Des bactéries psychrotrophes dotées de caractéristiques de virulence et de colonisation peuplent l'environnement de fabrication de crème glacée

Les microbes associés aux installations de transformation des aliments peuvent contaminer les produits alimentaires. Valentino et coll. montrent dans Applied and Environmental Microbiology que certains taxons psychrotrophes vivant en surface peuvent être transférés et enrichis dans les produits de crème glacée. La présence dans ces bactéries de gènes codant pour les adhésines de surface et la résistance aux antimicrobiens met en évidence la nécessité de stratégies de nettoyage-désinfection réduisant la transmission des microbes adaptés au froid.

Résumé

Plusieurs taxons microbiens ont été associés aux installations de transformation des aliments, et ils pourraient résister en se fixant sur des outils et des équipements même après des procédures de nettoyageèdésinfection, produisant ainsi des biofilms qui adhèrent aux surfaces et pourraient intégrer d'autres micro-organismes, notamment des micro-organismes d’altération et des pathogènes. Il est de plus en plus évident que ces communautés peuvent être transférées au produit fini. Pour explorer les voies de contamination microbienne dans une installation produisant des glaces, nous avons collecté des aliments et des écouvillons environnementaux sur des surfaces industrielles d'équipements et d'outils et effectué des analyses taxonomiques et fonctionnelles de l'ADN microbien extrait des échantillons environnementaux.

Nos résultats suggèrent que des communautés complexes dominées par des bactéries psychrotrophes (par exemple Pseudomonas et Acinetobacter spp.) habitent l'environnement de transformation des aliments, et nous démontrons que ces communautés pourraient être transférées des surfaces aux produits.

L'analyse fonctionnelle réalisée sur des échantillons environnementaux a mis en évidence la présence de plusieurs gènes liés à la résistance aux antimicrobiens et à l'adhérence sur les surfaces abiotiques ; ces gènes étaient plus abondants sur les surfaces en contact des aliments que sur d’autres surfaces.

Les génomes assemblés par métagénome (MAG) de Pseudomonas stutzeri ont montré des gènes liés à la formation et à la motilité du biofilm, qui sont sûrement liés aux capacités de colonisation dans les chaînes de transformation.

L’étude met en évidence les avantages potentiels évidents de l’application de la cartographie du microbiome dans l’industrie alimentaire pour le suivi des sources de contamination microbienne et pour la planification de stratégies appropriées de nettoyage-désinfection ad hoc.

Importance

Plusieurs espèces microbiennes peuvent s'établir de façon permanente dans les installations de transformation des aliments, contribuant ainsi aux pertes alimentaires. En fait, les surfaces en contact avec les aliments peuvent transférer des micro-organismes vers des intermédiaires et des produits, ce qui représente potentiellement un danger pour la santé humaine. Dans ce travail, nous apportons la preuve de l’existence de communautés microbiennes complexes surmontant le nettoyage-désinfection dans une installation de production de crème glacée. Ces communautés hébergeaient plusieurs gènes susceptibles de conduire à l’attachement aux surfaces et à la résistance aux antimicrobiens. En outre, la prévision des voies de contamination a montré que plusieurs taxons potentiels de d’altération pourraient se retrouver dans le produit fini. Surtout, dans ce travail, nous montrons que la cartographie du microbiome environnemental est une technique à haute résolution qui pourrait aider les exploitants du secteur alimentaire à garantir la qualité et la sécurité des aliments grâce à la détection de micro-organismes potentiellement dangereux.

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 biofilms formés par les bactéries peuvent favoriser l’émergence d’antibiorésistances

«Les biofilms formés par les bactéries peuvent favoriser l’émergence d’antibiorésistances», source communication de l’institut Pasteur du 4 mai 2023.

Les biofilms sont des structures biologiques qui permettent aux bactéries de survivre dans leur environnement. Des chercheurs de l’Institut Pasteur ont montré que ces biofilms favorisent l’émergence d’antibiorésistance chez les bactéries Escherichia coli exposées à des antibiotiques.

Les bactéries sont des microorganismes capables de se rassembler transitoirement en communautés. Lorsque cela arrive, elles peuvent former un biofilm, un écosystème pouvant notamment les protéger des agressions extérieures. Les biofilms formés à la surface des muqueuses ou de certains dispositifs médicaux sont très difficiles à éliminer, ce qui augmente considérablement les risques d’infection. Face à ce phénomène, la solution la plus employée est de répéter plusieurs traitements antibiotiques… mais ce n’est pas sans conséquence.

Dans une étude parue le 16 mars 2023 dans la revue Communications biology, des chercheurs de l’Institut Pasteur et de l’Université d’Hokkaido ont mesuré les effets de ces traitements chez la bactérie Escherichia coli. «Nous avons démontré qu’appliquer des doses répétées d’un antibiotique sur le biofilm de ces bactéries, non seulement ne permet pas leur élimination mais aussi entraîne le développement de leur résistance à cet antibiotique» rapporte Jean-Marc Ghigo, chef de l’unité Génétique des biofilms à l’Institut Pasteur et coauteur de l’étude. Inversement, le même traitement appliqué à des bactéries vivant sous forme libre conduit à une forte mortalité de ces dernières, sans qu’elles ne développent d’antibiorésistance.

L’enjeu mis en évidence par cette étude est double. Le premier concerne l’antibiorésistance, un fléau qui sévit depuis l’invention même des antibiotiques ; le second concerne les maladies nosocomiales, qui se transmettent au sein des hôpitaux. «Nous sommes donc convaincus que lutter pour l’éradication des biofilms pourrait non seulement contribuer à réduire l’impact des infections qui leurs sont liés, mais également réduire les probabilités d’émergence de résistance aux antibiotiques» affirme Christophe Beloin, chercheur au sein de l’unité et responsable de l’étude.

