Caractérisation métabolique de huit souches de Escherichia coli dont les "Big Six" et réponses au stress acide de souches révélées par spectroscopie RMN

« Diversité métabolique des « big six » des souches de E. coli », source National Univseristy of Singapore.

La figure montre le processus impliqué dans l'examen de la tolérance acide des souches de E. coli en utilisant la résonance magnétique nucléaire (RMN). Des cultures de bactéries ont été préparées et séparées en deux ensembles, avec l'un d'eux soumis à un traitement acide. Crédit: Université nationale de Singapour.

Des scientifiques alimentaires de la National Univseristy of Singapore (NUS) ont découvert que les six principales souches de Escherichia coli (E. coli) qui causent des maladies d'origine alimentaire ont des métabolismes et une tolérance différents dans des conditions acides.

Les E. coli pathogènes sont responsables de nombre d’éclosions de maladies d'origine alimentaire. Parmi les centaines de sérogroupes (souches) de E. coli, l'agent pathogène E. coli O157:H7 est le plus largement reconnu en raison de la gravité des maladies d'origine alimentaire qu'il provoque.

Outre E. coli O157, six autres sérogroupes sont identifiés par la Food and Drug Administration des États-Unis comme des agents pathogènes émergents que l'on trouve couramment dans les éclosions de maladies d'origine alimentaire.

Ce sont les «big six». Dans le cadre de la sécurité sanitaire des aliments, il est important de pouvoir caractériser ces agents pathogènes et comprendre leur comportement afin que des mesures appropriées puissent être développées pour les tenir à distance.

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Yang Hongshun du Département des sciences et technologies alimentaires, NUS, a utilisé des technologies métabolomiques pour étudier la réponse adaptative des agents pathogènes sous différents facteurs de stress d'inactivation (eau électrolysée, ultrasons, agent antibactérien naturel, etc.).

Dans leur étude, l'équipe a étudié les profils métaboliques de huit sérotypes de E. coli, y compris E. coli O157:H7 et les «big six» en utilisant la résonance magnétique nucléaire (RMN).

Les résultats ont montré qu’une diversité métabolique existait parmi les huit souches et que les différentes souches présentaient une tolérance différente aux conditions acides.

L'équipe de recherche a constaté que les sérotypes pathogènes nécessitent une production d'énergie plus élevée pour alimenter leurs activités physiologiques par rapport à la souche non pathogène. Les différences métaboliques sous stress acide indiquent que les métabolismes de l'énergie et des acides aminés (en particulier le système dépendant de l'acide glutamique) ont contribué aux différentes capacités adaptatives acides des sérotypes de E. coli.

Ces résultats suggèrent que le contrôle des voies métaboliques connexes pendant les traitements de désinfection pourrait potentiellement améliorer l'inactivation des bactéries.

Les caractérisations traditionnelles des bactéries impliquent l'examen physique des caractéristiques morphologiques à l'aide de microscopes et la caractérisation biochimique de leurs propriétés biologiques à l'aide de bactéries cultivées sur différents milieux. Ces tests prennent beaucoup de temps, sont complexes et demandent beaucoup de travail. En revanche, la RMN fournit une méthode pratique, non destructive et hautement automatisée pour obtenir un profil métabolique complet des micro-organismes.

M. Chen Lin, un étudiant en Ph.D. travaillant sur le projet a déclaré: « En surveillant les changements de la métabolomique microbienne, un instantané précis des cellules avec différents états physicochimiques peut être obtenu. Les résultats de la recherche de l'analyse métabolomique des « big six » pathogènes ont permis de mieux comprendre les aliments propriétés bactériennes liées à la sécurité des aliments. »

« Ces résultats fournissent de précieuses références pour le développement de mesures de contrôle de la sécurité alimentaire très efficaces, en particulier pour contrôler les ‘big six’ émergents », a ajouté le professeur Yang.

