Comment passer d'un état viable mais non cultivable à un état réactif ? L'exemple démonstratif de L. monocytognes et du hareng fumé

Listeria monocytogenes viable mais non cultivable peut se réactiver après transfert de biofilms sur de l'acier inoxydable vers du hareng fumé conditionné sous-vide.

Faits saillants

• Listeria monocytogenes viables mais non cultivables (VBNC) ont été induits dans des biofilms par de l’ammonium quaternaire.
• Les populations de VBNC sont transféré à des surfaces de hareng fumé.
• Listeria monocytogenes VBNC retrouvent leur capacité de culture lors du stockage réfrigéré.
• Les populations réactivées atteignent 6 à 7 log UFC/g à la date limite de consommation.

Résumé

Listeria monocytogenes est un pathogène persistant d’origine alimentaire, capable de survivre lors des conditions d’hygiène et de basse température fréquemment rencontrées dans les environnements de transformation des aliments. En situation de stress environnemental, cette bactérie peut entrer dans un état viable mais non cultivable (VBNC), caractérisé par le maintien de sa viabilité mais la perte de sa capacité de culture, la rendant indétectable par les méthodes microbiologiques conventionnelles. Cette étude visait à déterminer si des populations de Listeria monocytogenes VBNC issues de biofilms pouvaient être transférées à un produit de la mer prêt à consommer et se réactiver lors de la conservation réfrigérée. Des biofilms ont été formés pendant 24 h sur des supports en acier inoxydable à 8°C et exposés à un désinfectant à base d'ammonium quaternaire. Les populations totales, viables et cultivables ont été quantifiées par qPCR, PMA-qPCR et dénombrées. Le traitement par de l'ammonium quaternaire a réduit significativement les populations cultivables (réduction de 3 log) tout en maintenant des populations viables élevées (≈ 5,2 log GE/cm²) [GE = genome equivalent ou équivalent génomique], suggérant une induction du caractère VBNC. Les biofilms traités et non traités ont ensuite été mis en contact avec des morceaux de hareng fumé-salé stériles afin de simuler une contamination croisée. Dans tous les cas, des populations de Listeria monocytogenes ont été transférées, avec des populations viables atteignant environ 4 à 6 log GE/g pour les biofilms non traités et environ 3 log GE/g pour les biofilms traités par de l’ammonium quaternaire, où la plupart des populations étaient à l'état VBNC. Lors du stockage sous-vide et réfrigéré (7 jours à 4°C suivis de 14 jours à 8°C), les populations présentes à la surface du hareng ont progressivement retrouvé leur capacité de culture, les populations cultivables passant de faibles niveaux initiaux à 5 à 7 log UFC/g à la fin de la durée de conservation du produit (21 jours). Ces résultats montrent que les populations de Listeria monocytogenes VBNC présentes sur les surfaces en contact avec les aliments peuvent être transférées aux produits de la mer prêts à consommer et retrouver leur capacité de culture pendant le stockage. Ceci met en évidence une voie de contamination potentielle et souligne la nécessité de prendre en compte les populations VBNC dans les stratégies de surveillance de l'hygiène et d'évaluation des risques pour les aliments conditionnés sous-vide.

Ces résultats ont des implications majeures pour la gestion de la sécurité des aliments. Les méthodes conventionnelles de maîtrise de l'hygiène, basées sur le dénombrement des cellules cultivables, sous-estiment probablement la présence de Listeria monocytogenes viable dans les environnements de transformation, notamment après des procédures de désinfection susceptibles d'induire un état VBNC plutôt que d'inactiver les populations. Par conséquent, des produits considérés comme microbiologiquement conformes peuvent encore héberger des populations viables et potentiellement réanimables de L. monocytogenes. La détection de L. monocytogenes VBNC est donc cruciale pour améliorer la surveillance environnementale, en particulier dans les installations de transformation des produits de la mer et des plats cuisinés prêts à consommer, où les basses températures et l'anaérobiose peuvent favoriser la réanimation bactérienne pendant le stockage. Ces résultats soulignent également la nécessité d'évaluer les formulations de désinfectants non seulement pour leur létalité immédiate, mais aussi pour leur potentiel à induire une dormance bactérienne.