Cette étude entre dans le cadre de l’axe scientifique prioritaire Résistance aux agents antimicrobiens du plan stratégique 2019-2023 de l’Institut Pasteur.

NB : Photo de Escherichia coli uropathogènes dans un biofilm. Institut Pasteur.

Commentaire
L'institut Pasteur a bien changé. Il y a longtemps, bien longtemps, lors d'un colloque sur l'attachement des bactéries aux surfaces (aujourd'hui, on dirait biofilm), la position de l'Institut Pasteur d'alors était que cela était un artefact ...

Vie et mort d’une bactérie «altruiste»

Image de fluorescence d'un biofilm de Caulobacter. Les cellules vivantes sont marquées en vert, les cellules mortes en rose et la libération d'ADN extracellulaire pendant la mort cellulaire est représentée en bleu. Crédit Cécile Berne.

«Vie et mort d’une bactérie «altruiste», source Université de Montréal.

Une nouvelle étude dirigée par Yves Brun démontre comment certaines bactéries vivant en communauté dans un biofilm se sacrifient pour assurer la survie du groupe.

Les biofilms, communautés complexes de bactéries, abondent autour de nous: à la surface du fromage, où ils sont responsables des saveurs et des arômes; dans les cours d'eau, où ils forment la substance visqueuse sur les rochers; mais aussi sur nos dents, où ils causent la plaque dentaire.

Vivre dans un biofilm comporte de nombreux avantages pour les bactéries, tels que le partage des ressources, un abri contre les prédateurs et une résistance accrue aux composés toxiques comme les antibiotiques.

Cependant, avoir la possibilité de quitter le biofilm lorsque les conditions environnementales se détériorent peut être avantageux et permet aux bactéries de se reloger dans un environnement plus hospitalier.

«Pour la bactérie Caulobacter crescentus, le biofilm devient une sorte de prison à perpétuité: une fois que les cellules sont attachées à une surface par un adhésif puissant produit à l’une de leur extrémité, elles ne peuvent plus s’en détacher, explique Yves Brun, professeur au Département de microbiologie, infectiologie et immunologie de l’Université de Montréal. Cependant, lorsque ces cellules attachées se divisent, leurs rejetons - les cellules filles - ont le choix de rester dans le biofilm ou de s'en éloigner.»

Rester ou quitter la communauté

Comment les cellules décident-elles de rester ou de quitter le biofilm? «Nous avons montré dans une étude précédente que, lorsqu’une partie des cellules de Caulobacter meurent dans un biofilm, elles libèrent leur ADN, ce qui empêche les cellules filles de s'implanter dans ce même biofilm, favorisant ainsi leur dispersion loin d'environnements où leurs semblables meurent», ajoute le chercheur.

Avec son équipe de recherche, il a donc voulu déterminer si la mort cellulaire se produit de manière aléatoire lorsque la qualité de l'environnement diminue ou s'il s'agit d'un processus régulé répondant à un signal précis.

«Nous avons mis en lumière que Caulobacter utilise un mécanisme de mort cellulaire programmée qui pousse certaines cellules à se sacrifier lorsque les conditions à l'intérieur du biofilm se détériorent, avance Cécile Berne, membre de l’équipe de recherche d’Yves Brun et auteure principale de l’étude. Connu sous le nom de système toxine-antitoxine, ce mécanisme recourt à une toxine qui cible une fonction vitale pour la bactérie et son antidote associé, l'antitoxine. La toxine est plus stable que l'antitoxine et, lorsque la mort cellulaire programmée est lancée, la quantité d’antitoxine est réduite, entraînant la mort cellulaire.»

Qu'est-ce qui pousse certaines cellules du biofilm à se sacrifier? «En utilisant une combinaison de génétique et de microscopie, nous avons remarqué que le système toxine-antitoxine est activé lorsque l'oxygène devient rare, car le biofilm s'agrandit et les cellules se disputent l'oxygène disponible», poursuit Cécile Berne.

La mort d'un sous-ensemble de cellules qui en résulte libère de l'ADN, ce qui favorise la dispersion de leurs frères et sœurs vivants vers des environnements potentiellement plus hospitaliers, empêchant ainsi une surpopulation qui réduirait davantage la qualité de l'environnement dans le biofilm.

S’attaquer à la résistance des biofilms dangereux

Les biofilms ont des conséquences positives ou négatives sur notre vie quotidienne. Parmi les aspects positifs, les bactéries vivant dans des biofilms sont couramment utilisées dans la production alimentaire, le traitement des eaux usées ou la dépollution.

«Le côté négatif par contre est que le mode de vie en biofilm est aussi une stratégie employée par les bactéries pathogènes pour devenir plus résistantes aux antibiotiques. C’est pourquoi comprendre les mécanismes qui déterminent l'équilibre entre le mode de vie des biofilms et celui des bactéries qui s’éloignent du biofilm aidera à élaborer des solutions pour relever le défi de la résistance aux antibiotiques. Cela aidera aussi à favoriser la formation de biofilms lorsque nous le souhaitons et à les éliminer lorsque nous ne les souhaitons pas», conclut Yves Brun.

L’article «eDNA-stimulated cell dispersion from Caulobacter crescentus biofilms upon oxygen limitation is dependent on a toxin-antitoxin system», par Cécile Berne, Sébastien Zappa et Yves Brun, a été publié dans eLife le 7 décembre 2022.

Influence de différents finis de surface en acier inoxydable sur la formation de biofilm de Listeria monocytogenes

Il me semble que cela était connu ou en tout cas cela a déjà été réalisé avec différentes rugosité de surface en acier inoxydable. Voici donc un article publié dans Journal of Food Protection, qui porte sur l’«Influence de différents finis de surface en acier inoxydable sur la formation de biofilm de Listeria monocytogenes».

