Trois études couvrent différentes intoxications alimentaires au Japon

«Trois études couvrent différentes intoxications alimentaires au Japon», source article de Food Safety News du 15 septembre 2023.

Trois études récemment publiées ont détaillé une éclosion de botulisme d'origine alimentaire, une infection à Bacillus subtilis et des éclosions à Campylobacter au Japon.

La première étude, publiée dans Emerging Infectious Diseases, couvrait une épidémie de botulisme en 2021 causée par Clostridium botulinum à Kumamoto.

Un repas pris dans une résidence privée était la cause suspectée, et quatre patients ont été atteints. La toxine botulique et Clostridium botulinum ont été détectés dans trois des quatre échantillons. Un plat de poulet préparé dans le commerce en était probablement la cause, mais aucun aliment n'a été laissé pour analyses.

Clostridium botulinum est divisé en groupes I à IV, et les neurotoxines botuliques (BoNT) sont classées en sept types : A à G. Le botulisme humain est principalement causé par les toxines de types A, B et E, ainsi que par des infections humaines à Clostridium botulinum groupe III, qui produit les toxines de types C et D, sont rares.

Seules cinq épidémies d'origine alimentaire dues à Clostridium botulinum du groupe III ont été enregistrées, et au Japon, un seul cas de botulisme infantile causé par le type C a été signalé.

L'analyse de la souche isolée lors de l'épidémie a révélé qu'elle possédait le gène BoNT/C et était légèrement différente du gène BoNT/C de référence. Les chercheurs ont dit que ce gène n'avait pas été signalé auparavant et ont proposé sa désignation comme nouveau sous-type de toxine de Clostridium botulinum.

«Le risque d’infection humaine par ce nouveau type de toxine devrait également être étudié dans le cadre de recherches futures. Cependant, étant donné que les infections humaines par un type de toxine similaire, Clostridium botulinum groupe III, se sont rarement produites, ce nouveau type de toxine pourrait constituer peu de menace pour la santé humaine», ont dit les scientifiques.

Deuxième épidémie

Une autre étude publiée dans la même revue a présenté un cas de bactériémie à Bacillus subtilis chez un patient ayant mangé un plat traditionnel.

Les méthodes génotypiques ont montré la présence de bactéries dans un échantillon de sang et les natto ingérés appartenaient aux mêmes souches. Le natto, aliment fermenté traditionnel au Japon, est préparé en ajoutant du Bacillus subtilis natto au soja et en le faisant fermenter.

Un homme de 65 ans atteint d'un cancer a été admis à l'hôpital universitaire d'Oita avec de la fièvre et des douleurs abdominales basses. Il avait l'habitude de manger du natto. Deux mois avant son admission, il a commencé une chimiothérapie. Après plus de deux mois, le patient est sorti de l’hôpital.

Deux autres marques de natto et celle que le patient a déclaré avoir consommé ont été analysées. L'analyse a révélé que deux marques de natto contenaient différentes souches bactériennes. De nombreuses marques sont vendues au Japon ; chacun utilise des cultivars de soja, des conditions de transformation et des souches de Bacillus subtilis natto différents. Les chercheurs ont dit que des antécédents de consommation de natto à eux seuls pourraient ne pas être associés à la cause de la bactériémie à Bacillus subtilis, car la consommation de ce produit n'est pas rare.

Les scientifiques ont dit qu'à mesure que la popularité de la cuisine japonaise augmente dans le monde entier, les cliniciens du monde entier devraient être conscients de la bactériémie à Bacillus subtilis causée par la consommation de natto.

«Notre cas et d’autres dans la littérature indiquent que les patients âgés ou immunodéprimés qui consomment du natto courent un risque d’infection grave. Les cliniciens doivent conseiller aux patients appartenant à ces groupes à risque d'éviter de manger du natto ou des produits alimentaires contenant la bactérie Bacillus subtilis.

Campylobacter et lait cru

La troisième étude, publiée dans la revue Foodborne Pathogens and Disease, a détaillé des épidémies à Campylobacter liées au lait cru.

En août 2018, il y a eu trois éclosions de campylobactériose, probablement causées par la consommation de lait cru non pasteurisé provenant de la même ferme.

Les chercheurs ont analysé les isolats de Campylobacter jejuni obtenus sur les trois sites en utilisant plusieurs méthodes.

Le séquençage du génome entier (WGS) et l'analyse des variations d’un seul nucléotide (SNV) ont fourni des preuves indiquant que la contamination était attribuée à la ferme. Les scientifiques ont déclaré que les résultats suggèrent que l’analyse SNV fournit un soutien biologique moléculaire dans les cas disposant d’informations épidémiologiques suffisantes. Des méthodes analytiques similaires peuvent être utilisées dans d’autres cas sporadiques pour déterminer leur pertinence.

