La vie des bactéries, entre biofilms et gènes de résistance

Deux articles récents, publiés dans des revues scientifiques, rapportent i) le rôle des biofilms de Listeria monocytogenes sur différents types de surface, et ii) les produits de charcuterie prêts à consommer comme vecteurs potentiels de transmission de Enterococcus faecium résistant aux antibiotiques.

1. « Impact du type de surface et de l'utilisation d'un désinfectant sur la réduction des biofilms de Listeria monocytogenes soumis à des conditions de disponibilité en nutriments variables  », article paru dans Journal of Food Protection.

Faits saillants

• L. monocytogenes est capable de persister sous forme de biofilm sur diverses surfaces en contact avec les aliments.
• L. monocytogenes a survécu sur les surfaces pendant 17 jours malgré une disponibilité limitée en nutriments.
• L'efficacité des désinfectants dépend du type de surface en contact avec les aliments.
• L'acide lactique a montré une efficacité accrue contre L. monocytogenes.

Résumé

La capacité de L. monocytogenes à adhérer aux surfaces et à former un biofilm tout en survivant dans un environnement froid accroît le risque de contamination croisée dans les environnements de transformation alimentaire. Cette étude vise à déterminer quels matériaux de surface en contact avec les aliments favorisent la formation et la survie de biofilms de L. monocytogenes dans des conditions favorisant ou limitant la disponibilité en nutriments. L'efficacité antimicrobienne de trois désinfectants (acide lactique à 5 %, chlore à 200 ppm, composé d'ammonium quaternaire à 200 ppm) contre les biofilms formés dans ces deux environnements nutritionnels a également été évaluée. Un cocktail de cinq souches de L. monocytogenes a été utilisé pour développer des biofilms sur quatre types de coupons, acétal, nitrile, caoutchouc et acier inoxydable.

Les résultats ont montré que les populations cellulaires associées aux biofilms dépassaient 6,75 log UFC/cm² sur tous les types de surfaces dans les conditions favorisant les nutriments. Les conditions limitant les nutriments ont entraîné une réduction des populations microbiennes sur tous les types de surfaces, pour atteindre des niveaux compris entre 6,21 et 6,48 log UFC/cm². Bien que l'efficacité des agents désinfectants ait varié selon le type de surface, tous ont permis d'obtenir des réductions significatives (P < 0,05) par rapport au témoin, dans les deux conditions d'essai et pour la majorité des types de surfaces.

L'acide lactique a systématiquement entraîné une réduction plus importante (P < 0,05) dans les deux conditions. Cette étude confirme la capacité de L. monocytogenes à adhérer à diverses surfaces en contact avec les aliments utilisées dans les environnements de transformation alimentaire et à y former un biofilm, ainsi qu'à survivre dans un milieu pauvre en nutriments ; elle suggère également que l'efficacité des désinfectants contre les biofilms dépend du type de surface servant de support.

Les récentes épidémies liées à la présence de L. monocytogenes dans des aliments prêts à consommer soulignent le défi que ce micro-organisme représente pour les producteurs de denrées alimentaires. Les recherches portant sur les interactions entre la disponibilité des nutriments, le type de surface et l'utilisation de désinfectants apportent un éclairage précieux sur le comportement et l'écologie de L. monocytogenes dans les environnements de transformation alimentaire. Plus précisément, ces travaux ont confirmé la capacité de L. monocytogenes à survivre dans des conditions nutritionnelles et sur des types de surfaces très variés. Ils ont démontré que l'efficacité des désinfectants peut dépendre du type de surface et que diverses interventions de désinfection restent efficaces lorsqu'elles sont correctement mises en œuvre. Des essais supplémentaires portant sur différents types de surfaces, de désinfectants et de souches de L. monocytogenes permettront de mieux comprendre le comportement de cette bactérie.

2. Va paraître dans International Journal of Food Microbiology, « Ready-to-eat meat foods as potential vectors for the transmission of antibiotic-resistant Enterococcus faecium » (Les produits de charcuterie prêts à consommer comme vecteurs potentiels de transmission de Enterococcus faecium résistant aux antibiotiques).

Faits saillants

• Les produits carnés prêts à consommer constituent des vecteurs potentiels de Enterococcus faecium résistant.
• Les souches résistantes ciblées présentent une forte survie lors d'une simulation de transit dans le tractus gastro-intestinal supérieur.
• Le transit simulé peut accroître le transfert de résistance au linézolide chez les souches ciblées.
• Les isolats récupérés après le transit conservent leurs caractéristiques de résistance et modulent la production de biofilm.
• Les produits carnés prêts à consommer à courte durée de maturation constituent des sources potentielles de bactéries multirésistantes.

