Des aspects de la résistance aux antibiotiques

À partir de viande de poulet hachée vendue au détail, des chercheurs ont isolé une souche de Klebsiella pneumoniae hébergeant plusieurs gènes de résistance aux antibiotiques, plusieurs plasmides et gènes pouvant entraîner une hypervirulence. Retrouvez le projet de séquence du génome dans Microbiology, une revue de l’ASM, «Draft Genomic Sequence for Klebsiella pneumoniae 060517CS3-g, a Bacterium Harboring Multidrug Resistance Genes, Isolated from Retail Ground Chicken Meat».

Résumé

Klebsiella pneumoniae est un important agent pathogène d'origine alimentaire qui peut provoquer des infections humaines. Nous rapportons ici le projet de séquence génomique de K. pneumoniae 060517CS3-g, isolé de la viande hachée de poulet au détail, qui possède plusieurs gènes de résistance aux antibiotiques, plusieurs plasmides et des gènes pouvant entraîner son hypervirulence sur la base des données de séquence.

Dans une autre étude, il est rapporté que la résistance aux antibiotiques est considérée comme problématique, même lorsqu'elle n'est pas chez les agents pathogènes. Dans cette étude, des chercheurs déduisent une logique opposée, où la résistance des bactéries commensales peut entraîner des réductions de la densité des agents pathogènes et de meilleurs résultats pour la santé. Source mBio, une revue de l’ASM, «Defining the Benefits of Antibiotic Resistance in Commensals and the Scope for Resistance Optimization».

Résumé

La résistance aux antibiotiques est un enjeu médical et de santé publique majeur, caractérisé par une augmentation mondiale de la prévalence des souches résistantes. Le point de vue conventionnel est que toute résistance aux antibiotiques est problématique, même lorsqu'elle n'est pas chez des agents pathogènes. La résistance des bactéries commensales présente des risques, car les organismes résistants peuvent fournir un réservoir de gènes de résistance qui peuvent être transférés horizontalement aux agents pathogènes ou peuvent eux-mêmes provoquer des infections opportunistes à l'avenir. Bien que ces risques soient réels, nous proposons que la résistance commensale puisse également générer des avantages lors du traitement antibiotique de l'infection humaine, en favorisant la suppression écologique continue des agents pathogènes. Pour définir et illustrer cette perspective conceptuelle alternative, nous utilisons un modèle mathématique à deux espèces pour identifier les conditions écologiques nécessaires et suffisantes pour une résistance bénéfique. Nous montrons que les avantages sont limités aux interactions entre espèces (ou souches) où les commensaux suppriment la croissance des agents pathogènes et sont maximisés lorsque les commensaux sont en concurrence avec, plutôt que de s'attaquer ou d'exploiter les agents pathogènes. En identifiant les avantages de la résistance commensale, nous proposons que plutôt que de minimiser strictement toute résistance, la gestion de la résistance peut être mieux considérée comme un problème d'optimisation. Nous discutons des implications dans deux contextes appliqués : la sélection de spectateurs (non ciblés) dans les microbiomes commensaux et le traitement des agents pathogènes en cas d'infections polymicrobiennes.

Importance

La résistance aux antibiotiques est généralement considérée comme universellement coûteuse, quelles que soient les cellules bactériennes qui expriment la résistance. Ici, nous déduisons une logique opposée, où la résistance des bactéries commensales peut conduire à des réductions de la densité des agents pathogènes et à de meilleurs résultats à la fois à l'échelle du patient et de la santé publique. Nous utilisons un modèle mathématique des interactions commensal-pathogène pour définir les conditions nécessaires et suffisantes pour une résistance bénéfique, soulignant l'importance de l'inhibition écologique réciproque pour maximiser les avantages de la résistance. Plus largement, nous soutenons que la détermination des avantages ainsi que des coûts des résistances dans les microbiomes humains peut transformer la gestion de la résistance d'un problème de minimisation en un problème d'optimisation. Nous discutons des contextes appliqués et terminons par un examen des dimensions clés de l'optimisation de la résistance, y compris l'ampleur, le spectre et le mécanisme de résistance.