En conclusion, cette étude a montré que les populations de Listeria monocytogenes survivantes à la désinfection à l'état de VBNC au sein de biofilms peuvent être transférées aux produits de la mer prêts à consommer et se réactiver lors du stockage réfrigéré sous-vide. Ces résultats révèlent une voie de contamination jusqu'alors inconnue et soulignent la nécessité d'intégrer la quantification des bactéries VBNC aux systèmes de surveillance de la sécurité des aliments.

NB : L’article est disponible gratuitement en intégralité.

Sensibilité de Campylobacter jejuni aux facteurs de stress dans le système agro-alimentaire et induction d'un état viable mais non cultivable

Une étude parue dans Applied and Environmental Microbiology a pour titre  «Susceptibility of Campylobacter jejuni to Stressors in Agrifood Systems and Induction of a Viable-but-Nonculturable State» (Sensibilité de Campylobacter jejuni aux facteurs de stress dans le système agro-alimentaire et induction d'un état viable mais non cultivable).

Résumé

De nombreuses bactéries peuvent devenir viables mais non cultivables (VMNC) en réponse à des facteurs de stress couramment identifiés dans les systèmes agroalimentaires. Campylobacter est capable d'entrer dans l'état VMNC pour échapper à des conditions environnementales défavorables, mais la façon dont la transformation des aliments peut inciter Campylobacter jejuni à entrer dans cet état et le rôle potentiel des aliments dans l'induction de l'état VMNC chez C. jejuni restent largement inconnus.

Dans cette étude, la cultivabilité et la viabilité des cellules de C. jejuni ont été étudiées sous traitement au chlore (25 ppm), stress aérobie (conditions atmosphériques) et conditions de basse température (4°C) imitant la transformation des aliments. De plus, les comportements des cellules de C. jejuni dans du lait UHT et pasteurisé ont également été surveillés pendant le stockage réfrigéré. Le nombre de cellules viables et cultivables de C. jejuni dans la culture bactérienne pure et les matrices alimentaires a été déterminé séparément par PCR quantitative (qPCR )au monoazide de propidium (PMA) et essai de mise sur plaque. Les cellules de C. jejuni ont perdu leur capacité de culture mais ont partiellement conservé leur viabilité (1% à 10%) une fois mélangées à du chlore. En comparaison, environ 10% des cellules de C. jejuni ont été amenées à entrer dans l'état VMNC après 24 h et 20 jours respectivement, dans des conditions aérobies et à basse température. La viabilité des cellules de C. jejuni est restée stable pendant le processus d'induction dans du lait UHT (> 10%) et pasteurisé (>10 %). Le nombre de cellules cultivables de C. jejuni a diminué rapidement dans le lait pasteurisé, mais des cellules cultivables pouvaient encore être détectées à la fin (jour 21). En revanche, le nombre de cellules cultivables de C. jejuni a lentement diminué et elles sont devenues indétectables après plus de 42 jours dans du lait UHT. Les cellules de C. jejuni ont répondu différemment à diverses conditions de stress et ont survécu en grand nombre à l'état VMNC dans les systèmes agroalimentaires.

Importance

L'état de VMNC des agents pathogènes peut présenter des risques pour la sécurité des aliments et la santé publique, car les agents pathogènes ne peuvent pas être détectés à l'aide de méthodes conventionnelles basées sur la culture microbiologique, mais peuvent ressusciter dans des conditions favorables pour développer une virulence. En tant que principale cause de gastro-entérite humaine dans le monde, C. jejuni peut entrer dans l'état de VMNC pour survivre dans l'environnement et la chaîne de transformation des aliments à forte prévalence. Dans cette étude, l'effet des conditions de transformation des aliments et des produits alimentaires sur le développement de l'état de VMNC chez C. jejuni a été étudié, fournissant une meilleure compréhension de l'interaction entre C. jejuni et l'agroécosystème. Les connaissances issues de cette étude peuvent aider à développer de nouvelles stratégies d'intervention pour réduire les risques de sécurité des aliments associés à ce micro-organisme.