Référence

Lin Chen et al. Metabolic characterisation of eight Escherichia coli strains including "Big Six" and acidic responses of selected strains revealed by NMR spectroscopy, Food Microbiology (2019). DOI: 10.1016/j.fm.2019.103399

Biocontrôle par des phages de Escherichia coli O157:H7 dans divers aliments

Voici une étude dont le titre est assez enthousiaste concernant « Le biocontrôle par des phages améliore la sécurité des aliments en réduisant considérablement le niveau et la prévalence de Escherichia coli O157:H7 dans divers aliments ».

Résumé

Le management de Escherichia coli producteurs de shigatoxines (STEC), y compris E. coli O157:H7, dans les produits alimentaires est un défi majeur pour l'industrie alimentaire.

Plusieurs interventions, telles que l'irradiation, la désinfection chimique et la pasteurisation, ont eu un succès variable pour maîtriser la contamination par des STEC.

Cependant, ces interventions qui tuent aussi sans discrimination les bactéries bénéfiques dans les aliments, peuvent avoir un impact sur les propriétés organoleptiques des aliments et ne sont pas toujours respectueuses de l'environnement.

Le biocontrôle utilisant des produits à base de bactériophages pour réduire ou éliminer des pathogènes d'origine alimentaire spécifiques dans les produits alimentaires a attiré l'attention en raison de la spécificité, de la sécurité sanitaire et des propriétés écologiques des bactériophages lytiques.

Nous avons développé EcoShield PX, un cocktail de bactériophages lytiques, qui cible spécifiquement les STEC. Cette étude a été menée pour examiner l'efficacité de ce cocktail de bactériophages pour réduire les niveaux de E. coli O157:H7 dans huit produits alimentaires: rôti de bœuf, viande hachée bovine, poitrine de poulet, poulet cuit, saumon, fromage, cantaloup et laitue romaine.

Les produits alimentaires ont été testés avec E. coli O157:H7 à env. 3,0 log UFC/g et traité avec la préparation de bactériophages avec env. 1 × 10⁶, 5 × 10⁶ ou 1 × 10⁷ PFU/g. L'application de 5 × 10⁶ et 1 × 10⁷ UFP/g a entraîné des réductions significatives (P < 0,05) des niveaux de E. coli O157:H7 pouvant atteindre 97% dans tous les aliments.

Lorsque des bactériophages (environ 1 × 10⁶ UFP/g) ont été utilisés pour traiter des niveaux inférieurs de E. coli O157:H7 (environ 1 à 10 UFC/10 g) sur des échantillons de rôti de bœuf, imitant des niveaux de STEC retrouvés dans des conditions de vie réelle dans des usines de transformation des aliments, la prévalence des STEC dans les échantillons a été significativement réduite (P < 0,05) de ≥ 80%.

Nos résultats suggèrent que cette préparation de bactériophages ciblant les STEC peut entraîner une réduction significative des niveaux et de la prévalence des STEC dans divers aliments et, par conséquent, peut aider à améliorer la sécurité sanitaire et à réduire le risque de rappels d'aliments à haut risque de contamination par des STEC.

Faits saillants

• E. coli producteurs de shigatoxines est un défi majeur en matière de sécurité sanitaire des aliments pour l'industrie alimentaire.
• Le cocktail de bactériophages EcoShield PX a réduit jusqu'à 97% les niveaux de E. coli O157:H7 dans les aliments.
• Le cocktail de bactériophages a réduit la prévalence de E. coli O157:H7 dans les aliments de ≥ 80%.

Référence

Phage Biocontrol Improves Food Safety by Significantly Reducing the Level and Prevalence of Escherichia coli O157:H7 in Various Foods. J Food Prot (2020) 83 (4): 668–676. https://doi.org/10.4315/0362-028X.JFP-19-433

Biofilm et désinfection, une avancée potentielle

Voici le résumé d'un article à paraître dans Journal of Food Protection à propos de l'efficacité et du mécanisme fonctionnel d'un désinfectant à composants multiples contre des biofilms formés par Escherichia coli O157:H7 et cinq sérotypes de Salmonella répandus dans l'industrie de la viande.

Résumé

La formation de biofilms par Escherichia coli O157:H7 et Salmonella enterica dans les usines de transformation de viande présente un risque potentiel de contamination des produits carnés. De nombreux désinfectants courants sont incapables d'éradiquer complètement les biofilms formés par ces pathogènes d'origine alimentaire en raison de la structure du biofilm en trois dimensions et de la présence de substances polymères extracellulaires bactériennes.