Résumé

La formation de biofilms de Listeria monocytogenes sur de l'acier inoxydable, une surface abiotique largement utilisée dans l'industrie de transformation des aliments, a été étudiée en se concentrant sur la tendance à la fixation et le comportement de L. monocytogenes 08-5578 sur huit surfaces différentes en acier inoxydable : sablé aux billes de verre (rugueux et fin), ébavuré (Timesaver), tambour d’ébavurage, décapé, décapé et poli au tambour, poli électrolytique et laminé à froid (témoin non traité). L'objectif était de voir s'il existe des finis de surface avec une fixation bactérienne significativement plus faible. Les données de rugosité de surface (mesurées via quatre paramètres de rugosité), déterminées par interférométrie, ont également été comparées au nombre de cellules adhérentes pour détecter d'éventuelles corrélations. La culture de biofilms de L. monocytogenes a été réalisée à l'aide d'un réacteur à biofilm CDC avec un bouillon trypticase soja à 1% réglé à 20°C pendant 4, 8 et 24 h. De plus, un essai de culture a été effectué avec un flux continu de nutriments (bouillon trypticase soja à 1%, 6,2 mL/min) pendant 24h.

Les résultats sur huit heures ont montré une différence significative (P < 0,05) dans le nombre de cellules de biofilm dans les biofilms entre les surfaces sablées aux billes de verre (3,23 et 3,26 log CFU/cm2 pour respectivement les surfaces fines et rugueuses) et la surface ébavurée (Timesaver) (2,57 log CFU/cm2), entre la surface ébavurée au tambour et ébavurée (gain de temps) (3,41 contre 2,57 log CFU/cm2), et entre la surface ébavurée au tambour et décapée (3,41 contre 2,77 log CFU/cm2).

Les données obtenues après 4 h, 24 h et 24 h plus une culture en flux continu supplémentaire de 24 h n'ont montré aucune différence significative d'attachement entre les surfaces.

Aucune corrélation entre les données de rugosité et l'attachement n'a été trouvée après les quatre temps d'incubation, ce qui suggère que les valeurs de rugosité, à ces plages, sont insuffisantes pour déterminer l'affinité des surfaces avec les bactéries.

Dans l'ensemble, cette étude suggère que les valeurs de rugosité de surface ne peuvent pas être utilisées pour prédire le degré d'attachement de L. monocytogenes à une surface spécifique en acier inoxydable.

Faits saillants
- Le nombre de cellules adhérentes a augmenté avec le temps sur tous les finis de surface en acier inoxydable.
- Il y avait des différences significatives dans le nombre de cellules adhérentes entre les surfaces après 8 h de culture.
- Aucune corrélation entre les données de rugosité et l'attachement n'a été observée.
- La plage de rugosité étudiée ne peut pas être utilisée pour prédire le degré d'attachement de Listeria.

Fixation bactérienne et formation de biofilm sur des joints d’étanchéité et des surfaces en acier inoxydable contenant des antimicrobiens

Une étude publiée dans Foods traite de la «Bacterial Attachment and Biofilm Formation on Antimicrobial Sealants and Stainless Steel Surfaces» (Fixation bactérienne et formation de biofilm sur des joints d’étanchéité et des surfaces en acier inoxydable contenant des antimicrobiens». L’article est disponible en intégralité.

En effet, cette étude fournit des informations précieuses aux fabricants d'équipements et aux transformateurs alimentaires concernant l'efficacité de différentes surfaces dans la réduction de la formation du biofilm.

Petite explication de texte, le terme ‘Attachment’ n’est pas traduit en Français par Attachement, car un conférencier bien connu du sujet avait expliqué, il y a très longtemps, que le terme était par trop sentimental voire affectif.

Résumé

Les biofilms sont très résistants aux forces extérieures, en particulier aux produits chimiques. Par conséquent, des stratégies de maîtrise alternatives, comme des produits antimicrobiennes, sont un passage obligatoire. Les surfaces antimicrobiennes peuvent inhiber et réduire l'adhérence microbienne aux surfaces, empêchant la formation de biofilm. Ainsi, cette étude visait à étudier la fixation bactérienne et la formation de biofilm sur différents joints d’étanchéité et surfaces en acier inoxydable avec ou sans antimicrobiens sur deux souches bactériennes à Gram-positif formant un biofilm. Les surfaces antimicrobiennes étaient soit incorporées, soit recouvertes d'agents antimicrobiens, fongiques et/ou bactéricides. La fixation (après 3 h) et la formation de biofilm à un stade précoce (après 48 h) de Staphylococcus capitis et de Microbacterium lacticum sur différentes surfaces ont été évaluées à l'aide de la méthode de dénombrement sur boîtes. En général, l'adhérence bactérienne sur les joints d’étanchéité était inférieure à l'adhérence sur l’acier inoxydable, pour les surfaces avec et sans antimicrobiens. Les revêtements antimicrobiens sur des surfaces en acier inoxydable ont joué un rôle dans la réduction de la formation du biofilm à un stade précoce pour S. capitis, cependant, aucun effet n'a été observé pour M. lacticum. L'adhérence de S. capitis et la formation de biofilm ont été réduites respectivement de 8% et 25%, sur l’acier inoxydable recouvert d'une substance antimicrobienne (SS_4_M), par rapport à la même surface sans le revêtement antimicrobien (SS_4_témoin).

L'incorporation d'agents antifongiques et bactéricides (S_5_FB) a considérablement réduit (p ≤ 0,05) la formation de biofilm à un stade précoce de M. lacticum par rapport aux autres joints d’étanchéité incorporant uniquement des agents antifongiques (S_2_F) ou aucun composé actif (S_témoin).