Commentaire

Comme le disait Georges Box en 1978, statisticien de l'Université du Wisconsin, «Les modèles sont tous faux, mais certains sont utiles». Phrase citée par Steeve Koonin, dans Climat, la part d'incertitude.

De bonnes bactéries pourraient contribuer à la lutte contre les pathogènes dans l'environnement de la transformation des aliments

Biofilm de Salmonella sur des surfaces en acier inoxydable. You Zhou (UNL) and Rong Wang (ARS).

«De bonnes bactéries pourraient contribuer à la lutte contre les pathogènes dans l'environnement de la transformation des aliments», source Agricultural Ressearch Service.

Dans une étude, après une exposition à des conditions environnementales défavorables telles que des procédures de nettoyage-désinfection de routine, des agents pathogènes tels que Escherichia coli O157:H7 et Salmonella enterica peuvent entrer dans une phase de dormance, formant un mince biofilm bactérien qui permet une meilleure survie sur des surfaces dures telles que le béton ou l'acier., Lorsque des scientifiques de l'Agricultural Research Service (ARS) et leurs collègues ont comparé des prélèvements provenant d'usines de transformation qui suivent des procédures de nettoyage similaires mais ont des niveaux différents d'agents pathogènes, ils ont trouvé plusieurs espèces de bactéries dans chaque emplacement qui pourraient soit améliorer, soit réduire les chances d'un agent pathogène de survivre aux procédures de désinfection. Des communautés uniques de bactéries à chaque emplacement collaborent ou rivalisent avec les agents pathogènes en formant une communauté de biofilm ou une structure de biofilm mixte. La collaboration peut conduire à une prévalence élevée des agents pathogènes à ces endroits, mais une forte concurrence peut inhiber la survie des agents pathogènes à d'autres endroits.

Étant donné que bon nombre de ces bactéries environnementales ne sont pas dangereuses pour les humains ou les animaux, si les espèces spécifiques qui inhibent la formation de biofilms pathogènes peuvent être identifiées, elles pourraient être utilisées comme probiotiques (mesures préventives) contre les bactéries pathogènes. Un autre contrôle économique et efficace possible qui a été étudié était l'utilisation de désinfectants à plusieurs composants, une nouvelle approche à multiples facettes utilisant des combinaisons de divers réactifs et traitements désinfectants qui pourraient inactiver les biofilms formés par E. coli O157:H7 et S. enterica, réduisant ainsi les risques des agents pathogènes qui survivent aux pratiques de nettoyage dans les installations de transformation de viande bovine.

«Nous examinons les communautés uniques de bactéries environnementales qui collaborent ou rivalisent avec les agents pathogènes à chaque endroit», a dit Rong Wang, microbiologiste à l’U.S. Meat Animal Research Center à Clay Center, Nebraska.

Des personnes ayant reçu des bactéries amicales dans des gouttes nasales sont protégées contre la méningite

«Des personnes ayant reçu des bactéries amicales dans des gouttes nasales sont protégées contre la méningite», source communiqué de l’Univesité de Southampton.

Un essai inédit au monde a montré que des gouttes nasales de bactéries amicales modifiées protègent contre la méningite.

Dirigé par le professeur Robert Read et le Dr Jay Laver du NIHR Southampton Biomedical Research Center et de l'Université de Southampton, le travail est le premier du genre.

Ensemble, ils ont inséré un gène dans un type inoffensif de bactérie, qui lui permet de rester dans le nez et de déclencher une réponse immunitaire. Ils ont ensuite introduit ces bactéries dans le nez de volontaires sains via des gouttes nasales.

Les résultats, publiés dans la revue Science Translational Medicine, ont montré une forte réponse immunitaire contre des bactéries responsables de la méningite et une protection de longue durée.

Protéger contre la méningite

La méningite survient chez des personnes de tous âges, mais touche principalement les nourrissons, les jeunes enfants et les personnes âgées. La méningite à méningocoques est une forme bactérienne de la maladie, causant 1 500 cas par an au Royaume-Uni. Elle peut entraîner la mort en en quatre heures après le début des symptômes.

