devraient être envisagés pour un financement par élément, de la même manière que le ministère de la Défense est traité. «Ne devrions-nous pas traiter les agents pathogènes, qui sont furtifs et en constante mutation, [comme étant] au moins aussi dangereux que notre pire événement terroriste ?», a-t-elle demandé, soulignant que les agents pathogènes ont tué plus de personnes que de nombreuses guerres combinées.

Dans un éditorial du New York Times publié en avril 2020, le directeur général de l'ASM Stefano Bertuzzi et le président de l'ASM Robin Patel, ont appelé à une «garde nationale microbiologiste» pour remédier à la pénurie de main-d'œuvre. Pendant une pandémie, les étudiants diplômés formés, les scientifiques postdoctoraux et les chercheurs dont les laboratoires ont fermé pourraient combler les lacunes des rôles non critiques dans les laboratoires de microbiologie clinique et aider aux tests. (À moins qu'ils n'aient terminé un programme accrédité, note la Dr Rohde, ils ne seraient pas qualifiés pour prendre chaque emploi.) La Dr Leber dit qu'un investissement accru dans les programmes de formation MLT et MLS, ainsi que les programmes de sensibilisation qui augmentent sensibilisation des élèves du secondaire, pourrait renforcer la main-d'œuvre; elle encourage les membres de l'ASM qui dirigent des laboratoires à envisager de devenir un site de formation.

Le Dr Miller, en Géorgie, a déclaré qu'il pensait que les laboratoires devraient traiter les pandémies dans leur formation interne à la préparation aux urgences. «Nous avions l'habitude de penser à la préparation aux situations d'urgence pour le bioterrorisme», a-t-il dit. «Ce n'était pas un événement de bioterrorisme, mais la pandémie nous a donné une bonne vue qui donne à réfléchir sur la vitesse à laquelle quelque chose comme cela peut se produire.»

La préparation devrait également inclure la résolution de la pénurie d'approvisionnement, a dit Gunsolus. «En tant que système de santé, nous avons identifié que nous avons besoin d'un stock de réserve de choses comme des gants, des blouses de laboratoire et des EPI de base», a-t-elle dit, «mais nous ne voulons pas nous affoler. Nous ne voulons pas que ce soit comme du papier toilette.»

«En outre, nous avons besoin de stocks d'écouvillons», a dit la Dr Leber. Pour les autres matériaux, savoir combien garder sous la main sera plus délicat. Les réactifs de laboratoire, par exemple, expirent souvent au bout d'un an, et «il est difficile de conserver des stocks de produits périmés», a dit le Dr Leber.

En renforçant la main-d'œuvre, le financement et les pénuries d'approvisionnement, le système de santé publique peut être mieux préparé pour l'émergence ence du prochain virus qui fera des ravages dans le monde.

«J'espère que nous n'aurons plus jamais à vivre cette chose», a dit Gunsolus, «mais comme Rodney Rohde l'a dit au début de cette pandémie, il y aura un autre agent pathogène respiratoire, et nous devons juste être prêt pour ça.»

L'American Society for Microbiology appelle à une évaluation objective des origines de la pandémie

«L'ASM appelle à une évaluation objective des origines de la pandémie», source ASM News du 8 juillet 2021.

L'American Society for Microbiology a publié la déclaration suivante appelant à une évaluation objective des origines de la pandémie de COVID-19.

Que ce soit par la voie de l'émergence naturelle ou de l'évasion en laboratoire, la question de savoir comment la pandémie de COVID-19 a commencé, entraînant l'infection de 180 millions de personnes et la mort de près de 4 millions, est une question complexe qui comprend un éventail de possibilités. Il est nécessaire de démêler les origines de la pandémie pour se préparer aux futures pandémies. Afin d'obtenir la compréhension la plus complète et la plus précise possible de l'origine de la pandémie de COVID-19, il est essentiel de conduire avec une méthode scientifique pour mener une enquête libre et ouverte.

Des principes scientifiques solides ont conduit au développement rapide de vaccins efficaces pour se protéger contre les pires conséquences de l'infection au COVID-19. Ces mêmes principes d'enquête libre et ouverte, de collaboration mondiale, d'objectivité et de partage des données doivent guider les enquêtes sur l'origine de la pandémie. Nous soutenons la recherche fondamentale continue, motivée par la curiosité et évaluée par des pairs, sur les agents pathogènes viraux.

Quelle que soit la manière dont la pandémie a émergé, un soutien continu à la recherche et au développement de contre-mesures est essentiel pour lutter contre les maladies infectieuses émergentes et prévenir la prochaine pandémie. Tout aussi important, les hypothèses sur les origines de la pandémie de COVID-19 ne devraient pas aboutir à des décisions sur l'orientation future de la recherche et des politiques liées à la pandémie qui pourraient avoir des conséquences imprévues sur la recherche potentiellement vitale. De telles décisions devraient être fondées sur des principes scientifiques solides, avec des précautions appropriées pour protéger la santé publique.

Les questions sur les données cliniques et les séquences virales clés des premiers cas de COVID-19 restent sans réponse. Il est essentiel que les scientifiques possédant l'expertise appropriée soient libres d'explorer ces questions de manière objective, peu importe où les découvertes scientifiques peuvent mener, sans crainte de représailles politiques.

Nous appelons les gouvernements, les agences internationales et les scientifiques à travailler ensemble et à partager leurs découvertes publiquement dans un effort honnête et transparent pour fournir une plus grande certitude sur les premiers événements pertinents qui ont précédé la pandémie. Découvrir les réponses aux questions critiques concernant les origines de la pandémie permettra aux parties prenantes d'élaborer des stratégies appropriées et efficaces pour prévenir de futures pandémies.

NB: On pourra aussi lire dans BMJ un article intitulé, L'hypothèse de la fuite du Covid-19 d'un labo: les médias ont-ils été victimes d'une campagne de désinformation ?

Extraits
La théorie selon laquelle le SARS-CoV-2 pourrait provenir d'un laboratoire a été  considérée comme une théorie du complot démystifiée, mais certains experts la réexaminent au milieu des appels à une nouvelle enquête plus approfondie. Paul Thacker explique le revirement dramatique et le rôle du journalisme scientifique contemporain.

Pendant la majeure partie de 2020, l'idée que le SARS-CoV-2 pouvait provenir d'un laboratoire de Wuhan, Chine, a été traitée comme une théorie du complot complètement démystifiée. Seuls les médias d'information conservateurs sympathiques au président Donald Trump et quelques articles isolés ont osé suggérer le contraire. Mais tout a changé au cours des premiers mois de 2021, et aujourd'hui, la plupart des médias de tout l'éventail politique sont d'accord : le scénario de la « fuite du laboratoire » mérite une enquête sérieuse.

Comprendre ce tournant dramatique est sans doute la question la plus importante pour prévenir une future pandémie, et pourquoi il a fallu près d'un an pour se produire, implique de comprendre le journalisme scientifique contemporain.