Quand Pseudomonas spp. aide à la survie de Listeria monocytogenes dans les environnements alimentaires

Un article paru dans microorganisms a pour titre, «High Disinfectant Tolerance in Pseudomonas spp. Biofilm Aids the Survival of Listeria monocytogenes» (Une haute tolérance aux désinfectants des biofilms de Pseudomonas spp. aide à la survie de Listeria monocytogenes).

Résumé

Pseudomonas spp. sont les bactéries les plus couramment retrouvées dans les environnements de transformation des aliments en raison de propriétés telles qu'un taux de croissance élevé à basse température, une tolérance élevée aux agents antimicrobiens et la formation de biofilms. Dans cette étude, un ensemble d'isolats de Pseudomonas provenant de surfaces nettoyées et désinfectées dans une installation de transformation du saumon ont été examinés pour la formation de biofilm à 12°C. Une forte variation dans la formation de biofilm entre les isolats a été observée. Des isolats sélectionnés, à la fois à l'état planctonique et à l'état de biofilm, ont été testés pour leur résistance et/ou tolérance à un désinfectant couramment utilisé (à base d'acide peracétique) et à l'antibiotique florfénicol. La plupart des isolats ont montré une tolérance beaucoup plus élevée à l'état de biofilm qu'à l'état planctonique. Dans une expérience de biofilm multi-espèces avec cinq souches de Pseudomonas avec et sans souche de Listeria monocytogenes, le biofilm de Pseudomonas a semblé favoriser la survie des cellules de L. monocytogenes après désinfection, soulignant l'importance de contrôler la charge bactérienne dans les environnements de transformation des aliments.

Conclusion

Les espèces du genre Pseudomonas se trouvent couramment dans les environnements alimentaires, et certaines d'entre elles sont reconnues comme d'importantes bactéries responsables de l’altération des aliments. Cependant, en termes de sécurité des aliments, les membres de ce genre ont souvent été négligés car ils ne sont pas directement associés aux infections d'origine alimentaire chez l'homme.

Dans cette étude, nous avons démontré la variation de la capacité de formation de biofilm dans des conditions données dans différents isolats provenant d'une installation de transformation du saumon. Nous avons également démontré la variation de la tolérance aux désinfectantx à base d’acide peracétique, Aqua Des Foam PAA, régulièrement utilisé dans les installations de transformation des aliments, et à un antibiotique pertinent pour l'aquaculture, révélant que de nombreux isolats de Pseudomonas ont une tolérance inhérente élevée au désinfectant, en particulier au sein d’un biofilm. La résistance au florfénicol était également élevée dans plusieurs isolats, avec des valeurs de CMI de 2400 μg/mL et plus. En fin de compte, nous avons montré comment la tolérance à la formation de biofilm et aux désinfectants de Pseudomonas spp. peut aider à la survie de Listeria monocytogenes. Ce faisant, Pseudomonas spp. résidant dans l'environnement de transformation des aliments menace indirectement la sécurité des aliments.

Mise à jour du 2 juillet 2023

On lira l'article paru sur ce sujet dans Food Safety Magazine.

Les bactéries naviguent sur des surfaces à l'aide d'un ‘sens du toucher'

Cliquez sur l'image pour l'agrandir

«Les bactéries naviguent sur des surfaces à l'aide d'un ‘sens du toucher’», source EurekAlert! via l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne.

De nombreuses bactéries pathogènes telles que Pseudomonas aeruginosa rampent sur les surfaces grâce à une motilité semblable à une marche connue sous le nom de «twitching» ou rétraction. Les filaments de l'ordre du nanomètre appelés pili de type IV sont connus pour provoquer des rétractations, mais les scientifiques ignorent quels signaux sensoriels coordonnent les mouvements des microbes.