De plus, l'épaisseur de la couche de revêtement était faiblement corrélée à l'effet antimicrobien. Par conséquent, les fabricants d'équipements et les producteurs alimentaires doivent sélectionner avec soin les surfaces antimicrobiennes car leurs effets sur l'adhésion bactérienne et la formation de biofilm à un stade précoce dépendent de l'agent actif et des espèces bactériennes.

Conclusion

Dans la présente étude, le conditionnement de la surface par l’incorporation d'agents antimicrobiens a été plus efficace pour réduire l'adhésion bactérienne par rapport aux revêtements antimicrobiens actifs.

En revanche, les revêtements antimicrobiens actifs ont joué un rôle dans la réduction de la formation de biofilm à un stade précoce. Sur la base des résultats actuels, les surfaces antimicrobiennes ne peuvent pas remplacer les stratégies de nettoyage et de désinfection, mais peut être utilisé comme outil supplémentaire pour réduire l'adhésion bactérienne et la formation de biofilms. Par conséquent, les producteurs de denrées alimentaires et les fabricants d'équipements devraient sélectionner soigneusement les surfaces antimicrobiennes pour leur utilisation prévue.

Cependant, cette étude se limite également aux effets des agents antimicrobiens sur deux formeurs de biofilm à Gram-positif. Par conséquent, des études futures devraient envisager des biofilms mixtes constitués de bactéries à Gram-positif et à Gram-négatif ainsi que des champignons, en particulier pour les agents antifongiques, afin de valider les résultats actuels. De plus, une analyse approfondie des effets antibactériens sur la fixation bactérienne et la croissance du biofilm, comprenant une évaluation microscopique et une caractérisation détaillée des propriétés de surface (par exemple, hydrophobicité) devrait être considérée.

Influence de différents finis de surface en acier inoxydable sur la formation de biofilm de Listeria monocytogenes

De nombreux articles, notamment de l’EHEDG (European Hygiénic Engineering and Design Group), préconisent une certaine rugosité de surface. Cela étant, il vaut souvent mieux une conception globalement hygiénique ou nettoyable d’un équipent que d’avoir seulement un fini de surface lisse.

Les spécialistes des biofilms le savent ou s’en doutent, mais un article le confirme, les valeurs de la rugosité d’une surface en acier inoxydable ne peuvent pas être utilisées pour prédire le degré d'attachement de L. monocytogenes à une surface spécifique.

Voici donc «Influence de différents finis de surface en acier inoxydable sur la formation de biofilms de Listeria monocytogenes», source Journal of Food Protection.

Résumé

La formation de biofilms de L. monocytogenes sur de l'acier inoxydable, une surface abiotique largement utilisée dans l'industrie agroalimentaire, a été étudiée, en se concentrant sur la tendance à la fixation et au comportement de L. monocytogenes 08-5578 sur huit traitements de surfaces différentes en acier inoxydable : microbillage par billes de verre (rugueux et fin), ébavurage (Timesavers), ébavurage et polissage, décapage, décapage et polissage, polissage électrolytique et laminage à froid (témoin non traité).

L'objectif était de voir s'il existe des finitions avec une fixation bactérienne significativement plus faible. Les propriétés de rugosité de surface (Ra, Rt, Rz, RSm ; déterminées par interférométrie) ont également été comparées au nombre de cellules adhérentes pour détecter d'éventuelles corrélations.

La culture de biofilms de L. monocytogenes a été réalisée à l'aide d'un réacteur à biofilm CDC avec 1% de TSB à 20°C pendant 4, 8 et 24 h. De plus, un essai de culture a été réalisé avec un flux continu de nutriments (1% TSB, 6,2 ml/min) pendant 24 h.

Les résultats sur huit heures ont montré une différence significative (P < 0,05) dans le nombre de cellules du biofilm dans les biofilms entre les surfaces microbillées (respectivement 3,23 et 3,26 log UFC/cm2 pour les états de surface lisses et rugueux,) et la surface ébavurée (Timesavers) (2,57 log UFC/cm²) ; entre la surface ébavurée et polie et la surface ébavurée (Timesavers) (3,41 vs 2,57 log UFC/cm2) ; entre la surface décapée et polie et la surface décapée (3,41 contre 2,77 log UFC/cm2). Les données obtenues après 4, 24 h et la culture en flux continu supplémentaire de 24 h n'ont montré aucune différence significative d'attachement entre les surfaces. Aucune corrélation entre les données de rugosité et l'attachement n'a été trouvée après les 4 temps d'incubation, ce qui suggère que les valeurs de rugosité, à ces plages, sont insuffisantes pour déterminer l'affinité des surfaces avec les bactéries. Cette étude suggère que les valeurs de rugosité ne peuvent pas être utilisées pour prédire le degré d'attachement de L. monocytogenes à une surface spécifique en acier inoxydable.

Commentaire

Dans un document de 2000 de l’ancêtre de l’Anses, Rapport de la Commission d’étude des risques liés à Listeria monocytogenes, il était rapporté que «Le lien entre la rugosité de la surface et l’adhésion de L. monocytogenes est moins net et la microtopographie des matériaux semble plus déterminante dans le comportement d’adhésion.»

NB : L'image de biofilms de L. monocytogenes est issue de cet article.

Élimination des biofilms de Listeria monocytogenes sur les surfaces en acier inoxydable grâce à des solutions de nettoyage conventionnelles et alternatives

Un article, qui vient de paraître dans la revue International Journal of Food Microbiology, a pour titre, Removal of Listeria monocytogenes biofilms on stainless steel surfaces through conventional and alternative cleaning solutions (Élimination des biofilms de Listeria monocytogenes sur les surfaces en acier inoxydable grâce à des solutions de nettoyage conventionnelles et alternatives). L’article est disponible en intégralité.