Environ 10% des adultes sont porteurs de Neisseria meningitidis à l'arrière du nez et de la gorge sans aucun signe, ni symptôme. Cependant, chez certaines personnes, il peut envahir la circulation sanguine. Cela peut entraîner des affections potentiellement mortelles, notamment une méningite et un empoisonnement du sang (‘septicémie’).

La bactérie ‘amicale’, Neisseria lactamica (N. lactamica) vit aussi naturellement dans le nez de certaines personnes. En occupant le nez, la bactérie protège d'un type sévère de méningite. Elle le fait en empêchant son proche cousin Neisseria meningitidis (N. meningitidis) de prendre pied.

Réponse immunitaire renforcée

Les nouvelles données s'appuient sur les travaux antérieurs de l'équipe visant à exploiter ce phénomène naturel. Cette étude a montré que des gouttes nasales de N. lactamica ont empêché N. meningitidis de s'installer chez 60% des participants.

Pour ces personnes, N. lactamica avait verrouillé son cousin mortel. Cela a conduit à des travaux visant à rendre N. lactamica encore plus efficace pour déplacer N. meningitidis.

L'équipe l'a fait en lui remettant l'une des armes clés de N. meningitidis ; une protéine de surface ‘collante’ qui s’agrippe aux cellules qui tapissent le nez. En insérant une copie du gène de cette protéine dans l'ADN de N. lactamica, celui-ci pourrait également la produire, ce qui uniformiserait les règles du jeu.

En plus d'induire une réponse immunitaire plus forte, ces bactéries modifiées sont restées plus longtemps. Présentes pendant au moins 28 jours, la plupart des participants (86%) l’hébergeaient toujours à 90 jours, et elle n'a causé aucun symptôme indésirable.

Les résultats de l'étude, financée par le Medical Research Council, sont prometteurs pour cette nouvelle façon de prévenir les infections potentiellement mortelles, sans médicament. C'est une approche qui pourrait être critique face à la résistance croissante aux antimicrobiens.

Le Dr Jay Laver, chercheur principal en microbiologie moléculaire de l'Université de Southampton, a dit : «Bien que cette étude ait identifié le potentiel de notre technologie recombinante avec N. lactamica pour protéger les personnes contre la méningite la technologie de la plate-forme sous-jacente a des applications plus larges.»

«Il est théoriquement possible d'exprimer n'importe quel antigène dans nos bactéries, ce qui signifie que nous pouvons potentiellement les adapter pour lutter contre une multitude d'infections qui pénètrent dans le corps par les voies respiratoires supérieures. En plus de la livraison d'antigènes vaccinaux, les progrès de la biologie synthétique signifient que nous pourrions également utiliser des bactéries génétiquement modifiées pour fabriquer et livrer des molécules thérapeutiques dans un proche avenir.

Le professeur Read, directeur du NIHR Southampton Biomedical Research Center, a dit : «Ce travail a montré qu'il est possible de protéger des personnes contre des maladies graves en utilisant des gouttes nasales contenant des bactéries amicales génétiquement modifiées. Nous pensons que ce sera probablement un moyen très efficace et populaire de protéger les gens contre une série de maladies à l'avenir.»

Une étude montre les dangers potentiels des édulcorants sur la flore intestinale

«Une étude montre les dangers potentiels des édulcorants», source Anglia Ruskin University (ARU).

Selon une nouvelle étude, des édulcorants pourraient faire envahir l'intestin par des bactéries intestinales

Une nouvelle étude a découvert que des édulcorants artificiels courants peuvent entraîner des bactéries intestinales saines pour provoquer une maladie et envahir la paroi intestinale, entraînant potentiellement de graves problèmes de santé.

L'étude, publiée dans International Journal of Molecular Sciences, est la première à montrer les effets pathogènes de certains édulcorants artificiels les plus largement utilisés, saccharine, sucralose et aspartame, sur deux types de bactéries intestinales, Escherichia coli et Enterococcus faecalis.