Une nouvelle approche à multiples facettes combinant plusieurs réactifs chimiques avec divers mécanismes fonctionnels a été utilisée pour améliorer l'efficacité du contrôle du biofilm. Nous avons testé un désinfectant à plusieurs composants comprenant un composé ammonium quaternaire (QAC), du peroxyde d'hydrogène et un accélérateur la diacétine pour son efficacité à inactiver et à éliminer les biofilms de Escherichia coli O157:H7 et de Salmonella enterica dans des conditions de transformation de la viande.

Les biofilms de E. coli O157:H7 et de Salmonella sur les surfaces en contact courantes ont été traités avec des concentrations de 10, 20 ou 100% de la solution désinfectante ayant des composants multiples pendant 10 min, 1 h ou 6 h, et les réductions logarithmiques de la masse du biofilm ont été mesurées.

La microscopie électronique à balayage a été utilisée pour observer directement l'effet du traitement désinfectant sur l'élimination du biofilm et la morphologie bactérienne. Après traitement par le désinfectant à composants multiples, les cellules viables de biofilm de E. coli O157:H7 et de Salmonella étaient inférieures à la limite de détection, et la prévalence des deux agents pathogènes était faible.

Après le traitement par un désinfectant témoin à base de QAC, les cellules bactériennes survivantes étaient dénombrables et la prévalence des pathogènes était plus élevée. L'analyse en microscopie électronique à balayage d'échantillons témoins traités à l'eau a révélé la structure du biofilm en trois dimensions avec une matrice solide de polymères extracellulaires reliant les bactéries et la surface en contact.

Le traitement avec 20% de désinfectant à composants multiples pendant 10 min a considérablement réduit la masse du biofilm et affaibli la connexion avec les polymères extracellulaires. La majorité des cellules bactériennes avaient une morphologie altérée et l'intégrité de la membrane compromise. Un traitement avec un désinfectant à composants multiples à 100% pendant 10 min a dissous la matrice de polymères extracellulaires et aucune structure de biofilm intacte n'a été observée; au lieu de cela, des grappes dispersées d'agrégats bactériens ont été détectées, indiquant la perte de viabilité cellulaire et l'élimination du biofilm.

Ces résultats indiquent que le désinfectant à composants multiples est efficace, même après une courte exposition à des concentrations diluées, contre les biofilms de E. coli O157:H7 et de S. enterica.

Faits saillants

• Aucune cellule de biofilm viable n'a été détectée après traitement par un désinfectant à composants multiples.
• La prévalence des deux pathogènes était faible après traitement par le désinfectant à composants multiples.
• L'analyse par microscopie électronique à balayage a révélé que le traitement a dissous la matrice de polymères extracellulaires et détruit le biofilm.

Une étude américaine révèle que le fromage au lait cru est une préoccupation de sécurité sanitaire

« Une étude révèle que le fromage au lait cru est une préoccupation de sécurité sanitaire », source Food Safety News.

Les produits laitiers crus sont une préoccupation de sécurité sanitaire pour les consommateurs, selon une étude récente parue dans Journal of Food Protection.

Le fromage fabriqué avec du lait non pasteurisé est un problème de sécurité sanitaire en raison d'une contamination possible par des pathogènes d'origine alimentaire, selon une étude de la Division of Food Processing Science and Technology de la FDA et de l'Institute for Food Safety and Health de l'Illinois Institute of Technology.

Listeria monocytogenes et Escherichia coli O157:H7 ont été à l'origine de plusieurs éclosions et rappels liés au fromage Gouda à base de lait non pasteurisé. Au cours de la dernière année, il y a eu plusieurs éclosions liées au fromage à base de lait cru - Listeria au Canada et E. coli en France.

Objectif de l'étude

Le but de cette étude était d'évaluer la dynamique des populations de L. monocytogenes et E. coli O157:H7 pendant le vieillissement du fromage Gouda dans du lait non pasteurisé.