Résumé

Enterococcus faecium, membre du microbiote intestinal humain et deuxième espèce d'entérocoque la plus abondante après E. faecalis, est un agent important d'infections associées aux soins. Sa grande capacité à acquérir des gènes de résistance aux antibiotiques (GRAs) rend les infections difficiles à traiter. Cette étude a examiné des produits de charcuterie* prêts à consommer, typiques du centre de l'Italie, en tant que vecteurs potentiels d'entérocoques résistants aux antibiotiques, en se concentrant sur E. faecium. Au total, 148 souches d'entérocoques ont été isolées, dont 36 ont été identifiées comme étant E. faecium. Parmi 22 clones distincts, huit étaient résistants à la tétracycline (TET), deux l'étaient également au linézolide (LZD) et un présentait un phénotype de multirésistance. La sensibilité aux antibiotiques a été déterminée par la mesure de la concentration minimale inhibitrice, complétée par une analyse du séquençage du génome entier. Les deux souches résistantes au LZD possédaient des gènes de résistance au LZD, tandis qu'un seul isolat a présenté un transfert horizontal de gènes par conjugaison. Les isolats ont ensuite été caractérisés en fonction de leurs facteurs de virulence et de leur capacité à former un biofilm, aussi bien dans des conditions basales qu'après exposition à une simulation de transit dans le tractus gastro-intestinal supérieur. Les huit souches résistantes à la TET présentaient des caractéristiques génotypiques de virulence. Après exposition à la simulation de transit gastro-intestinal supérieur, ces isolats ont affiché des taux de survie élevés, conservant à la fois leurs phénotypes de résistance aux antibiotiques et leur capacité à former un biofilm. Ces résultats soulignent le rôle potentiel des produits carnés prêts à consommer analysés comme vecteurs de souches de E. faecium virulentes et résistantes aux antibiotiques, capables de survivre à l'exposition dans le tractus gastro-intestinal supérieur.

L'étude met en évidence la nécessité de mettre en place une surveillance des entérocoques dans le secteur alimentaire afin d'améliorer le suivi de E. faecium résistant et de limiter sa dissémination potentielle ainsi que les risques cliniques associés.

Conclusion

Les souches de E. faecium isolées à partir de produits carnés prêts à consommer constituent une source potentielle de diffusion de gènes de résistance aux antibiotiques d'importance clinique ; cette capacité de survie suggère un risque potentiel pour la santé publique, en contribuant à la dissémination de déterminants de résistance. Toutefois, des études épidémiologiques supplémentaires comparant les consommateurs d'aliments prêts à consommer à des cohortes témoins appropriées sont nécessaires pour mieux cerner les implications de la consommation de ces produits, notamment en ce qui concerne le risque de transmission bactérienne. Par ailleurs, ces résultats soulignent le potentiel considérable des approches de séquençage du génome entier pour obtenir une vue d'ensemble de la résistance aux antibiotiques et de sa mobilité potentielle, ainsi que de la virulence associée. Une fois intégrée aux analyses de routine, cette approche peut représenter une avancée majeure pour la surveillance et la caractérisation de E. faecium, en soutenant notamment les mesures de prévention essentielles pour réduire l'impact clinique de ce pathogène opportuniste.

*ciauscolo, salami et autre charcuterie.

Des bactéries hospitalières résistantes aux antibiotiques persistent même après un nettoyage en profondeur, selon une étude de génomique

« Des bactéries hospitalières résistantes aux antibiotiques persistent même après un nettoyage en profondeur, selon une étude de génomique », source Université de Cambridge.

Des scientifiques ont utilisé le séquençage du génome pour révéler la mesure dans laquelle une bactérie gastro-intestinale résistante aux antibiotiques peut se propager dans un hôpital, soulignant le défi auquel les hôpitaux sont confrontés pour contrôler les infections.

Enterococcus faecium est une bactérie que l'on trouve couramment dans le tractus gastro-intestinal, où elle réside généralement sans causer de problèmes à l'hôte. Cependant, chez les patients immunodéprimés, elle peut entraîner une infection potentiellement mortelle.

Au cours des trois dernières décennies, des souches sont apparues résistantes aux antibiotiques de première ligne, y compris l'ampicilline et la vancomycine, limitant les options de traitement, et particulièrement inquiétant ces souches sont souvent celles trouvées dans les infections nosocomiales à E. faecium.

Une équipe de scientifiques de l'Université de Cambridge et de la London School of Hygiene and Tropical Medicine a lancé une approche combinant des informations épidémiologiques et génomiques pour cartographier la propagation des bactéries dans les établissements de santé. Cela a aidé les hôpitaux à identifier les sources d'infection et à orienter les mesures de contrôle des infections.

Dans une étude publiée aujourd'hui dans Nature Microbiology, l'équipe a appliqué cette technique à la propagation de E. faecium résistant aux antibiotiques en milieu hospitalier.

Le Dr Theodore Gouliouris du Département de médecine de l'Université de Cambridge, et coauteur de l'étude, a déclaré: «Nous savons depuis plus de deux décennies que les patients hospitalisés peuvent attraper et propager E. faecium résistant aux antibiotiques. Pour empêcher sa propagation, nous devons comprendre où vit la bactérie - ses «réservoirs» - et comment elle se transmet.