Des études antérieures ont montré que des édulcorants artificiels peuvent modifier le nombre et le type de bactéries dans l'intestin, mais cette nouvelle étude moléculaire, dirigée par des universitaires de l'ARU, a démontré que des édulcorants peuvent également rendre les bactéries pathogènes. Il a découvert que ces bactéries pathogènes peuvent se fixer, envahir et tuer les cellules Caco-2, qui sont des cellules épithéliales qui tapissent la paroi de l'intestin.

Il est connu que des bactéries telles que E. faecalis qui traversent la paroi intestinale peuvent pénétrer dans la circulation sanguine et se rassembler dans les ganglions lymphatiques, le foie et la rate, provoquant un certain nombre d'infections, y compris la septicémie.

Cette nouvelle étude a découvert qu'à une concentration équivalente à deux canettes de boisson gazeuse sans sucres, les trois édulcorants artificiels augmentaient considérablement l'adhésion de E. coli et de E. faecalis aux cellules intestinales Caco-2 et augmentaient de manière différentielle la formation de biofilms.

Les bactéries qui se développent dans les biofilms sont moins sensibles aux traitements antimicrobiens et sont plus susceptibles de sécréter des toxines et d'exprimer des facteurs de virulence, qui sont des molécules pouvant causer des maladies.

De plus, les trois édulcorants ont poussé les bactéries intestinales pathogènes à envahir les cellules Caco-2 présentes dans la paroi de l'intestin, à l'exception de la saccharine qui n'a eu aucun effet significatif sur l'invasion de E. coli.

L'auteur principal de l'article, le Dr Havovi Chichger, maître de conférences en sciences biomédicales à l'Université Anglia Ruskin (ARU), a dit: «La consommation d'édulcorants artificiels suscite de nombreuses inquiétudes, certaines études montrant que les édulcorants peuvent affecter la couche de bactéries qui soutient l'intestin, connue sous le nom de microbiote intestinal.»

«Notre étude est la première à montrer que certains des édulcorants les plus couramment retrouvés dans les aliments et les boissons, saccharine, sucralose et aspartame, peuvent rendre pathogènes les bactéries intestinales normales et ‘saines’. Ces changements pathogéniques comprennent une plus grande formation de biofilms et une augmentation de l'adhésion et de l'invasion des bactéries dans les cellules intestinales humaines.»

«Ces changements pourraient conduire à une invasion de nos propres bactéries intestinales et à des dommages à notre intestin, qui peuvent être liés à une infection, une septicémie et une défaillance de plusieurs organes.»

«Nous savons que la surconsommation de sucre est un facteur majeur dans le développement de maladies telles que l'obésité et le diabète. Par conséquent, il est important que nous augmentions notre connaissance des édulcorants par rapport aux sucres dans l'alimentation pour mieux comprendre l'impact sur notre santé.»

Des 'bonnes' bactéries sont prometteuses pour le traitement clinique de la maladie de Crohn et de la colite ulcéreuse

Balfour Sartor

«Des 'bonnes' bactéries sont prometteuses pour le traitement clinique de la maladie de Crohn et de la colite ulcéreuse», source UNC Health et UNC School of Medicine.

Balfour Sartor, professeur de médecine, de microbiologie et d'immunologie, est l'auteur principal d'une étude qui montre comment un nouveau consortium de bactéries vivant dans le tube digestif d'individus en bonne santé peut être utilisé pour prévenir et traiter la colite agressive dans des modèles murins humanisés.

Une nouvelle étude publiée dans Nature Communications démontre qu'un consortium de bactéries conçues pour compléter les fonctions manquantes ou sous-représentées dans le microbiome déséquilibré des patients atteints de maladies inflammatoires de l'intestin (MII), a prévenu et traité la colite chronique à médiation immunitaire dans des modèles murins humanisés. L'auteur principal de l'étude, Balfour Sartor, codirecteur du Centre multidisciplinaire sur les MII de l'Université de Caroline du Nord, a déclaré que les résultats sont encourageants pour une utilisation future dans le traitement de la maladie de Crohn et des patients atteints de colite ulcéreuse.