Listeria et E. coli ont été comparés aux populations microbiennes indigènes tout au long de la fabrication et du vieillissement. Les types de microflore indigène évalués comprenaient des entérobactéries, des bactéries lactiques, des bactéries mésophiles et des levures et moisissures.

Méthodes

Le lait non pasteurisé a été inoculé avec L. monocytogenes avec 1 ou 3 log UFC/mL ou avec E. coli O157:H7 avec 1 log UFC/mL, et le fromage Gouda a été fabriqué à l'échelle du laboratoire ou à l'échelle d'une usine pilote.

Les fromages ont été stockés à 10°C pendant au moins 90 jours, et certains fromages ont été stockés jusqu'à 163 jours.

Résultats

Les populations initiales de microflore indigène dans le lait non pasteurisé ne différaient pas de manière significative des essais à l'échelle du laboratoire ou à l'échelle d'une usine pilote, et la dynamique des populations tendait de façon similaire tout au long de la fabrication et du vieillissement du fromage.

Pendant la fabrication, environ 81% des populations totales de L. monocytogenes et de E. coli O157:H7 ont été retrouvées dans les échantillons de caillé.

À un niveau d'inoculation de 1 log UFC/mL, L. monocytogenes a survécu dans le fromage au-delà de 60 jours dans quatre des cinq essais.

E. coli O157:H7 a été détecté au-delà de 60 jours dans un seul essai.

Au niveau d'inoculation supérieur à 3 log, la population de L. monocytogenes a augmenté de manière significative, passant de 3,96 ± 0,07 log UFC/g au début du vieillissement à 6,00 ± 0,73 log UFC/g après 150 jours, ce qui correspond à un taux de croissance de 0,04 ± 0,02 log UFC/g/jour.

Les populations d'acide lactique et de bactéries mésophiles sont restées constantes à environ 8 à 9 log UFC/g pendant le vieillissement, tandis que les populations de levures et de moisissures ont augmenté régulièrement.

Cette étude contribuera à la connaissance de la survie de ces pathogènes pendant la production du fromage Gouda. Il aidera également les chercheurs à évaluer les risques pour la sécurité sanitaire de la consommation du fromage Gouda à base de lait non pasteurisé.

Etats-Unis : Les autorités fédérales bloquent à nouveau des informations sur une épidémie à E. coli, une chaîne de restaurants impliquée

« Les autorités fédérales bloquent à nouveau des informations sur une épidémie à E. coli, une chaîne de restaurants impliquée », source article de Coral Beach paru le 24 janvier 2020 dans Food Safety News.

Les autorités fédérales ont confirmé une autre éclosion à E. coli qu'ils n'avaient auparavant pas révélée au public. Les détails spécifiques n'étaient pas disponibles auprès du CDC ou de la FDA, mais au moins quatre États ont été signalés avec des patients confirmés.

La source la plus probable de E. coli O157:H7, signalée par 9 des 11 personnes malades qui ont mangé dans des fast-foods, était de la laitue dans des sandwichs Subway, selon une source proche de l'enquête. Ni la FDA, ni le CDC ne confirmeraient que les produits Subway sont impliqués.

« Il s'agit d'une investigation en cours sur une éclosion qui a été identifiée en décembre », a indiqué Peter Safetyell, responsable de la presse pour la Food and Drug Administration.

« Lors de la détection, l'épidémie était déjà terminée. Dans une abondance de prudence et pour essayer d'informer une prévention future, nous travaillons pour voir si nous pouvons identifier la source. Conformément à la politique du CDC et de la FDA, étant donné qu'il n'y avait pas de mesures spécifiques, claires et exploitables à prendre par les consommateurs pour se protéger des aliments contaminés associés à cette épidémie, il n'y avait pas et il n'y a pas actuellement d'avis de santé publique. »

« Si notre investigation identifie de manière concluante une source et/ou des facteurs contributifs qui pourraient éclairer la prévention future, nous nous engageons à communiquer publiquement ces informations. »

Le CDC a également fourni à Food Safety News une confirmation de l'épidémie non divulguée auparavant. Un commentaire officiel de l'agence n'incluait aucun détail spécifique, sauf que les patients ont été confirmés dans quatre États.