Induction de l'état viable mais non cultivable dans des fruits secs contaminés par Salmonella

Stressors on dried fruit can induce the VBNC state in Salmonella, thus rendering it undetectable with culture-based methods even though the bacteria remain viable. @AppEnvMicro https://t.co/znPj615c5N pic.twitter.com/3wWNNKgyoC

— ASM (@ASMicrobiology) February 14, 2022

«Induction of the Viable-but-Nonculturable State in Salmonella Contaminating Dried Fruit» (Induction de l'état viable mais non cultivable dans des fruits secs contaminés par Salmonella), source article disponible en intégralité paru dans Apllied and Environmental Microbiology.

Résumé

Salmonella peut devenir viable mais non cultivable (VBNC pour viable but nonculturable) en réponse à des facteurs de stress environnementaux, mais l'induction de l'état de VBNC dans des fruits secs prêts à consommer contaminés par Salmonella est mal caractérisée. Des pommes, des fraises et des raisins secs ont été mélangés avec un cocktail de cinq souches de Salmonella à 4% en volume par masse de fruits séchés à 10⁹ UFC/g. Les fruits secs inoculés ont ensuite été séchés dans des dessiccateurs à 25°C jusqu'à ce que l'activité de l'eau (a_w) se rapproche de celle des fruits secs non inoculés. Cependant, Salmonella n'a pas pu être récupérée après séchage, pas même après enrichissement, suggérant une réduction de population d'environ 8 log UFC/g. Pour évaluer l'impact potentiel de la température de stockage sur la survie, des pommes séchées ont été inoculées ponctuellement avec le cocktail de Salmonella, séchés sous atmosphère ambiante à 25°C et stockées à 4 et 25°C. L'inoculation localisée a permis la récupération de Salmonella sur la pomme séchée après séchage, la population de Salmonella diminuant progressivement sur les pommes séchées stockées à 25°C jusqu'à ce qu'elle soit indétectable après environ 46 jours, même après enrichissement. Le déclin de la population a été sensiblement plus lent à 4°C, Salmonella étant détectée jusqu'à 82 jours. Cependant, la microscopie à fluorescence et la microscopie confocale à balayage laser avec le kit de viabilité bactérienne LIVE/DEAD BacLight à des moments où aucune Salmonella ne pouvait être récupérée sur le milieu de croissance, même après enrichissement, ont montré qu'une grande proportion (56 à 85%) des cellules de Salmonella sur les fruits secs étaient viables. Les données suggèrent que la combinaison unique de facteurs de stress dans les fruits séchés peut induire un grand nombre de cellules VBNC de Salmonella.

Importance

Salmonella est l'un des principaux pathogènes d'origine alimentaire à l'échelle mondiale, provoquant de nombreuses épidémies de maladies d'origine alimentaire et reste le principal contributeur aux décès attribués aux maladies d'origine alimentaire aux États-Unis et dans d'autres pays industrialisés. Par conséquent, des méthodes de détection efficaces des aliments contaminés par Salmonella sont essentielles pour la santé publique et la sécurité des aliments. Les méthodes microbiologiques basées sur la culture sont considérées comme la référence pour la détection et le dénombrement de Salmonella dans les aliments. Les résultats de cette étude suggèrent que des facteurs de stress uniques sur les fruits séchés peuvent induire l'état de VBNC chez Salmonella, le rendant ainsi indétectable avec des méthodes basées sur la culture, même si les bactéries restent viables. Par conséquent, il convient d'envisager sérieusement d'utiliser, en plus des méthodes basées sur la culture, des méthodes microscopiques et moléculaires pour la détection précise de toutes les cellules viables et/ou cultivables de Salmonella contaminant des fruits séchés, car toutes ces cellules ont le potentiel de causer une maladie humaine.