Dévoiler les secrets des biofilms grâce à une source lumineuse

Lorsque les bactéries s'unissent pour former des communautés, elles peuvent construire des structures complexes. La photo montre des biofilms de Bacillus subtilis de type sauvage. ©Liraz Chai/HUJI

«Dévoiler les secrets des biofilms avec la source lumineuse BESSY II», source Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB).

La plupa rt des bactéries ont la capacité de former des communautés. Ils forment des biofilms q ui adhèrent à une grande variété de surfaces et sont difficiles à enlever. Cela peut entraîner des problèmes majeurs, par exemple dans les hôpitaux ou dans l'industrie alimentaire. Une équipe internationale dirigée par l'Université hébraïque de Jérusalem et l'Université technique de Dresde a étudié un système modèle pour les biofilms avec la source de rayonnement synchrotron BESSY II au HZB et à l'European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) de Grenoble et a découvert quel rôle les structures à l'intérieur du biofilm dans la distribution des nutriments et de l'eau.

Les biofilms bactériens peuvent se développer sur presque tous les types de surfaces : on les trouve sur les pierres et les plantes, sur les dents et les muqueuses, mais aussi sur les lentilles de contact, les implants médicaux ou les cathéters, dans les tuyaux de l'industrie laitière ou les conduites d'eau potable, où ils menacer gravement la vie humaine peut représenter la santé. Certains biofilms sont également utiles, par exemple, certains biofilms sont responsables non seulement des nombreux petits trous dans la production de fromages, mais aussi du goût fort.

Un tissu avec des structures spéciales

«Les biofilms ne sont pas seulement une collection de très nombreuses bactéries, mais des tissus avec des structures spéciales», explique le professeur Liraz Chai de l'Université hébraïque de Jérusalem. Ensemble, les bactéries forment une couche protectrice de glucides et de protéines, la soi-disant matrice extracellulaire. Cette matrice protège les bactéries des désinfectants, des rayons UV ou de la dessiccation et garantit que les biofilms sont vraiment difficiles à éliminer mécaniquement ou à éradiquer chimiquement. Cependant, la matrice n'est pas une boue homogène: «C'est un peu comme dans une feuille de plantes, il y a des structures spécialisées, par exemple des canaux d'eau qui résident dans de minuscules rides», explique Chai. Mais le rôle joué par ces structures et ce qui se passe au niveau moléculaire dans un biofilm n'était pas connu jusqu'à présent. En collaboration avec le professeur Yael Politi, TU Dresde, experte en caractérisation de matériaux biologiques, Chai a donc demandé le temps de mesure à la source du rayonnement synchrotron BESSY II à HZB.

La bonne chose à propos de BESSY II est que nous pouvons cartographier des zones assez vastes. En combinant la diffraction des rayons X avec la fluorescence, non seulement nous pouvons analyser très précisément les structures moléculaires à travers le biofilm, mais nous pouvons également suivre simultanément l'accumulation de certains ions métalliques qui sont transportés dans le biofilm et découvrir certains de leurs rôles biologiques», précise Yael Politi.

Système modèle pour de nombreux biofilms

Comme échantillons, les scientifiques ont utilisé des biofilms de Bacillus subtilis, une bactérie inoffensive qui se développe sur les racines des plantes et forme une symbiose utile avec elles: elle stocke l'eau afin que la plante puisse éventuellement absorber l'humidité du biofilm pendant la sécheresse et protège également les racines des agents pathogènes. En retour, les cellules du biofilm se nourrissent des exsudats racinaires. Néanmoins, les bactéries Bacillus subtilis peuvent servir de système modèle pour de nombreux autres biofilms bactériens.

Avec la lumière MySpot de BESSY II, ils ont examiné une grande surface (mm2) de ces échantillons de biofilm. Ils ont pu résoudre spatialement les structures du biofilm et bien distinguer les composants de la matrice, les cellules bactériennes, les spores et l'eau. «La spectroscopie de fluorescence X est une méthode qui nous permet d'identifier des ions métalliques importants tels que le calcium, le zinc, le manganèse et le fer», même lorsqu'ils sont présents à l'état de traces, explique le Dr Ivo Zizak, physicien au HZB et responsable du MySpot. Cela a permis de corréler entre la morphologie du biofilm et la distribution des ions métalliques.

Formation de spores à des endroits inattendus

L'évaluation montre que les ions calcium s'accumulent préférentiellement dans la matrice, tandis que les ions zinc, manganèse et fer s'accumulent le long des rides, où ils peuvent éventuellement déclencher la formation de spores, importantes pour la dispersion des bactéries.