«L'idée avec ce traitement est de restaurer la fonction normale des bactéries protectrices dans l'intestin, en ciblant la source de MII, au lieu de traiter ses symptômes avec des immunosuppresseurs traditionnels qui peuvent provoquer des effets secondaires comme des infections ou des tumeurs», a déclaré Sartor.

Les consortiums de bactéries vivantes, appelés GUT-103 et GUT-108, ont été développés par la société de biotechnologie Gusto Global. Le GUT-103 est composé de 17 souches de bactéries qui travaillent ensemble pour se protéger et se nourrir mutuellement. GUT-108 est une version raffinée de GUT-103, utilisant 11 isolats humains liés aux 17 souches. Ces combinaisons permettent aux bactéries de rester dans le côlon pendant une période prolongée, contrairement aux autres probiotiques qui ne sont pas capables de vivre dans l'intestin et de traverser rapidement le système. (C'est le cas des yogourt, dont la flore probiotique ne s'implante pas, et si c'était le cas, vous n'auriez pas besoin d'en conommer fréquemment -aa)

GUT-103 et GUT-108 ont été administrés par voie orale trois fois par semaine à des souris 'sans germe' (aucune bactérie présente) qui avaient été spécialement développées et traitées avec des bactéries humaines spécifiques, créant un modèle de souris humanisées. Le consortium de bactéries thérapeutiques a travaillé en s'attaquant aux cibles en amont, plutôt qu'en ciblant une seule cytokine pour bloquer les réponses inflammatoires en aval, et ont inversé l'inflammation établie.

«Il a également diminué les pathobiontes - bactéries qui peuvent causer des dommages - tout en développant les bactéries protectrices résidentes, et a produit des métabolites favorisant la guérison des muqueuses et les réponses immunorégulatrices», a déclaré Sartor. «En termes simples, le traitement a augmenté les bons et diminué les méchants.»

En raison des résultats robustes observés dans cette étude et du besoin de thérapies alternatives supplémentaires pour la maladie de Crohn, Sartor aimerait voir GUT-103 et GUT-108 étudiés dans les essais cliniques de phase 1 et 2 à l'avenir. Il prévoit de poursuivre son travail avec Gusto Global pour explorer davantage les utilisations des consortiums bactériens.

Ce travail a été financé par Gusto Global, LLC. Daniel Van der Lelie, PDG de Gusto Global, est le premier auteur de cette étude. Des souris exemptes de germes ont été fournies grâce à des subventions du National Institutes of Health (NIH) et de la Crohn’s and Colitis Foundation.

Des scientifiques identifient à quel point des bactéries intestinales inoffensives deviennent méchantes

«Des scientifiques identifient à quel point des bactéries intestinales inoffensives deviennent méchantes», source ScienceDaily.

Une équipe internationale de scientifiques a déterminé à quel point des bactéries intestinales comme des E. coli inoffensifs chez des poulets peuvent facilement capter les gènes nécessaires pour évoluer et provoquer une infection potentiellement mortelle. Leur étude, publiée dans Nature Communications, avertit que de telles infections affectent non seulement l'industrie avicole, mais pourraient également potentiellement se propager pour infecter les humains.

E. coli est une bactérie courante qui vit dans les intestins de la plupart des animaux, y compris les humains. Il est généralement inoffensif lorsqu'il reste dans l'intestin, mais il peut devenir très dangereux s'il envahit la circulation sanguine, provoquant une infection systémique pouvant même entraîner la mort.

E. coli pathogène aviaire (APEC pour Avian pathogenic E. coli) est l'infection la plus courante chez les poulets élevés pour la viande ou les œufs. Elle peut entraîner la mort dans jusqu'à 20 pour cent des cas et entraîner des pertes de plusieurs millions de livres dans l'industrie de la volaille. Le problème est aggravé par l'augmentation de la résistance aux antibiotiques et les infections présentent également un risque de maladie chez l'homme.

L'équipe de scientifiques, dirigée par le Milner Center for Evolution de l'Université de Bath, a séquencé et analysé l'ensemble des génomes des bactéries E. coli retrouvées dans des poulets sains et infectés élevés dans des fermes avicoles commerciales afin de mieux comprendre pourquoi et comment ces microbes normalement inoffensifs. peut devenir mortels.