Points saillants

 - L'efficacité de détachement par des détergents enzymatiques par rapport aux détergents alcalins et acides ne différait pas.
- Des traitements alcalins et acides n'ont pas pu éliminer complètement la structure du biofilm.
- Des traitements enzymatiques appliqués à 50°C ont obtenu la plus grande activité biocide.
- La dispersion cellulaire de la structure du biofilm a été observée lorsque des enzymes ont été appliquées.
- L'application de traitements consécutifs a amélioré la fonctionnalité alcalin chloré.

Résumé

Les traitements conventionnels ne sont pas assez efficaces pour éliminer complètement les biofilms de Listeria monocytogenes des surfaces, impliquant ainsi la présence de certaines formes bactériennes persistantes. Dans cette étude, onze traitements (c'est-à-dire deux agents enzymatiques appliqués à deux températures et concentrations différentes, deux nettoyants alcalins et un détergent acide) ont été utilisés pour éliminer les biofilms matures de L. monocytogenes S2-bac. Un traitement combiné a ensuite été sélectionné pour son application à quatre souches différentes de L. monocytogenes (CECT 5672, CECT 935, S2-bac, EDG-e). L'efficacité des traitements a été évaluée quantitativement à l'aide de TEMPO et qualitativement par microscopie épifluorescente directe (MED). Le détachement bactérien obtenu après l'application de traitements acide, alcalin et alcalin chloré était respectivement de 6,03, 6,24 et 4,76 Log UFC/cm2. Les traitements enzymatiques appliqués à 50°C ont obtenu le plus grand détachement et l'activité biocide. Les résultats dérivés de l'observation de la structure restante du biofilm par DEM ont prouvé que les traitements conventionnels n'étaient pas en mesure d'éliminer complètement les structures conformes avec le risque potentiel que cela implique. Enfin, l'application d'un traitement combiné utilisant un nettoyant alcalin chloré suivi d'un traitement enzymatique a amélioré la dispersion des cellules bactériennes des surfaces, consolidant ainsi cela comme une bonne option à recommander pour la procédure de nettoyage en 5 étapes.

Dans la conclusion, les auteurs notent,

L'application de traitements conventionnels tels que les détergents alcalins et acides pour l'élimination du biofilm réduit considérablement les cellules de L. monocytogenes formant des biofilms matures, le détergent alcalin chloré étant plus efficace et donc c’est une option en terme de traitement conventionnel. Cependant, la structure formée sur les surfaces n'a pas été dispersée, les cellules restant sur les coupons en acier inoxydable avec les conséquences potentielles en termes de réparation des cellules pour être à nouveau viables et potentiellement recontaminer d'autres surfaces industrielles.

En revanche, l'application de traitements enzymatiques a eu les deux effets, une capacité de détachement élevée et une dispersion élevée de la structure, se consolidant ainsi comme le traitement le plus efficace. La potentialisation de l'efficacité des détergents chimique de nettoyage avec des traitements enzymatiques pourrait être une option pour optimiser les traitements, donc le traitement combiné pourrait donc être une bonne option à recommander lors de l'application de protocoles de nettoyage en 5 étapes.

Commentaire

Cet article confirme des travaux antérieurs notamment cet article paru en 2020, disponible en intégralité, «Listeria Monocytogenes Biofilm Removal Using Different Commercial Cleaning Agents».

Aux lecteurs du blog

La revue PROCESS Alimentaire censure pour une triste question d’argent les 10 052 articles initialement publiés gracieusement par mes soins de 2009 à 2017 sur le blog de la revue, alors que la revue a bénéficié de la manne de la publicité faite lors de la diffusion de ces articles. La revue PROCESS Alimentaire a fermé le blog et refuse tout assouplissement. Derrière cette revue, il faut que vous le sachiez, il y a une direction aux éditions du Boisbaudry, pleine de mépris, et un rédacteur en chef complice !

De la formation de biofilms de Listeria monocytogenes isolées d’industries de la viande et des produits laitiers

C’est une confirmation pour ceux qui en auraient douté, des souches de Listeria monocytogenes peuvent former des biofilms ...

Un article vient de paraïtre dans la revue International Journal of Food Microbiology et qui pour titre, «Formation de biofilms et caractéristiques génomiques des souches de Listeria monocytogenes isolées d’industries de la viande et des produits laitiers dans le Piémont (Italie)».

Faits saillants

- L. monocytogenes isolés des aliments et de l’environnement n'ont montré aucune différence dans la production de biofilms.

- Les biofilms modérés/forts étaient plus associés à la viande qu'aux prélèvements de produits laitiers.

- L’îlot de survie au stress (SSI-1) a été associé à des niveaux accrus de formation de biofilms.

- La protéine arylsulfatase D (ars D) et l’internaline inlA tronquée étaient associées à des niveaux accrus de biofilms.

Résumé

Listeria monocytogenes est considérée comme un défi majeur pour l'industrie alimentaire car elle peut persister pendant de longues périodes dans les usines de transformation des aliments en formant des biofilms. Les objectifs de cette étude étaient : i) d'évaluer la capacité de production de biofilm de 57 isolats de Listeria monocytogenes préalablement soumis à un séquençage du génome entier (WGS) ; ii) comparer les niveaux de formation de biofilm avec la présence ou l'absence de gènes associés au biofilm. Pour déterminer la présence ou l'absence d'un ensemble connu de gènes associés au biofilm, une analyse génomique comparative a été effectuée sur chaque souche. Parmi les isolats de Listeria monocytogenes, 58%, 38,5% et 3,5% présentaient respectivement une production de biofilm faible, modérée ou forte. Aucune différence dans la production de biofilm n'a été observée entre les isolats alimentaires et environnementaux. Le pourcentage de souches de Listeria monocytogenes isolées à partir de produits carnés (57%) classés comme producteurs modérés ou forts de biofilm était supérieur au pourcentage obtenu pour les souches isolées à partir de produits laitiers (28%). La présence de lîlot de survie au stress 1, du gène de stress ars D et de la protéine tronquée inlA était significativement associée à des niveaux accrus de biofilm. La combinaison du phénotype du biofilm avec les données moléculaires et de génotypage peut fournir l'opportunité de mieux comprendre la relation entre les gènes liés à la formation du biofilm chez Listeria monocytogenes.

