Un champignon récemment découvert aide à détruire une mycotoxine alimentaire dangereuse, la patuline

«Un champignon récemment découvert aide à détruire une mycotoxine alimentaire dangereuse, la patuline», source ScienceDaily via la Tokyo University of Science

Des scientifiques identifient une souche fongique qui transforme la patuline, une mycotoxine dangereuse parfois présente dans les fruits, en sous-produits moins toxiques.

La patuline est une mycotoxine dangereuse produite par des champignons que l'on trouve généralement dans les fruits endommagés, notamment les pommes, les poires et les raisins. Lors d'une récente avancée, des chercheurs japonais ont identifié une nouvelle souche fongique filamenteuse capable de dégrader la patuline en la transformant en substances moins toxiques. Leurs découvertes fournissent des informations importantes sur les mécanismes de dégradation de la patuline présents dans la nature et peuvent conduire à de nouvelles façons de maîtriser la toxicité de la patuline dans nos approvisionnements alimentaires.

La patuline (C7H6O4), une mycotoxine produite par plusieurs types de champignons, est toxique pour diverses formes de vie, notamment les humains, les mammifères, les plantes et les micro-organismes. En particulier, les environnements dépourvus de mesures d'hygiène appropriées pendant la production alimentaire sont susceptibles d'être contaminés par la patuline, car bon nombre de ces espèces de champignons ont tendance à se développer sur des fruits endommagés ou en décomposition, en particulier les pommes, et même à contaminer les produits à base de pommes, tels que la compote de pommes, le jus de pomme, les confitures, et les cidres.

Responsable d'une grande variété de risques pour la santé, notamment des nausées, une congestion pulmonaire, des ulcères, des hémorragies intestinales et des conséquences encore plus graves, telles que des dommages à l'ADN, une immunosuppression et un risque accru de cancer, la toxicité de la patuline est une préoccupation majeure dans le monde entier. En conséquence, de nombreux pays ont imposé des restrictions sur les niveaux autorisés de patuline dans les produits alimentaires, en particulier dans les aliments pour bébés, car les nourrissons sont plus vulnérables aux effets de la patuline.

Le traitement de la toxicité de la patuline comprend l'oxygénothérapie, l'immunothérapie, la thérapie de désintoxication et la thérapie nutritionnelle. Cependant, comme il vaut souvent mieux prévenir que guérir, les scientifiques sont à la recherche de moyens efficaces pour atténuer la toxicité de la patuline dans les produits alimentaires. À cette fin, une équipe de recherche comprenant le professeur Toshiki Furuya de la Tokyo University of Science (TUS) au Japon, a récemment recherché des micro-organismes du sol susceptibles de contribuer à contrôler la toxicité de la patuline. Leur étude, publiée en ligne dans le volume 12, numéro 4 de MicrobiologyOpen le 11 août 2023, a été co-écrite par Mme Megumi Mita, Mme Rina Sato et Mme Miho Kakinuma, toutes de la TUS.

L’équipe a cultivé des micro-organismes à partir de 510 prélèvements de sol dans un environnement riche en patuline, à la recherche de ceux qui prospéreraient en présence de la mycotoxine. Ensuite, dans une deuxième expérience de dépistage, ils ont utilisé la chromatographie liquide à haute performance (HPLC) pour déterminer les survivants les plus efficaces pour dégrader la patuline en d'autres substances chimiques moins nocives. En conséquence, ils ont identifié une souche de champignon filamenteux (moisissure), Acremonium sp. ou «TUS-MM1», appartenant au genre Acremonium.

L’équipe a ensuite réalisé diverses expériences pour faire la lumière sur les mécanismes par lesquels TUS-MM1 a dégradé la patuline. Cela impliquait d'incuber la souche de moisissures dans une solution riche en patuline et de se concentrer sur les substances qui apparaissaient progressivement à l'intérieur et à l'extérieur de ses cellules en réponse à la patuline au fil du temps.

Une découverte importante a été que les cellules TUS-MM1 transformaient toute patuline absorbée en acide désoxypatulinique, un composé beaucoup moins toxique que la patuline, en y ajoutant des atomes d'hydrogène. «Lorsque nous avons commencé cette recherche, une seule autre souche de champignon filamenteux dégradait la patuline», a commenté le Dr Furuya. «Cependant, avant la présente étude, aucun produit de dégradation n'avait jamais été identifié. À cet égard, à notre connaissance, TUS-MM1 est le premier champignon filamenteux capable de dégrader la patuline en acide désoxypatulinique.»

De plus, l’équipe a découvert que certains composés sécrétés par les cellules TUS-MM1 peuvent également transformer la patuline en d’autres molécules. En mélangeant la patuline avec les sécrétions extracellulaires des cellules TUS-MM1 et en utilisant la HPLC, ils ont observé divers produits de dégradation générés par la patuline. Il est encourageant de constater que des expériences sur des cellules de la bactérie E. coli ont révélé que ces produits sont nettement moins toxiques que la patuline elle-même. Grâce à d’autres analyses chimiques, l’équipe a montré que le principal agent responsable de la transformation de la patuline en dehors des cellules était un composé thermiquement stable mais hautement réactif, doté d’un faible poids moléculaire.