Ils ont découvert qu'il n'y avait pas de gène unique responsable de la transformation d'une bactérie inoffensive en une bactérie pathogène, mais plutôt que cela pouvait être causé par plusieurs combinaisons d'un groupe diversifié de gènes.

Leurs résultats indiquent que toutes les bactéries présentes dans l'intestins des poulets ont le potentiel de capter les gènes dont elles ont besoin pour se transformer en une infection dangereuse, grâce à un processus appelé transfert horizontal de gènes.

Le transfert horizontal de gènes permet aux bactéries d'acquérir du nouveau matériel génétique d'autres bactéries à proximité. Cela peut se produire en récupérant les molécules d'ADN des bactéries mortes, en échangeant des brins d'ADN en ayant un «sexe bactérien» ou en étant infecté par des virus qui transfèrent l'ADN d'une bactérie à une autre.

Le professeur Sam Sheppard, du Milner Center for Evolution de l'Université de Bath, a dirigé l'étude. Il a dit: «Auparavant, nous pensions qu'E. coli devenait pathogène en acquérant des gènes spécifiques d'autres microbes souvent présents dans des éléments mobiles appelés plasmides.»

«Mais notre étude a comparé les génomes de E. coli pathogènes et inoffensifs chez les poulets et a constaté qu'ils peuvent «devenir mauvais» simplement en prélevant des gènes dans leur environnement.»

«Les bactéries font cela tout le temps dans l'intestin du poulet, mais la plupart du temps, les gènes récupérés sont préjudiciables aux bactéries, ce qui en fait une impasse évolutive.»

«Cependant, il y a 26 milliards de poulets dans le monde, ce qui représente environ 70% de toute la biomasse d'oiseaux sur terre.»

«Cela augmente la probabilité que les bactéries captent des gènes qui pourraient aider les bactéries à survivre et à devenir infectieuses, ou même à sauter des espèces pour infecter les humains.»

Les auteurs de l'étude soulignent la nécessité de surveiller les souches les plus susceptibles de devenir pathogènes afin de pouvoir les traiter avant qu'elles ne deviennent dangereuses.

Le professeur Sheppard a dit: «Nous avons été surpris de constater que ce n'est pas seulement une seule souche qui cause l'APEC, mais que n'importe quelle souche peut potentiellement acquérir la 'combinaison monstre' de gènes nécessaires pour devenir mauvais.»

Les souches susceptibles de devenir pathogènes pourraient être identifiées en utilisant une méthode similaire à celle utilisée pour détecter les variants du Covid19. Après le séquençage du génome entier, des tests PCR rapides peuvent être utilisés pour sonder des gènes spécifiques qui pourraient conduire à une infection par APEC.

Le professeur Sheppard a dit: «Nous avons identifié une vingtaine de gènes communs dans des microbes pathogènes et si nous pouvons rechercher ces gènes clés dans un troupeau d'oiseaux, cela aiderait les agriculteurs à cibler ces porteurs avant qu'ils ne causent un problème.»

Une stratégie égoïste augmente la prévalence de bactéries du microbiome

« Une stratégie égoïste augmente la prévalence de bactéries du microbiome », source communiqué du Quadram Institute.

Des chercheurs du Quadram Institute ont découvert une voie métabolique unique qui confère à un membre clé du microbiote intestinal un avantage concurrentiel lors de la colonisation de notre corps.

En plus de fournir de nouvelles informations sur la relation symbiotique que nous entretenons avec nos bactéries intestinales, la découverte de cette voie pourrait également fournir de nouvelles cibles pour les biomarqueurs ou les traitements pour les affections liées aux déséquilibres du microbiote.

Notre tube digestif abrite des milliards de microbes, appelés collectivement le microbiote, qui jouent un rôle vital dans le maintien d'une bonne santé. La muqueuse de l'intestin est recouverte de mucus. Cela a un double rôle: il aide à empêcher les bactéries d’accéder et de traverser la muqueuse intestinale, mais fournit également des nutriments au microbiote.