En conclusion, les résultats de cette étude ont montré que Salmonella peut entrer dans l'état de VBNC sur des fruits séchés, ce qui pourrait conduire à une sous-estimation des cellules viables de Salmonella en utilisant des méthodes microbiologiques basées sur la culture. D'autres études sont nécessaires pour comprendre les principaux facteurs environnementaux qui déclenchent l'induction et la réanimation de l'état de VBNC chez Salmonella et les mécanismes moléculaires impliqués. De plus, des recherches supplémentaires doivent être menées sur la physiologie et la virulence de Salmonella VBNC. Enfin, les avancées technologiques futures qui permettent des limites inférieures de détection des cellules VBNC devraient permettre des enquêtes avec de faibles niveaux d'inoculum qui simuleraient plus adéquatement les événements de contamination naturelle. De telles études permettront d'approfondir notre compréhension des implications pratiques et de santé publique de l'induction et de la persistance de l'état de Salmonella VBNC dans les fruits séchés.

Aux lecteurs du blog

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

Le développement de biofilms sur des cathéters urinaires favorise l'apparition de bactéries viables mais non cultivables

Des scientifiques découvrent des populations répandues de bactéries viables mais non cultivables sur du silicone, du latex enduit d'hydrogel et du latex enduit d'hydrogel et revêtu d'un alliage d'argent, des matériaux qui sont utilisés dans les cathéters.

«Le développement de biofilms sur des cathéters urinaires favorise l'apparition de bactéries viables mais non cultivables», source mBio. L'article est disponible en intégralité.

Résumé

Les infections des voies urinaires associées aux cathéters ont des conséquences graves, tant pour les patients que pour les ressources en soins de santé. De nombreux travaux ont été menés pour développer un cathéter antimicrobien. Bien que de tels développements se soient révélés prometteurs dans des conditions de laboratoire, aucun n'a démontré un avantage clair dans les essais cliniques. En utilisant une gamme de techniques microbiologiques et de microscopie avancées, une étude détaillée en laboratoire comparant le développement de biofilm sur des cathéters en silicone, en latex enduit d'hydrogel et en latex enduit d'hydrogel avec un alliage d'argent a été réalisée.

Le développement de biofilm par Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa et Proteus mirabilis sur trois cathéters disponibles dans le commerce a été suivi au fil du temps.

Les échantillons ont été examinés par microscopie épiscopique à contraste interférenciel différentiel (ou EDIC pour episcopic differential interference contrast), l'analyse de la culture et des techniques de coloration pour quantifier les bactéries viables mais non cultivables (BVNC). Les évaluations tant qualitatives que quantitatives ont montré que les biofilms se développaient rapidement sur les trois matériaux. La microscopie EDIC a révélé la topographie de surface rugueuse des matériaux. Les différences entre le nombre de cultures et la quantification des cellules totales et mortes ont démontré la présence de populations de BVNC, où les bactéries conservent leur viabilité mais ne sont pas métaboliquement actives. L'utilisation de techniques non fondées sur la culture a montré le développement de populations largement répandues de BVNC. Ces populations de BVNC étaient plus évidentes sur les cathéters en latex enduits d'hydrogel revêtus d'alliage d'argent, indiquant au mieux un effet bactériostatique. Les essais en laboratoire rapportés ici, qui détectent les bactéries BVNC, permettent une évaluation plus rigoureuse des cathéters antimicrobiens, expliquant pourquoi les avantages pour les patients sont souvent minimes.

Importance

Plusieurs matériaux antimicrobiens pour cathéters urinaires ont été développés, mais, bien que les études de laboratoire puissent montrer un avantage, aucune n'a amélioré de manière significative les résultats cliniques. L'utilisation d'essais en laboratoire mal conçus et le manque de considération de l'impact des populations de la BVNC peuvent être responsables. Bien que la présence de populations de BVNC soit de plus en plus signalée, il reste un manque de compréhension de l'impact clinique ou de l'influence de l'exposition aux produits antimicrobiens. Il s'agit de la première étude à étudier l'impact des matériaux de surface antimicrobiens et l'apparence des populations de BVNC. Cela démontre à quel point des essais améliorés sont nécessaires avant le début des essais cliniques.