Dans l’ensemble, les résultats de cette étude nous rapprochent de solutions efficaces pour maîtriser les niveaux de patuline dans les aliments. Le Dr Furuya a spéculé : «Élucider les voies par lesquelles les micro-organismes peuvent dégrader la patuline serait utile non seulement pour accroître notre compréhension des mécanismes sous-jacents dans la nature, mais également pour faciliter l'application de ces organismes dans les efforts de biocontrôle.»

De la réduction de Salmonella sur la peau de poulet par des siphophages

Un article prau dans Applied and Environmental Microbiology rapporte qu’un certain type de phage (siphovirus ou siphophage) réduit le nombre d'isolats de Salmonella enterica Serovar Typhimurium sur la peau de poulet (The Lytic Siphophage vB_StyS-LmqsSP1 Reduces the Number of Salmonella enterica Serovar Typhimurium Isolates on Chicken Skin).

Résumé

Le biocontrôle des bactéries des phages est considéré comme une approche naturelle pour lutter contre les pathogènes d'origine alimentaire. Salmonella spp. sont des pathogènes à déclaration obligatoire et très répandus qui causent des maladies d'origine alimentaire dans le monde entier. Dans cette étude, six bactériophages ont été isolés et caractérisés pour infecter des isolats de Salmonella d'origine alimentaire provenant de différentes sources de viande. Le siphovirus VB_StyS-LmqsSP1, qui a été isolé à partir d'un écouvillon nasal de vache, a fait l'objet d'une caractérisation approfondie. Les études d'interaction phage-hôte en milieu liquide ont montré que vB_StyS-LmqsSP1 peut supprimer la croissance des isolats de l'espèce Salmonella à 37°C pendant 10 h et réduire considérablement le titre bactérien à 4°C. Une réduction de 1,4 à 3 unités log a été observée dans les études avec deux isolats de Salmonella d'origine alimentaire et une souche de référence dans des conditions de refroidissement en utilisant des multiplicités d'infection (MOI*) de 10⁴ et 10⁵. L'application de phages sur la peau de poulet a entraîné une réduction d'environ 2 unités log chez les isolats de Salmonella testés à partir des 3 premières heures tout au long d'une expérience d'une semaine à température de refroidissement et avec un MOI de 10⁵. L'analyse de la courbe de croissance en une étape à l'aide de vB_StyS-LmqsSP1 a démontré une période de latence de 60 minutes et une taille d'éclatement de 50 à 61 UFP/cellule infectée pour tous les hôtes testés. De plus, il a été déterminé que le génome du phage était exempt de gènes provoquant des effets indésirables. Sur la base des propriétés phénotypiques et génotypiques, LmqsSP1 a été désigné comme un candidat prometteur pour le contrôle biologique de Salmonella enterica sérovar Typhimurium dans les aliments.

Importance

Salmonella enterica est l'une des principales causes mondiales d'entérite d'origine alimentaire chez l'homme. L'utilisation de désinfectants chimiques pour réduire les pathogènes bactériens dans la chaîne alimentaire peut entraîner la propagation de la résistance bactérienne. Des stratégies d'intervention ciblées et propres peuvent réduire la contamination par Salmonella dans les aliments. L'importance de notre recherche démontre la pertinence d'un bactériophage (vB_StyS-LmqsSP1) pour le contrôle biologique de Salmonella enterica sérovar Typhimurium sur la volaille en raison de son efficacité lytique dans les conditions prévalant dans les environnements de production alimentaire.

*La multiplicité d’infection cellulaire est le nombre de génomes viraux qui participent à l’infection de chaque cellule lors du processus naturel de l’invasion de l’hôte.

Aux lecteurs du blog

Grâce à la revue PROCESS Alimentaire, vous n'avez plus accès aux 10 052 articles initialement publiés par mes soins de 2009 à 2017 sur le lien suivant, http://amgar.blog.processalimentaire.com/. Triste histoire de sous ...

La liste des produits de biocontrôle est mise à jour, mais peut-on encore parler de biocontrôle?

Selon La France Agricole, La liste des produits de biocontrôle est mise à jour. (article réservé aux abonnés).

Le ministère de l’Agriculture a publié le 15 juillet 2021 la liste des produits phytopharmaceutiques de biocontrôle : par rapport à la version du mois précédent, quelques ajouts et retraits sont à noter.

Dans une note datée du 15 juillet 2021 et mise en ligne dans son bulletin officiel, le ministère de l’Agriculture a mis à jour la liste des produits phytopharmaceutiques de biocontrôle faisant l’objet de mesures complémentaires selon le code rural (articles L253-5 et L253-7).

La note précise également la méthodologie d’élaboration de cette liste ainsi que les critères permettant de définir ces produits de biocontrôle.