Désormais, des chercheurs de l'EPFL ont découvert que les bactéries Pseudomonas utilisent un mécanisme similaire à notre sens du toucher pour naviguer sur les surfaces. «Cette étude change la façon dont nous pensions à la motilité des bactéries», explique l'auteur Alexandre Persat, professeur à la Faculté des sciences de la vie de l'EPFL.

Les scientifiques savent que les cellules humaines et animales peuvent se diriger vers des surfaces solides ou semi-solides, mais il n'était pas clair si les bactéries pouvaient également guider leur mouvement en fonction de la force mécanique, dit Persat. C'est parce que la plupart des études se sont concentrées sur l'identification des mécanismes qui guident les bactéries à nager vers des produits chimiques tels que les aliments, un phénomène connu sous le nom de chimiotaxie.

Les recherches du laboratoire de Persat se sont plutôt concentrées sur la façon dont les bactéries détectent et réagissent aux forces mécaniques. Des études antérieures ont montré que le pilus de Pseudomonas fonctionne comme un harpon : après s'être étendu et toucher une surface, le pilus activeun moteur moléculaire qui rétracte le filament, propulsant ainsi la cellule vers l'avant.

Pour comprendre ce qui coordonne les moteurs pili, des chercheurs du groupe Persat et leurs collaborateurs de l'Université de Californie à San Francisco ont examiné comment les bactéries Pseudomonas se déplacent sur des surfaces telles que le fond d'une boîte de laboratoire. L'équipe soupçonnait qu'un réseau de protéines appelé système Chp régule le twitching. Elle a donc analysé des bactéries dépourvues de différents composants du système Chp. Certaines de ces bactéries mutantes pouvaient à peine se déplacer alors qu'elles continuaient à bouger d'avant en arrière; d'autres avançaient toujours, même lorsqu'elles heurtaient un obstacle.

En combinant des marqueurs fluorescents avec une technique de microscopie qui permet d'observer des pili uniques dans des cellules vivantes, les chercheurs ont découvert qu'une protéine messagère active les pili pour s'étendre, propulsant la cellule vers l'avant, tandis qu'une autre protéine inhibe la formation de pili à l'avant cellule en mouvement. Les deux messagers opposés ne se trouvent pas au même endroit dans la cellule. «L'activateur se localise à l'avant, là où la cellule sent la surface avec ses pili, tandis que l'inhibiteur se localise partout ailleurs», explique le co-premier auteur de l'étude, Marco Kühn.

Lorsque les bactéries heurtent un obstacle tel qu'une autre cellule, l'inhibiteur leur permet de s'arrêter et de changer de direction, ont découvert les chercheurs. «Cela aide les cellules à naviguer en fonction de ce qu'elles ressentent devant elles, comme une personne aveugle utilisant une canne blanche», explique Persat. La capacité de détecter l'environnement environnant est utile lorsque les bactéries se déplacent en groupe, ajoute-t-il, car elle aide les microbes à avancer tous dans la même direction.

Les résultats, publiés dans PNAS, mettent en lumière la façon dont les bactéries se déplacent et pourraient avoir des implications importantes pour la santé humaine. Pseudomonas aeruginosa, un agent pathogène opportuniste que l'on trouve couramment dans le sol, est l'une des principales causes d'infections nosocomiales. Des agrégats de bactéries Pseudomonas se forment généralement sur des surfaces telles que des cathéters et des respirateurs et peuvent être extrêmement résistants aux désinfectants et aux médicaments antimicrobiens.

De plus, des recherches antérieures du groupe Persat ont montré que Pseudomonas utilise ses pili pour réguler la sécrétion de toxines. Pour cette raison, mieux comprendre le «sens du toucher» des microbes pourrait aider à développer de nouvelles stratégies thérapeutiques, dit Persat.

Ensuite, les chercheurs visent à découvrir comment les bactéries convertissent un stimulus mécanique en une réponse cellulaire, explique Lorenzo Talà, co-premier auteur de l'étude. «Nous aimerions comprendre le mécanisme moléculaire derrière le sens du toucher [des bactéries]», dit-il.