Aux lecteurs du blog

Je suis en conflit depuis plusieurs années avec la revue PROCESS Alimentaire pour une triste question d’argent qui permettrait de récupérer et de diffuser correctement les 10 052 articles initialement publiés gracieusement par mes soins de 2009 à 2017 sur le blog de la revue, alors qu’elle a bénéficié de la manne de la publicité faite lors de la diffusion de ces articles. La revue PROCESS Alimentaire s’est comportée et continue de se comporter en censeur et refuse tout assouplissement pour la modique somme de 500 euros. N’ayant pas les moyens d’aller devant la justice, je leur fait ici de la publicité gratuite. Derrière cette revue, il y a une direction dégueulasse et un rédacteur en chef complice !

Comprendre la transmission de la résistance aux antibiotiques chez le staphylocoque doré

Image en microscope électronique à balayage d'un biofilm de Staphylococcus aureus à la surface 

d'un tuyau en acier inoxydable non lavé (5000x),. Source.

«Comprendre la transmission de la résistance aux antibiotiques chez le staphylocoque doré», source communiqué de l’Institut Pasteur du 23 mai 2022.

Face à l'antibiorésistance, il est important de comprendre comment les souches bactériennes développent leur compétence à résister aux traitements. Une collaboration internationale a identifié comment le staphylocoque doré acquiert une résistance à un antibiotique largement utilisé.

Des chercheurs de l’Institut Pasteur et de ses partenaires ont mis en évidence pour la première fois les mécanismes de transmission de la résistance à la méticilline, un antibiotique, chez le staphylocoque doré. Cette antibiorésistance se transmet à partir des cellules résistantes vers les cellules sensibles au médicament par le transfert d'une grande région chromosomique, longue de 50 000 paires de bases. Pour recevoir ce matériel génétique, les staphylocoques déploient naturellement toute une machinerie moléculaire. Ce mécanisme est favorisé par le développement des bactéries sous forme de biofilms, des agglomérats de micro-organismes. Les chercheurs ont également identifié des contrôles génétiques favorisant la formation des biofilms, suggérant que cibler cette étape pourrait être une approche pour limiter la transmission de la résistance aux antibiotiques.

Le staphylocoque doré (Staphylococcus aureus) fait partie de la flore cutanée naturelle. Il colonise particulièrement les muqueuses externes chez 30 à 50% de la population, porteurs sains chez qui aucun symptôme n’est développé. Mais c’est aussi une bactérie extrêmement pathogène pour l’homme, à l’origine de multiples infections, allant de lésions cutanées (furoncles, panaris, impétigo, etc.), à l’endocardite (inflammation des structures internes du cœur), la pneumonie aiguë, l’ostéomyélite (infection des os) ou la septicémie. Elle arrive au premier rang des germes à Gram positif responsables des infections contractées en milieu hospitalier. Les souches les plus dangereuses sont celles qui sont multi-résistantes aux antibiotiques. C’est le cas du SARM, Staphylococcus aureus résistant à la méticilline, répandu dans le milieu hospitalier et qui pose un problème de santé public majeur. La méticilline est en effet un antibiotique largement utilisé pour lutter contre les infections au staphylocoque doré. Les mécanismes d'acquisition de la résistance par les staphylocoques n'étaient jusqu’alors pas connus.

Référence

Natural transformation allows transfer of SCCmec-mediated methicillin resistance in Staphylococcus aureus biofilms, Nature Communications, 5 mai 2022.

Aux lecteurs du blog

Je suis en conflit depuis plusieurs années avec la revue PROCESS Alimentaire pour une triste question d’argent qui permettrait de récupérer et de diffuser correctement les 10 052 articles initialement publiés gracieusement par mes soins de 2009 à 2017 sur le blog de la revue, alors qu’elle a bénéficié de la manne de la publicité faite lors de la diffusion de ces articles. La revue PROCESS Alimentaire s’est comportée et continue de se comporter en censeur et refuse tout assouplissement pour la modique somme de 500 euros. N’ayant pas les moyens d’aller devant la justice, je leur fait ici de la publicité gratuite. Derrière cette revue, il y a des aimables censeurs, les journalistes complices de la direction !

Le raffinose inhibe la formation de biofilm de Streptococcus mutans dans les caries dentaires

«Le raffinose inhibe la formation de biofilm de Streptococcus mutans en ciblant la glucosyltransférase», source Microbiology Spectrum, une revue de l'American Society for Microbiology. L’article est en accès libre.

Résumé

Streptococcus mutans est une bactérie représentative formant un biofilm qui provoque des caries dentaires par l'activité de la glucosyltransférase (GTF). Les glucanes sont synthétisés à partir du saccharose par les GTF et fournissent des sites de liaison permettant à S. mutans d'adhérer étroitement à l'émail des dents.

Par conséquent, si un nouveau composé qui interfère avec la fonction GTF est développé, le contrôle de la formation de biofilm chez S. mutans serait possible.