« Début décembre 2019, le CDC, avec la Food and Drug Administration des États-Unis et quatre États, a commencé à enquêter sur une épidémie dans plusieurs Etats de cas d'infection à E. coli O157 », selon un attaché de presse du Centers for Disease Control and Prevention.

« Aucun nouveau cas de maladie a été signalé depuis que le CDC a initialement identifié cette éclosion et l'épidémie est terminée. Le CDC continue de travailler avec la FDA pour identifier la source de l'épidémie. »

Les quatre États sont le Nevada, le Maine, le Vermont et le New Hampshire, selon une source proche de l'enquête.

À l'Halloween, Food Safety News a appris qu'une autre éclosion à E. coli O157:H7 n'avait pas été révélée au public par les deux agences fédérales. Elle s'est terminée en septembre et concernait de la laitue romaine.

Des porte-parole de la FDA et du CDC ont déclaré à Food Safety News que, parce qu'ils pensaient que toute la laitue romaine impliquée avait dépassé les dates d'expiration au moment de la découverte de l'épidémie, les responsables de l'agence ne pensaient pas que le public avait besoin de savoir.

Etats-Unis : Les éclosions à E. coli liées à de la laitue romaine sont peut-être terminées, mais sans connaître l’origine, ni la cause profonde du problème de contamination

« Les éclosions à E. coli liées à de la laitue romaine sont peut-être terminées, mais sans connaître l’origine, ni la cause profonde du problème de contamination », source article de Dan Flynn paru le 17 janvier 2020 dans Food Safety News.

C’est un jour rare où deux épidémies à E. coli O157:H7 dans plusieurs États et un seul Etat sont déclarées terminées.

C'est probablement même un événement qui a lieu pour la première fois, juste un autre dans l'odyssée qui se déroule depuis fin 2017, quand la laitue romaine a commencé à répandre le dangereux contaminant qui provient de l’intestin des bovins.

La Food and Drug Administration, le Centers for Disease Control and Prevention, l'Agence de la santé publique du Canada et la santé publique du comté de Seattle-King ont déclaré que les épidémies étaient terminées et que la laitue romaine était à nouveau sûre à consommer. Y compris la laitue romaine de la zone de culture de Salinas, en Californie.

Mais alors que les épidémies ou l’épidémie sont pour le moment terminées, le problème de la laitue romaine n'est pas résolu. Aucune source définitive, ni aucune cause profonde n'a été retrouvée. Les producteurs de légumes à feuilles font un examen approfondi de leurs protocoles de sécurité des aliments. La Californie a renforcé son leadership.

L'industrie était fourni un flux rapide de communiqués peu de temps après que les agences gouvernementales aient fait leurs annonces cette semaine. Steve Church of Church Brothers est un producteur de laitue romaine de premier plan qui siège au conseil d'administration de la California Leafy Greens Marketing Agreement. (LGMA).

« Ces épidémies », dit-il, « sont dévastatrices pour notre industrie ainsi que pour les consommateurs, et elles doivent cesser. »

Le LGMA, en Californie et Arizona, sont des groupes bénévoles de l'industrie qui se concentrent sur une variété de sujets, y compris les programmes de sécurité des aliments qui imposent des normes plus strictes aux producteurs par le biais de programmes d'audit de l'État. Les programmes LGMA ont commencé en 2007, un an après la contamination des épinards par E. coli.

« Nous devons prendre le contrôle de notre destin », a déclaré le président du LGMA de Californie, Dan Sutton. « Le LGMA existe pour établir des normes de sécurité des aliments pour la culture de légumes verts à feuilles. Nous avons besoin d'un effort ciblé à l'échelle de l'industrie pour comprendre ce qui se passe dans l'environnement où nous avons des cultures. »

Sutton, lui-même producteur de légumes à feuilles vertes, affirme que les règles de LGMA sont « déterminées à apporter de réels changements » pour améliorer la sécurité de leur produit. Les deux organisations ont modifié leurs normes de l'ère 2007 depuis le début des épidémies de laitue romaine.