Réponse au stress et survie de Salmonella Enteritidis dans des biofilms d'espèces simples et doubles après une exposition répétée à des ammonium quaternaires

Dans un article à paraître dans International Journal of Food Microbiology, des scientifiques de Chine, de Singapour et de Corée du Sud ont étudié la réponse au stress et survie de Salmonella Enteritidis dans des biofilms d'espèces simples et doubles avec Pseudomonas fluorescens, après une exposition répétée à des ammonium quaternaires.

Faits saillants

• Le stress aux ammonium quaternaires a augmenté la sensibilité de cellules attachées et détachées de S. Enteritidis.
• Le stress aux ammonium quaternaires pourrait induire la production de cellulose dans des biofilms de S. Enteritidis.
• Le stress aux ammonium quaternaires a augmenté les niveaux d'expression de csgD, adrA et bcsA.
• Une co-culture avec P. fluorescens a amélioré la survie de S. Enteritidis exposé aux ammonium quaternaires.
• Les biofilms avec deux espèces, S. Enteritidis et P. fluorescens, ont montré des structures complexes.

Résumé

Les biofilms formés sur les surfaces en contact avec les aliments sont fréquemment exposés aux désinfectants à différentes concentrations. Cette étude a été conçue pour évaluer la façon dont S. Enteritidis dans des biofilms monospécifiques et avec deux espèces avec P. fluorescens réagit aux résidus de composés d'ammonium quaternaires sur les surfaces en contact avec les aliments.

Les biofilms de 48 h de S. Enteritidis et de P. fluorescens chez des espèces simples et doubles ont été exposés en continu à 20 ppm d’ammonium quaternaires pendant 5 jours, suivis par un challenge respectivement avec 200 ppm et 100 ppm d’ammonium quaternaires pour les cellules attachées et détachées.

Les structures de biofilm ont été observées par microscopie confocale à balayage laser et l'expression génique liée aux substances polymèriques extracellulaires a également été évaluée.

Les résultats ont montré que le stress aux ammonium quaternaires a conduit à un log de moins lors du dénombrement cellulaire des biofilms avec une seule espèce de S. Enteritidis et P. fluorescens.

Plus de cellulose observée par des images en microscopie confocale à balayage laser et des niveaux accrus de transcription des gènes liés à la cellulose (csgD, bcsA et ardA) de S. Enteritidis ont été induits par le stress aux ammonium quaternaires. Néanmoins, un pourcentage élevé de membranes cellulaires endommagées au sein de biofilms pré-exposés aux ammonium quaternaires pourrait contribuer à l'augmentation de la sensibilité de S. Enteritidis à la fois chez les cellules attachées et détachées.

L'exposition antérieure aux ammonium quaternaires n'a pas influencé le nombre de cellules viables de S. Enteritidis dans des biofilms à deux espèces, dans lesquels S. Enteritidis a montré une forte résistance aux ammonium quaternaires avec des réductions < 2 log UFC/cm².

Une diminution des taux de transcription des gènes liés à la cellulose a été observée chez S. Enteritidis dans des biofilms à deux espèces, mais l'expression des gènes liée aux substances polymèriques extracellulaires de P. fluorescens n'a pas été affectée par les espèces simples ou doubles. La matrice de biofilm à deux espèces qui possède de grandes microcolonies extrudant des couches inférieures avec de grandes quantités de polysaccharides principalement produites par P. fluorescens pourrait éventuellement protéger S. Enteritidis de la désinfection. Une survie accrue de S. Enteritidis dans des biofilms à deux espèces a également été retrouvée lorsqu'ils ont été détachés des coupons.

Dans l'ensemble, nos résultats soulignent que, bien que des expositions répétées aux ammonium quaternaires à faibles doses ont sensibilisé S. Enteritidis, la présence de P. fluorescens dans les biofilms à deux espèces pourrait améliorer la résistance aux ammonium quaternaires de S. Enteritidis, contribuant probablement à la survie de S. Enteritidis dans les usines de transformation des aliments .