Nous avons découvert que le raffinose, un oligosaccharide issu de produits naturels, inhibait fortement la formation de biofilm, l'expression des gènes liés à la GTF et la production de glucane. De plus, l'inhibition du biofilm sur les disques d'hydroxyapatite recouverts de salive par la réduction de l'adhésion bactérienne a indiqué l'applicabilité du raffinose à la santé bucco-dentaire. Ces effets du raffinose semblent être dus à sa capacité à moduler l'activité de la GTF chez S. mutans. Par conséquent, le raffinose peut être considéré comme un agent antibiofilm à utiliser comme substance pour les fournitures orales et les matériaux dentaires pour prévenir les caries dentaires.

Importance

La carie dentaire est la maladie infectieuse la plus répandue et coûte cher à gérer. Les biofilms dentaires peuvent être éliminés par un traitement mécanique ou inhibés à l'aide d'antibiotiques. Cependant, les bactéries qui ne sont pas entièrement éliminées ou qui résistent aux antibiotiques peuvent quand même former des biofilms. Dans cette étude, nous avons découvert que le raffinose inhibait la formation de biofilm par S. mutans, un agent causal des caries dentaires, peut-être en se liant à la GtfC. Nos résultats appuient l'idée que l'inhibition du biofilm par le raffinose peut être exercée par interférence avec la fonction GTF, compensant les lacunes des méthodes antibiofilm commercialisées existantes. De plus, le raffinose est un ingrédient dérivé de produits naturels et peut être utilisé en toute sécurité chez l'homme; il n'a pas d'odeur et a un goût sucré. Par conséquent, le raffinose, qui peut contrôler la formation de biofilm de S. mutans, a été suggéré comme substance pour les fournitures orales et les matériaux dentaires afin de prévenir les caries dentaires.

En conclusion, les auteurs notent,

Le raffinose, un oligosaccharide présent dans les produits naturels, a considérablement réduit la formation de biofilm de S. mutans dans des conditions statiques et d'écoulement. De plus, les niveaux d'expression des gènes liés à la GTF et la production de glucanes ont diminué après un traitement au raffinose de 1 000 μM. De plus, la réduction de l'adhérence bactérienne après le traitement au raffinose a retardé la formation de biofilm de S. mutans sur les disques d’hydroxyapatite recouverts de salive. Les activités du raffinose peuvent s'expliquer par la possibilité de se lier à la GtfC par le raffinose. Par conséquent, le raffinose a le potentiel d'être utilisé comme substance naturelle pour prévenir la formation de biofilm de S. mutans dans l'environnement oral.

Aux lecteurs du blog

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Un nouveau modèle pour la formation d'un biofilm endodontique

«Un nouveau modèle pour la formation d'un biofilm endodontique» par Elio et Roberto du blog Small Things Considered.

En ce moment même, les biofilms font fureur en microbiologie. Et pourquoi pas, étant donné que la plupart des bactéries dans la nature ne nagent pas librement mais sont attachées à une surface. Des systèmes modèles pour les biofilms sont donc indispensables. Des chercheurs de deux institutions à Bogotá, en Colombie, l'Universidad del Bosque et l'Universidad de los Andes (avec Diana M. Castillo comme auteur principal) ont combiné leurs forces pour développer un nouveau modèle de formation de biofilm par Enterococcus faecalis. Cet agent pathogène se développe à la fois dans l'intestin humain et à la surface des dents. On le trouve également dans les canaux radiculaires, où il peut provoquer de graves infections endodontiques.

Le modèle en question consiste à faire pousser Enterococcus faecalis à la surface des racines des dents, des morceaux de dentine (la couche médiane de la dent, entre l'émail et la pulpe), découpés dans des dents humaines saines fraîchement extraites (à des fins orthodontiques) et surface stérilisée avant d'être inoculée avec des cultures de E. faecalis. Les échantillons ont été incubés jusqu'à un mois pour simuler les conditions d'une vraie dent infectée. Les bactéries présentes à la surface de la racine dentinaire ont été dénombrées et examinées à l'aide de deux approches: la microscopie électronique à balayage à émission de champ et la microscopie confocale à balayage laser. Après 14 jours, les surfaces radiculaires sont devenues colonisées de manière homogène et la plupart des cellules étaient viables, comme en témoigne la coloration au SYTO 9 et à l’iodure de propidium pour les cellules vivantes/mortes. Au bout de 30 jours, plus de la moitié des cellules étaient mortes. Pour paraphraser les propos des auteurs, «ce nouveau modèle endodontique in vitro de formation de biofilm de E. faecalis présente un biovolume approprié et une structure tridimensionnelle stable. Il est compatible avec un biofilm mature dans des conditions de restriction nutritionnelle, comme cela se produit habituellement chez les environnement endodontique. Il devrait permettre une évaluation future de l'efficacité des substances antimicrobiennes avec une approche plus clinique.» On dirait qu'ils sont prêts à y aller.

NB: Acte fréquemment réalisé par votre dentiste, le traitement endodontique (aussi appelé traitement de racine, de canal ou dévitalisation) consiste à soigner la partie interne de la dent, la pulpe, lorsque celle-ci est atteinte (carie, fracture, nécrose...).

From @STCmicrobeblog: biofilms are all the rage in micro­biology. And why not, being that most bac­teria in nature are not free-swimming but are at­tached to some surface... https://t.co/cPm3UYbzeN

— ASM (@ASMicrobiology) February 16, 2022

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.

L'anthranilate agit comme un signal pour moduler la formation de biofilm, la virulence et la tolérance aux antibiotiques de Pseudomonas aeruginosa et des bactéries environnantes

«L'anthranilate agit comme un signal pour moduler la formation de biofilm, la virulence et la tolérance aux antibiotiques de Pseudomonas aeruginosa et des bactéries environnantes», source Microbiology Spectrum.