La FDA a indiqué qu'elle n'avait pas encore déterminé la source des épidémies. L'agence s'est concentrée sur une seule exploitation agricole ces dernières semaines, mais elle n'a encore cité personne ou aucune entité. Dans sa découverte précédente de E. coli dans l'eau d'irrigation, la FDA a également fait une découverte dans le sol. Ce n'est pas la souche de l'épidémie, ni même celle qui est virulente.

Une grande partie du problème est que cela est compliqué. L’analyse des causes profondes de l’industrie comprend trois types d’eau, le ruissellement environnemental, l’eau d’irrigation ou l’eau agricole et l’eau utilisée pour la récolte, et environ une douzaine d’autres facteurs non liés à l’eau, du contact des travailleurs agricoles à la contamination croisée sur les plates-formes de récolte.

« La communauté des légumes à feuilles est extrêmement motivée pour aller au fond des choses, et nous voulons être plus impliqués », a déclaré Jan Berk de San Miguel Produce, qui est également vice-président de LGMA.

Berk suggère que les investigateurs de la FDA gagneraient à inclure les producteurs dans l'enquête du gouvernement. « Ils ne savent pas ce qui se passe dans nos domaines comme nous le faisons », dit Berk. « Nous sommes ceux qui doivent résoudre ce problème. »

En attendant d'être invités à aider la FDA, les producteurs du LGMA et une association industrielle influente ne sont pas en reste. « Le LGMA procède actuellement à une refonte systématique des pratiques de sécurité sanitaire des aliments incluses dans notre programme », a déclaré Scott Horsfall, PDG du LGMA de Californie.

Horsfall dit que son groupe travaille avec Western Growers sur « un examen ouvert et transparent des pratiques de séécurité des aliments requises dans le cadre de la LGMA ». L'étude inclura une expertise externe avec de nouvelles connaissances et des recherches.

Le California Department of Food and Agriculture (CDFA) a invité les producteurs à une réunion le 4 février à Salinas. La session est pour les producteurs de discuter des opportunités de recherche dans « une vaste étude qui surveillera les conditions environnementales en Californie qui peuvent contribuer aux épidémies. »

« Notre objectif est de travailler en collaboration avec les producteurs de légumes à feuilles vertes et avec la FDA pour résoudre les problèmes qui continuent d'avoir un impact sur la laitue romaine », a déclaré la secrétaire du CDFA, Karen Ross. « Le LGMA et l'ensemble de l'industrie des légumes à feuilles vertes ont été extrêmement coopératifs dans ces efforts. Nous voulons tous voir la fin de ces épidémies afin que les consommateurs puissent avoir confiance en la consommation des légumes à feuilles vertes. Nous le devons à nos consommateurs et à nos producteurs. »

Les modifications que le LGMA apporte aux normes et aux procédures sont des exigences pour des milliers d'exploitations, qui produisent ensemble plus de 90 pour cent des légumes à feuilles vertes cultivés aux États-Unis. Les auditeurs du gouvernement américain vérifient que les producteurs respectent les nouvelles exigences grâce à des audits obligatoires.

Le nombre total de cas confirmés dans les éclosions déclarées après le 15 janvier est de 221 à la fois aux États-Unis et au Canada. Environ la moitié d'entre eux ont dû être hospitalisés, mais dans cette vague de maladie à E. coli, personne n'est décédé. Les épidémies dans plusieurs Etats à E. coli O157:H7 liées à de la laitue romaine depuis fin 2017 étaient les suivantes :

2017

• Légumes à feuilles vertes - E. coli O157:H7

2018

• Laitue romaine - E. coli O157:H7
• Laitueromaine - E. coli O157:H7

2019

• Kits de salades en sachet de tournesol croquant de chez Fresh Express - E. coli O157: H7
• Laitue romaine - E. coli O157:H7

Ensemble, ces éclosions sont responsables de six décès et ont rendu malades au moins 474 personnes aux États-Unis, dont 219, soit près de 50%, ont dû être hospitalisées. À un moment, les épidémies de laitue romaine ont touché les consommateurs de 35 États.