Le mucus est composé de protéines appelées mucines. Les mucines sont fortement « décorées » avec des molécules de sucre appelées glycanes.

Des études antérieures ont indiqué que ces glycanes sont une source importante de sucres pour le métabolisme bactérien. Le type de glycane change en descendant dans le tube digestif, avec les glycane de l'acide sialique prédominant dans le mucus du côlon chez l'homme. Comme il s'agit du site principal du microbiote intestinal, les bactéries capables de métaboliser l'acide sialique présentent un avantage distinct.

Plusieurs espèces de bactéries intestinales possèdent le groupe de gènes nécessaire pour métaboliser l'acide sialique, dont Ruminococcus gnavus. C'est l'un des premiers colonisateurs de l'intestin du nourrisson et il persiste jusqu'à l'âge adulte. R. gnavus est présent chez environ 90% des humains et est considéré comme un membre dominant du microbiote intestinal « normal ». Il est également surreprésenté dans le microbiote de personnes souffrant d'un certain nombre d'affections, dont les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI).

R. gnavus jouant apparemment un rôle important dans un microbiote en bonne santé et dans des maladies, il a donc suscité beaucoup d'intérêt pour comprendre sa capacité à se nourrir des nutriments dans l'intestin. Cette nouvelle étude révèle la voie métabolique unique et explique pourquoi elle présente un avantage particulier par rapport aux autres microbes.

Le professeur Nathalie Juge et son groupe du Quadram Institute ont précédemment découvert que R. gnavus peut séparer l'acide sialique des molécules de mucine, mais contrairement à d'autres bactéries, il est modifié chimiquement.

Dans une nouvelle étude, publiée dans la revue NatureMicrobiology, l’équipe a montré comment cette modification permet à la bactérie de conserver l’acide sialique pour elle-même. Tandis que d'autres bactéries libèrent de l'acide sialique libre pour que les autres membres du microbiote le métabolisent, R. gnavus agit de manière égoïste et peut donc en bénéficier.

Des bactéries (rouge) colonisant la couche de mucus du côlon (vert). Image de Laura Vaux, Institut Quadram.
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En collaboration avec des collègues de Diamond Light Source, de l’Université d’East Anglia (UEA), de l’Université de York et de l’Université de Californie, Andrew Bell, étudiant en doctorat de l’équipe de Juge, a identifié les gènes et caractérisé les protéines utilisées pour transporter et métaboliser l’acide sialique modifié. Les scientifiques ont découvert que R. gnavus avait une protéine qui transportait spécifiquement l'acide sialique modifié dans ses cellules. L'étude a été financée par le Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC)  et l’US National Institutes of Health (NIH).

Le Dr Jesus Angulo, de l’École de pharmacie de l’UEA, a déclaré: « Un aspect important de ce mécanisme « égoïste » remarquable consiste à comprendre comment il peut transporter sélectivement le nutriment à l’intérieur de la cellule. Ici à l’UEA, nous avons développé une nouvelle méthode et l'avons appliquée pour voir comment une protéine clé de cet important symbiote digestif fonctionne au niveau du détail atomique. »

Une fois à l'intérieur de la cellule, les bactéries peuvent supprimer la modification, leur permettant de métaboliser l'acide sialique. Les chercheurs du Quadram Institute ont ensuite neutralisé les gènes de cette voie métabolique exclusive, qui altérait gravement la capacité de R. gnavus à coloniser la couche de mucus, indiquant ainsi son importance pour ces bactéries.

Des pathogènes d'origine alimentaire protégés par des bactéries commensales qui favorisent la formation de biofilm

« Des pathogènes d'origine alimentaire protégés par des bactéries commensales qui favorisent la formation de biofilm », source Doug Powell du barfblog.

Selon des chercheurs de Penn State, des bactéries pathogènes qui se cachent obstinément dans certaines installations de conditionnement de pommes peuvent survivre et être protégées par des bactéries inoffensives qui sont connues pour leur capacité à former des biofilms. Cela pourrait conduire au développement de stratégies alternatives de contrôle des pathogènes d’origine alimentaire.