Mots clés

Biofilms, Salmonella Enteritidis, Pseudomonas fluorescens, Composés d'ammonium quaternaires

Des scientifiques allemands identifient un microbe qui pourrait aider à dégrader les plastiques à base de polyuréthane

« Des scientifiques allemands identifient un microbe qui pourrait aider à dégrader les plastiques à base de polyuréthane », source EurkAlert!

Une souche d'un groupe de bactéries extrémophiles est capable d'ingérer des composés organiques toxiques comme seule source de carbone, d'azote et d'énergie.

Il peut y avoir une petite réponse à l'un des plus gros problèmes de la planète.

Des chercheurs allemands rapportent dans la revue Frontiers in Microbiology qu'ils ont identifié et caractérisé une souche de bactéries capable de dégrader certains des composants chimiques du polyuréthane (PU).

« Les bactéries peuvent utiliser ces composés comme seule source de carbone, d'azote et d'énergie », a déclaré le Dr Hermann J. Heipieper du Helmholtz Center for Environmental Research-UFZ à Leipzig, Allemagne et co-auteur du nouvel article. « Cette découverte représente une étape importante pour pouvoir réutiliser des produits à base de PU difficiles à recycler. »

En 2015, les produits en polyuréthane représentaient à eux seuls 3,5 millions de tonnes de plastiques produits en Europe. Le polyuréthane est utilisé dans tout, des réfrigérateurs et des bâtiments aux chaussures et aux meubles en passant par de nombreuses autres applications pouvant tirer parti de ses propriétés légères, isolantes et flexibles.

Malheureusement, le polyuréthane est difficile et énergivore à recycler ou à détruire car la plupart de ces types de plastiques sont des polymères thermodurcissables qui ne fondent pas lorsqu'ils sont chauffés. Les déchets finissent principalement dans des décharges où ils libèrent un certain nombre de produits chimiques toxiques, dont certains sont cancérigènes.

L'utilisation de micro-organismes comme des bactéries et des champignons pour décomposer les plastiques à base d'huile est un domaine de recherche en cours. Cependant, peu d'études ont abordé la biodégradation des polyuréthanes comme l’article actuel.

L'équipe hors de l'Allemagne a réussi à isoler une bactérie, Pseudomonas sp. TDA1, provenant d'un site riche en déchets plastiques cassants qui semble prometteur pour attaquer certaines des liaisons chimiques qui composent les plastiques en polyuréthane.

Les chercheurs ont effectué une analyse génomique pour identifier les voies de dégradation au travail. Ils ont fait des découvertes préliminaires sur les facteurs qui aident le microbe à métaboliser certains composés chimiques du plastique en énergie. Ils ont également effectué d'autres analyses et expériences pour comprendre les capacités de la bactérie.

Cette souche particulière fait partie d'un groupe de bactéries bien connues pour leur tolérance aux composés organiques toxiques et à d'autres formes de stress, selon le Dr Christian Eberlein du Helmholtz Center for Environmental Research-UFZ. Il est co-auteur de l'article qui a coordonné et supervisé le travail.

« Ce trait est également appelé tolérance aux solvants et est une forme de micro-organismes extrémophiles », a-t-il déclaré.

La recherche fait partie d'un programme scientifique de l'Union européenne baptisé P4SB (From Plastic waste to Plastic value using Pseudomonas putida Synthetic Biology), qui tente de trouver des micro-organismes utiles qui peuvent bioconvertir des plastiques à base d'huile en des plastiques entièrement biodégradables.

Comme son nom l'indique, le projet s'est concentré sur une bactérie connue sous le nom de Pseudomonas putida.