Les épidémies qui ne traversent pas les frontières d'un État ne sont pas incluses dans le décompte ci-dessus. Également apparemment non répertoriée est l'épidémie à E. coli liée à la laitue romaine que la FDA et le CDC ont gardée secrète du public du 17 septembre au 1er novembre. Elle a rendu malade 23 personnes dans 12 États. Parmi ces patients pour lesquels des informations complètes étaient disponibles, 11 étaient tellement malades qu'ils ont dû être hospitalisés. Les maladies ont commencé à des dates allant du 12 juillet au 8 septembre.

La plus importante des trois éclosions liées à de la laitue romaine a rendu malades 167 personnes dans 27 États des Etats-Unis

« La plus importante des trois éclosions liées à de la laitue romaine a rendu malades 167 personnes dans 27 États », source Food Safety News.

Personnes infectée par la souche épidémique de E. coli O157:H7, par Etat de résidence, au 13 janvier 2020 (n=167)

Lorsqu'ils ont déclaré le 15 janvier 2020 l'épidémie terminée, des responsables fédéraux du CDC ont mis en évidence certains points dans leur investigation sur une épidémie à E. coli. Il s'agissait de l'une des trois éclosions concomitantes liées à de la laitue romaine fin 2019.

Un total de 167 personnes infectées par la souche épidémique de E. coli O157:H7 a été confirmé dans 27 États. Les cas de maladie ont commencé à des dates allant du 20 septembre au 21 décembre 2019. Les personnes malades étaient âgées de moins de 1 à 89 ans, avec un âge médian de 27 ans.

Soixante-quatre pour cent des personnes malades étaient des femmes. Sur 165 personnes malades pour lesquelles des informations étaient disponibles, plus de la moitié étaient si malades qu'elles ont dû être hospitalisées. Quinze personnes ont développé un syndrome hémolytique et urémique (SHU), un type d'insuffisance rénale. Aucun décès n'a été signalé.

L'Agence de la santé publique du Canada a également signalé plusieurs cas de maladie qui étaient étroitement liées génétiquement aux maladies aux États-Unis.

Au 6 décembre 2019, deux cas de maladie liées à l'épidémie aux États-Unis avaient été identifiées au Canada. Ces personnes sont tombées malades de la mi-octobre à début novembre 2019. Une personne a été hospitalisée. Aucune des deux n'est décédée. Des preuves épidémiologiques, de laboratoire et de traçabilité ont indiqué que la laitue romaine de la région de culture de la vallée de Salinas en Californie était la source probable de cette éclosion.

Selon la FDA, cette épidémie, une épidémie de l'État de Washington liée aux légumes à feuilles vertes et une autre épidémie dan plusieurs États partageaient un dénominateur commun, un fournisseur de laitue romaine de Salinas, Californie.

Bien que ce producteur ait été déterminé comme étant un fournisseur commun pour les trois épidémies sur la base des informations disponibles sur la chaîne d'approvisionnement, la laitue romaine de ce producteur n'explique pas toutes les cas de maladie observés dans les trois épidémies, selon la FDA et le CDC. Aucune des deux agences n'a nommé le producteur.

Le Maryland Department of Health a identifié la souche épidémique de E. coli O157:H7 dans un emballage non ouvert de salade César Bistro au poulet de chez Ready Pac Foods (actuellement la propirété du groupe Bonduelle) prélevé chez un malade au Maryland. Le Wisconsin Department of Health Services a identifié la souche épidémique de E. coli O157:H7 dans un sachet non ouvert de laitue romaine de chez Fresh Express prélevé chez un malade au Wisconsin. La région de culture de la vallée de Salinas en Californie était la principale source de laitue romaine dans les deux produits.

De la détection de cellules persistantes de Escherichia coli O157:H7 dans des laitues

« Détection de cellules persistantes de Escherichia coli O157:H7 dans des laitues et modèlisation mathématique pour prédire leur présence », source article des éditeurs de la revue Apllied and Environmental Microbiology, une revue de l’American Society for Microbiology.