«La plupart des études à ce jour se sont appuyées sur la culture des bactéries à partir d'échantillons. Mais comme nous l'avons montré, le séquençage du génome entier - en examinant l'ADN de la bactérie - combiné à un échantillonnage détaillé des patients et de l'environnement peut être un outil puissant pour nous aider à cartographier sa propagation et à informer des moyens de prévenir de nouvelles épidémies.»

L'équipe a suivi 149 patients en hématologie admis à l'hôpital d'Addenbrooke, Cambridge University Hospitals NHS Foundation Trust, sur une période de six mois. Ils ont prélevé des échantillons de selles des patients et des écouvillons dans l'environnement hospitalier et les ont cultivés pour E. faecium.

L'analyse génomique de la bactérie a été beaucoup plus efficace pour identifier E. faecium nosocomial chez 101 patients pouvant être suivis, l'analyse génomique a révélé que les deux tiers des patients avaient contracté E. faecium, contre moins de la moitié en utilisant uniquement des méthodes de culture.

Un peu moins de la moitié (48%) des écouvillons prélevés en milieu hospitalier étaient positifs pour E. faecium résistant à la vancomycine. Cela comprenait 36% des dispositifs médicaux, 76% des zones non tactiles telles que les bouches d'aération, 41% des lits et 68% des toilettes communes testées.

Les chercheurs ont montré que même un nettoyage en profondeur ne pouvait pas éradiquer les bactéries. L'hôpital a entrepris un nettoyage en profondeur dans un service sur une période de trois jours au cours de l'étude, lorsque les patients ont été déplacés ailleurs; cependant, lorsque l'équipe a échantillonné des emplacements avant le retour des patients dans le service, elle a constaté que 9% des échantillons étaient toujours positifs pour la bactérie. Dans les trois jours suivant le retour des patients dans le service, environ la moitié des sites échantillonnés ont été testés positifs.

Les trois quarts (74%) des patients (111/149) étaient porteurs du clade A1 - une souche multi-résistante de E. faecium couramment observée dans les hôpitaux, résistante à l'antibiotique ampicilline et qui acquiert fréquemment une résistance à la vancomycine. Parmi ces 111 patients, 67 avaient des liens épidémiologiques et génomiques forts avec au moins un autre patient et/ou leur environnement direct.

«Le fait que ces cas étaient tous liés à un autre patient ou à leur environnement suggère fortement qu'ils avaient attrapé la bactérie multi-résistante pendant leur séjour à l'hôpital», a déclaré le premier auteur, le Dr Francesc Coll de la London School of Hygiene and Tropical Medicine.

Une analyse génomique plus poussée a montré qu'au sein de cette souche multi-résistante, il y avait plusieurs sous-types (définis par leur similitude génétique). Cependant, il n'était pas rare qu'un patient soit porteur de plus d'un sous-type, ce qui - sans analyse génomique détaillée - pouvait confondre les tentatives d'identification de la voie de transmission d'une infection.

Notamment, malgré la circulation de pas moins de 115 sous-types, 28% des acquisitions de E. faecium ont été provoquées par seulement deux sous-types de surinfecteurs. Les auteurs n'ont trouvé aucune preuve de résistance ou de tolérance aux désinfectants courants pour expliquer le succès de ces sous-types.

Six patients de l’étude ont contracté une «infection invasive», ce qui signifie qu’ils étaient porteurs de E. faecium de manière asymptomatique dans leur intestin, mais ont ensuite développé une infection symptomatique. En comparant les génomes des souches infectieuses et intestinales, les auteurs ont déterminé que les infections invasives à E. faecium provenaient de l’intestin des patients.

«Notre étude s'appuie sur des observations antérieures selon lesquelles des souches résistantes aux antibiotiques de E. faecium peuvent persister dans l'environnement hospitalier malgré un nettoyage standard - nous étions encore surpris de constater à quel point l'effet du nettoyage en profondeur était de courte durée», a ajouté le Dr Gouliouris.

«Nous avons trouvé des niveaux élevés de E. faecium adaptés à l'hôpital malgré l'utilisation de produits de nettoyage et des procédures qui se sont avérées efficaces contre le microbe. Il souligne à quel point il peut être difficile de lutter contre les flambées dans les hôpitaux.»

L'auteur principal, le professeur Sharon Peacock, du Département de médecine de l'Université de Cambridge, a ajouté: «Les taux élevés d'infection par E. faecium pharmacorésistant dans des groupes de patients vulnérables spécifiques et sa capacité à échapper aux mesures de nettoyage posent un défi important au contrôle des infections. Le dépistage des patients, la fourniture adéquate d'installations d'isolement et de toilettes attenantes, des procédures de nettoyage améliorées et plus fréquentes et des pratiques d'hygiène plus strictes par les agents de santé seront tous nécessaires pour enrayer cette épidémie mondiale.»

«Mais c'est aussi un signe de l'urgence dont nous avons besoin pour lutter contre l'utilisation inappropriée d'antibiotiques dans le monde, ce qui est largement reconnu comme constituant une menace catastrophique pour notre santé et notre capacité à contrôler les infections.»

La recherche a été financée par le ministère de la Santé et Wellcome.