En plus du polyuréthane, le consortium P4SB, qui comprend le Helmholtz Center for Environmental Research-UFZ, teste également l'efficacité des microbes pour dégrader les plastiques en polyéthylène téréphtalate (PET), qui est largement utilisé dans les bouteilles d'eau en plastique.

Heipieper a déclaré que la première étape de toute recherche future sur Pseudomonas sp. TDA1 consistera à identifier les gènes codant pour les enzymes extracellulaires capables de décomposer certains composés chimiques des polyuréthanes à base de polyester. Les enzymes extracellulaires, également appelées exoenzymes, sont des protéines sécrétées à l'extérieur d'une cellule qui provoquent une réaction biochimique.

Cependant, il n'y a pas de plan immédiat pour concevoir ces enzymes ou d'autres en utilisant des techniques de biologie synthétique pour la production de bioplastiques. Cela pourrait impliquer, par exemple, la conversion génétique des bactéries en mini-usines capables de transformer des composés chimiques à base de pétrole en composés biodégradables pour des plastiques respectueux de la planète.

Heipieper a déclaré que davantage de « connaissances fondamentales » comme celles rassemblées dans la présente étude sont nécessaires avant que les scientifiques puissent faire ce saut technologique et commercial.

Un petit pas est fait actuellement.

Quand Pseudomonas met au chômage technique une centaine de salariés

Le 17 avril 2019, on apprenait par Le Dauphiné Libéré qu’à « Brides-les-Bains : une bactérie perturbe l’activité des thermes ».

Le 18 avril2019, un communiqué de la direction des thermes de Brides-les-Bains indiquait :

En raison de la persistance de la présence de bactéries pseudomonas révélée par les analyses reçues en cette fin de journée, l’Agence Régionale de Santé nous contraint de fermer le bâtiment thermal de Brides-les-Bains, alimenté par la source Laissus pour tous les soins des cures thermales conventionnées. 

Cette fermeture sera effective dès demain matin 19 avril 2019 à 7 h et pour une durée indéterminée, jusqu’à autorisation de réouverture par l’Agence Régionale de Santé.

Le 3 mai 2019, suite à une contamination aux « Thermes de Brides-les-Bains : une centaine de salariés au chômage technique ».

Le 7 mai 2019, « Brides-les-Bains (Savoie) : la contamination bactérienne persiste, les thermes restent fermés ».

Le 23 juillet 2019, « Brides-les-Bains (Savoie) : les dernières bactéries résistent, les cures annulées au moins jusqu'au 8 août ».

18 août 2019, Le Figaro.fr rapporte que « Les thermes et la ville de Brides-les-Bains contraints à la diète par des bactéries ».

Branle-bas de combat à Brides-les-Bains. Commerçants, restaurateurs et hôteliers de cette station thermale tirent la sonnette d’alarme. Le 19 avril, un arrêté préfectoral a interdit l’eau thermale pour les soins conventionnés, à cause de la présence de bactéries pseudomonas. Une catastrophe pour la petite commune de Savoie, qui accueille 12.000 curistes par an. 80 % de l’activité des thermes provient en effet de cures remboursées par la Sécurité sociale, pour soigner le surpoids et les rhumatismes. Or les thermes ne rouvriront pas avant mars prochain.

La direction a tardé à prévenir les curistes et les a même incités à annuler leur réservation de logement (autre source de revenu dans la ville). « La gestion de crise est catastrophique », déplore Martine Chedal, propriétaire de deux hôtels et membre du collectif SOS Acteurs économiques Brides-les-Bains. « En 2003, la présence de légionellose avait été réglée en un mois. Cet été, les touristes ont permis de sauver les meubles. En mai et juin, l’activité avait chuté de 80 %.»

On indique que « le changement des canalisations et du réservoir en amont des bâtiments thermaux », souhaitons que la conception hygiénique des équipements sera effective cette fois-ci …

La formation de biofilm de Pseudomonas dans des tuyauteries semble être à l’origine de la contamination, puis de son relargage dans l'eau des thermes … un classique hélas …