Le pathogène humain Escherichia coli O157:H7 a provoqué des flambées récurrentes de maladies infectieuses d'origine alimentaire liées à la consommation de laitue malgré une faible prévalence sur les plantes dans les champs. En utilisant de la laitue cultivée en laboratoire, Munther et al. ont démontré la présence d'une sous-population de cellules persistantes de E. coli O157:H7, qui sont des variants phénotypiques qui ont une tolérance accrue aux antibiotiques et à d'autres stress dus à la dormance cellulaire.

Leur modèle mathématique pour décrire les sous-populations de E. coli O157:H7 sur la laitue a été appliqué avec succès aux données de plusieurs essais sur le terrain publiés. L'état persistant de E. coli O157:H7 peut avoir des implications importantes pour sa survie aux nombreux stress rencontrés de la ferme à la table.

Voici le résumé de l’étude qui est paru dans Applied and Environmental Microbiology.

Les infections à Escherichia coli O157:H7 ont été régulièrement associées aux produits. L'état physiologique des cellules de E. coli O157:H7 survivantes aux nombreux stress rencontrés sur les plantes est mal connu. Les populations de E. coli O157:H7 sur les plantes sur le terrain suivent généralement une décomposition biphasique dans laquelle de petites sous-populations survivent sur de plus longues périodes.

Nous avons émis l'hypothèse que ces sous-populations comprennent des cellules persistantes, connues sous le nom de cellules dans un état de dormance transitoire qui surviennent par variation phénotypique dans une population clonale.

En utilisant trois études expérimentale (avec des populations en croissance, en phase stationnaire à la capacité limite et en décomposition), nous avons mesuré les fractions de cellules persistantes dans les populations cultivables de E. coli O157:H7 après l'inoculation sur des plants de laitue en laboratoire.

Les fractions cellulaires persistantes moyennes les plus élevées sur les feuilles de chaque phase étaient respectivement de 0,015, 0,095 et 0,221%.

Le déclin des populations de E. coli O157:H7 sur des plantes incubées dans des conditions sèches a montré la plus forte augmentation de la fraction persistante (46,9 fois). Des modèles d'équations différentielles ont été construits pour décrire la dynamique temporelle moyenne des populations de cellules normales et persistantes de E. coli O157:H7 après inoculation sur des plantes maintenues sous une humidité relative faible, résultant en des taux de changement d'une cellule normale à une cellule persistante de 7,7x10⁻⁶ à 2,8x10^{-5 h-1}.

En appliquant nos équations du modèle à la phase de décroissance, nous avons estimé les paramètres du modèle pour quatre essais sur le terrain publiés de la survie de E. coli O157:H7 sur de la laitue et obtenu des taux de chagement similaires à ceux obtenus dans notre étude.

Par conséquent, notre modèle est pertinent pour la survie de ce pathogène humain sur des plants de laitue sur le terrain. Étant donné le faible état métabolique des cellules persistantes, ce qui peut les protéger des traitements de désinfection, ces cellules sont importantes à prendre en compte dans la décontamination microbienne des produits.

Importance

Malgré des éclosions de maladies infectieuses d'origine alimentaire liées à la consommation de laitue, E. coli O157:H7 diminue rapidement lorsqu'il est appliqué sur des plantes dans le champ, et peu de cellules survivent sur des périodes prolongées.

Nous avons émis l'hypothèse que ces cellules sont persistantes, présentes dans un état dormant et ce qui se produit naturellement dans les populations bactériennes.

Lorsque des plants de laitue ont été inoculés avec E. coli O157:H7 en laboratoire, la plus grande fraction persistante de la population a été observée pendant le décroissance de la population sur les surfaces sèches des feuilles. En utilisant la modélisation mathématique, nous avons calculé le taux de changement d'une cellule normale de E. coli O157:H7 à une cellule persistante sur des plants de laitue sèche sur la base de nos données de laboratoire.

Le modèle a été appliqué à des études publiées dans lesquelles la laitue a été inoculée avec E. coli O157:H7 sur le terrain, et des taux de changement similaires à ceux obtenus dans notre étude ont été obtenus.

Nos résultats apportent d'importantes nouvelles connaissances sur la physiologie de ce pathogène virulent sur des plantes à considérer pour améliorer la sécurité des produits.