«Nous ne nous attendions pas à cela, car normalement les spores se forment sous l'effet du stress, par exemple la déshydratation. Mais ici, elles sont liées aux canaux d'eau, probablement en raison de l'accumulation d'ions métalliques», explique Chai.

Les résultats montrent que les structures de la matrice jouent non seulement un rôle important dans la distribution des nutriments et de l'eau, mais influencent également activement la capacité des bactéries à se comporter comme un organisme multicellulaire. «Cela pourrait nous aider à mieux gérer les biofilms dans leur ensemble, les plus bénéfiques comme les plus dangereux», explique Liraz Chai.

Référence

PNAS 2022

Multiscale X-ray study of Bacillus subtilis biofilms reveals interlinked structural hierarchy and elemental heterogeneity

David N. Azulay, Oliver Spaeker, Mnar Ghrayeb, Michaela Wilsch-Bräuninger, Ernesto Scoppola, Manfred Burghammer, Ivo Zizak, Luca Bertinetti, Yael Politi and Liraz Chai

Aux lecteurs du blog

Comme le montre cette notice de la BNF, le blog Albert Amgar a été indexé sur le site de la revue PROCESS Alimentaire. 10 052 articles initialement publiés par mes soins de 2009 à 2017 sur le blog de la revue sont aujourd’hui inacessibles. Disons le franchement, la revue ne veut pas payer 500 euros pour remettre le site à flots, alors qu’elle a bénéficié de la manne de la publicité faite lors de la diffusion de ces articles.

Activation et inactivation par la chaleur des spores bactériennes. Y a-t-il un chevauchement ?

«Activation et inactivation par la chaleur des spores bactériennes. Y a-t-il un chevauchement ?», source Applied and Environmental Microbiology.

Résumé

L'activation par la chaleur à une température sublétale est largement appliqué pour favoriser la germination des spores des espèces de Bacillus. Ce traitement a également le potentiel d'être utilisé dans la transformation des aliments pour éliminer les spores bactériennes indésirables en améliorant leur germination, puis en inactivant les spores germées moins résistantes à la chaleur à une température plus douce. Cependant, un traitement thermique incorrect pourrait également générer des dommages thermiques dans les spores et conduire à une germination des spores plus hétérogène. Dans cette étude, le profil d'activation par la chaleur et de dommages causés par la chaleur des spores de Bacillus subtilis a été déterminé en testant la germination et la croissance des spores au niveau de la population et des spores individuelles. Les traitements thermiques utilisés étaient de 40 à 80°C et pendant 0 à 300 minutes. Les résultats étaient les suivants. 1) L'activation par la chaleur à 40-70°C a favorisé la germination induite par la L-valine et la L-asparagine-glucose-fructose-potassium (AGFK) en fonction du temps. 2) Les températures optimales d'activation par la chaleur pour la germination de l'AGFK et de la L-valine via les récepteurs germinatifs GerB plus GerK ou GerA étaient respectivement de 65 et 50-65°C. 3) L'inactivation par la chaleur des spores dormantes est apparue à 70°C, et les dommages causés par la chaleur des molécules essentielles à la germination et à la croissance ont commencé respectivement à 70°C et 65°C. 4) Un traitement thermique à 75°C a entraîné à la fois une activation de la germination et des dommages à l'appareil de germination, et un traitement à 80°C a provoqué des dommages thermiques plus prononcés. 5) Pour les spores qui devraient résister à des températures environnementales défavorables dans la nature, l'activation par la chaleur semble fonctionnelle pour un processus de germination optimal ultérieur, tandis que les dommages causés par la chaleur affectent à la fois la germination et la croissance.

Importance

Les spores bactériennes sont des structures résistantes à la chaleur qui peuvent ainsi survivre aux stratégies de conservation et revivre grâce au processus de germination des spores. Plus les spores sont résistantes à la chaleur, plus elles germent de façon hétérogènes lors de l'ajout de germes. Lors de la germination, les spores peuvent altérer les aliments et provoquer une intoxication alimentaire. Nous fournissons ici de nouvelles informations sur les régimes d'activation et d'inactivation par la chaleur et leurs effets sur (l'hétérogénéité de) la germination des spores.

Aux lecteurs du blog

Comme le montre cette notice de la BNF, le blog Albert Amgar a été indexé sur le site de la revue PROCESS Alimentaire. 10 052 articles initialement publiés par mes soins de 2009 à 2017 sur le blog de la revue sont aujourd’hui inacessibles. Disons le franchement, la revue ne veut payer 500 euros pour remettre le site à flots, alors qu’elle a bénéficié de la manne de la publicité faite lors de la diffusion de ces articles.