Cinq ajouts et deux retraits de produits

Par rapport à la mise à jour du mois précédent, cinq produits ont été ajoutés (noms commerciaux Tri-Wall, Weintec, Belvine, Decis trap DS et Moskisan) et deux retirés (noms commerciaux Vacciplant jardins et engrais gazon anti-mousse).

Des mesures pour favoriser le développement du biocontrôle

Les mesures applicables à ces produits portent notamment sur des exemptions d’interdiction (publicité commerciale, usage non professionnel…) et d’obligation (conseil stratégique, certificats d’économie des produits phytopharmaceutiques…).

Elles viennent s’ajouter à celles applicables aux produits de biocontrôle mentionnés dans l’article L253-6 du code rural, qui visent à «favoriser le développement du biocontrôle» (exemptions d’obligation et d’interdiction, taxe fiscale et délais d’évaluation réduits…).

Cela étant, pour Gil Rivière-Wekstein, le compte n’y est pas !

Dans cette liste : le #spinosad, insecticide classé toxique pour les #abeilles, l'acide pelargonique, herbicide bien plus toxique que le #glyphosate... Peut-on encore parler de #biocontrôle? https://t.co/HliimAE54a

— GRW (@AEGRW) July 20, 2021

Un projet européen utilise des phages pour lutter contre Campylobacter chez les volailles

« Un projet européen utilise des phages pour lutter contre Campylobacter chez les volailles », source Food Safety News.

Un projet européen a développé un moyen de contribuer au biocontrôle de Campylobacter et de réduire sa prévalence dans le secteur avicole.

Les travaux se concentrent sur le développement d'une solution à base de bactériophages à utiliser comme antimicrobien naturel au sein de l'élevage (avant abattage), lors de l'abattage et dans les installations de transformation (après abattage). Les mesures de contrôle standard au niveau des élevages reposent actuellement sur l'utilisation d'antibiotiques.

Le projet, appelé Campylobacter-Specific Nullification via Innovative Phage-Mediated Enteropathogen Reduction (C-SNIPER), est dirigé par AZTI, un centre technologique en Espagne. Il a reçu un financement d'EIT Food, qui fait partie de l'Institut européen d'innovation et de technologie (EIT), un organisme de l'Union européenne.

La volaille est la viande la plus consommée dans l'UE, la Pologne, l'Italie, l'Espagne et l'Allemagne étant les principaux producteurs. Cependant, la consommation de produits à base de volaille est également considérée comme la principale voie de la campylobactériose, la maladie d'origine alimentaire la plus fréquemment signalée en Europe.

Pas encore de règlement européen

Après un an de projet, un prototype d'une solution avec des phages contre Campylobacter a été obtenu, optimisé et mis en production à une échelle pilote.

Une étude auprès des producteurs et des consommateurs de volaille a révélé une forte acceptation respectivement à 90 pour cent et 85 pour cent pour l'utilisation de bactériophages pour la biosécurité de la production de volailles.

D'autres stratégies de réduction telles que les mesures de biosécurité, la réduction de l'âge d'abattage, la vaccination, l'utilisation de pré-/probiotiques ou d'autres antimicrobiens comme additifs alimentaires ont été proposées mais ne résolvent pas complètement le problème du contrôle de Campylobacter.

Il n'existe pas encore de réglementation en Europe sur l'application des bactériophages dans la production alimentaire, de sorte qu'ils ne peuvent pas être utilisés. Certains pays de l'UE les autorisent pour des applications spécifiques selon les normes nationales. Les phages pourraient également être appliqués aux aliments destinés à l'exportation vers des pays où l'utilisation est autorisée. La Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a approuvé des produits à base de phages pour Listeria, Salmonella et E. coli, mais aucun produit spécifique à Campylobacter n'est encore disponible dans le commerce.

Préalablement à l'autorisation des bactériophages, l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) a émis plusieurs avis favorables à l'utilisation de phages pour des applications alimentaires. Cependant, l'agence a également déclaré que davantage de données sont nécessaires pour conclure sur l'efficacité des bactériophages dans la réduction des niveaux de contamination par les bactéries pathogènes.

Produit commercial en deux ans

Le projet C-SNIPER validera les normes de base pour l'application pratique et commerciale des bactériophages spécifiques de Campylobacter et fournira de nouvelles preuves pour soutenir la future réglementation européenne sur l'application des phages.

Les autres partenaires sont l'Institut de reproduction animale et de recherche sur les aliments en Pologne, l'Université de Turin, et ORA Societá Agricola d'Italie et le Phage Technology Center, Allemagne.

La deuxième étape du projet, qui se poursuit jusqu'en 2021, comprend l'augmentation de la production, le développement de business plans et des essais de validation in vivo pour confirmer que le cocktail à base de phages conçu est significativement efficace sur la viande de volaille.

L'objectif ultime est de commercialiser le produit dans les établissements de production et de transformation de volailles dans le monde entier au cours des deux prochaines années.

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

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.