Telle était la principale constatation tirée d'une étude sur trois installations de conditionnement de fruits dans le Nord-Est des Etats-Unis, où la contamination par Listeria monocytogenes était un sujet de préoccupation. L’étude, réalisée en collaboration avec l’industrie de la pomme, visait à mieux comprendre l’écologie microbienne des installations de transformation des aliments. Le but ultime était d’identifier les moyens d’améliorer la maîtrise des agents pathogènes dans la chaîne d’approvisionnement des pommes afin d’éviter les épidémies de maladies d’origine alimentaire et le rappel de pommes et de produits à base de pommes.

« Ce travail fait partie des efforts de Penn State pour aider les producteurs à se conformer aux normes énoncées dans la loi fédérale sur la sécurité des produits alimentaires, souvent désignée sous le nom de FSMA (Food Safety Modernization Act) », a déclaré la chercheuse Jasna Kovac, professeure adjointe en sciences des aliments au College of Agricultural Sciences.

Dans cette étude, les chercheurs ont cherché à comprendre la composition du microbiote dans les environnements de conditionnement de pommes et son association avec l'apparition de l'agent pathogène d'origine alimentaire Listeria monocytogenes. Leurs essais ont révélé qu'une usine de conditionnement avec une présence significativement plus élevée de Listeria monocytogenes était uniquement dominée par la famille bactérienne Pseudomonadaceae et par la famille des moisissures, Dipodascaceae.

« Lors de nos recherches sur les propriétés de ces micro-organismes, nous avons appris qu'ils étaient connus pour être d'excellents formateurs de biofilms », a dit le chercheur principal Xiaoqing Tan (voir photo), étudiant récemment diplômé en maîtrise en sciences des aliments et membre du Penn State Microbiome Center, hébergé dans le Huck Institutes of Life Sciences.

« Sur la base de nos résultats, nous émettons l'hypothèse que ces micro-organismes inoffensifs soutiennent la persistance de Listeria monocytogenes car ils protègent les bactéries dangereuses en les enfermant dans des biofilms. Nous testons cette hypothèse dans une étude de suivi. »

Les résultats de la recherche, publiée (le 21 août) dans Microbiome, permettent de mieux comprendre le problème de la contamination par Listeria et pourraient amener les chercheurs et l'industrie de la pomme à se rapprocher de la résolution du problème, estime Kovac.

Les équipements des usines de transformation des fruits, tels que les convoyeurs à brosses, ont une conception sanitaire médiocre qui les rend difficiles à nettoyer et à désinfecter, a-t-elle souligné. Elle et LaBorde prévoient de collaborer avec l'industrie de la pomme pour élaborer des stratégies de nettoyage et de désinfection plus efficaces.

Les chercheurs ont prélevé des échantillons dans des installations de conditionnement de pommes dans lesquelles Listeria monocytogenes était persistante. Ils ont découvert que des bactéries inoffensives peuvent héberger les agents pathogènes.

« Pour faire suite à ces découvertes, nous expérimentons certaines des souches de bactéries non pathogènes qui ne sont pas nocives pour les humains afin de voir si elles peuvent être utilisées en tant que biocontrôle », a-t-elle déclaré. « Une fois appliqués sur les surfaces des équipements dans ces environnements, elles peuvent être capables de surpasser et de supprimer Listeria, réduisant ainsi les risques liés à la sécurité des aliments et les éventuelles mesures réglementaires. Nous explorons toujours cette approche dans un environnement de laboratoire contrôlé. Si cela s'avère réalisable, nous aimerions tester cela dans des installations de conditionnement et de transformation de la pomme. »

Les chercheurs, dans la Penn State, soupçonnent que le microbiote hébergeant éventuellement Listeria monocytogenes ne se limite pas aux installations de transformation des fruits ou à la production de fruits. Ils commenceront bientôt à analyser les communautés microbiennes dans les installations de transformation des produits laitiers afin de déterminer la composition microbienne et l'écologie de ces environnements.