Résumé

L'anthranilate est une molécule diffusible produite par Pseudomonas aeruginosa et s'accumule à mesure que P. aeruginosa se développe. L'anthranilate est un intermédiaire important pour la synthèse du tryptophane et du signal de de Pseudomonas quinolone (PQS pour Pseudomonas quinolone signal), ainsi que métabolisé par le complexe anthranilate dioxygénase (produits d'opéron antABC). Ici, nous démontrons que l'anthranilate est un facteur clé qui module les phénotypes liés à la pathogénicité de P. aeruginosa et d'autres bactéries environnantes dans l'environnement, telles que la formation de biofilm, la tolérance aux antibiotiques et la virulence. Nous avons constaté que les niveaux d'anthranilate dans les cultures de P. aeruginosa augmentaient rapidement pendant la phase stationnaire, puis diminuaient à nouveau, formant un pic d'anthranilate. La formation de biofilm, la sensibilité aux antibiotiques et la virulence de P. aeruginosa ont été considérablement modifiées avant et après ce pic d'anthranilate. De plus, ces phénotypes ont tous été modifiés par la mutation de antABC et l'ajout exogène d'anthranilate. L'anthranilate a également augmenté la sensibilité aux antibiotiques d'autres espèces de bactéries, telles que Escherichia coli, Salmonella enterica, Bacillus subtilis et Staphylococcus aureus. Avant le pic d'anthranilate, le faible niveau d'anthranilate intracellulaire était maintenu par dégradation de la fonction antABC, dans laquelle l'induction de antABC était également limitée dans une faible mesure. La dégradation prématurée de l'anthranilate, en raison de ses niveaux élevés, et de l'expression de antABC au début de la phase de croissance, semble être toxique pour les cellules. À partir de ces résultats, nous proposons qu'en générant un pic d'anthranilate comme signal, P. aeruginosa peut induire une sorte de changement physiologique dans les cellules environnantes.

Importance

Pseudomonas aeruginosa est un pathogène notoire avec une résistance élevée aux antibiotiques, une forte virulence et la capacité de provoquer une infection chronique en liason avec un biofilm. Nous avons constaté que ces caractéristiques changent profondément avant et après le moment où l'anthranilate est produit sous forme de «pic d'anthranilate». Ce pic agit comme un signal qui induit des changements physiologiques dans les cellules environnantes, diminuant leur tolérance aux antibiotiques et la formation de biofilm. Cette étude est importante car elle fournit un nouvel aperçu de la façon dont les substances de signalisation microbiennes peuvent induire des changements dans les phénotypes liés à la pathogénicité des cellules dans l'environnement. De plus, cette étude montre que l'anthranilate peut être utilisé comme adjuvant aux antibiotiques.

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Le nitrate est un indice environnemental dans l'intestin pour la dispersion du biofilm de Salmonella Typhimurium

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«Des scientifiques identifient un indice environnemental lié à la maladie causée par Salmonella», source communiqué de la Lewis Katz School of Medicine.  

Pour survivre dans des environnements hostiles, les bactéries s'attachent les unes aux autres, formant une structure de soutien connue sous le nom de biofilm. Dans les biofilms de Salmonella – une cause majeure de maladies diarrhéiques d'origine alimentaire – un élément clé de ce cadre sont les curli,des protéines amyloïdes.

Désormais, dans de nouvelles recherches, des scientifiques de la Lewis Katz School of Medicine de l'Université Temple montrent que la répression des curli par un facteur environnemental dans l'intestin joue un rôle essentiel dans la libération des bactéries Salmonella Typhimurium de leurs biofilms, leur permettant de provoquer une infection active. Le signal environnemental est le nitrate, qui réprime à la fois les curli et module les niveaux d'une molécule intracellulaire connue sous le nom de di-GMP cyclique. Ces événements conduisent finalement à l'activation des flagelles de S. Typhimurium, qui chez l'homme est une étape critique pour permettre aux bactéries individuelles de S. Typhimurium de nager vers les cellules intestinales et de les infecter.

«Il n'était pas clair quels facteurs incitaient S. Typhimurium à passer d'un mode de vie de biofilm sessile un mode de vie mobile et à nager librement dans l'intestin», a expliqué Çagla Tükel, directrice du Centre de microbiologie et d'immunologie à la Katz School of Medicine et chercheuse principale de la nouvelle étude. «Notre étude montre pour la première fois que le nitrate produit dans la lumière intestinale de l'hôte sert de signal environnemental entraînant ce changement.»

Les nouveaux résultats ont été décrits en ligne le 8 février dans la revue mBio. L’article est disponible en intégralité.

S'appuyant sur des preuves que les bactéries cultivées dans des conditions de biofilm sont capables de détecter les niveaux de nitrate dans le milieu environnant, la Dr Tükel et ses collègues ont commencé par étudier l'effet du nitrate sur les biofilms de S. Typhimurium et la production de curli in vitro. Ils ont constaté que lorsque les biofilms étaient exposés au nitrate, non seulement la taille moyenne de la biomasse du biofilm diminuait, mais l'expression de curli diminuait également. De plus, l'exposition aux nitrates a entraîné une diminution des niveaux intracellulaires de c-di-GMP - une molécule de signalisation connue pour réguler les gènes impliqués dans la formation du biofilm.

Dans des expériences sur des souris, l'équipe du Dr Tükel a observé que le blocage de la production de nitrate entraînait une augmentation de l'expression du curli, confirmant que l'intégrité du biofilm de S. Typhimurium est régulée en réponse au nitrate produit par l'hôte lors d'une inflammation intestinale. «Le simple traitement des animaux avec un inhibiteur de nitrate a entraîné une croissance significative du biofilm», a dit le Dr Tükel.

La nouvelle étude suggère que si les biofilms aident S. Typhimurium à survivre dans l'environnement hostile du tractus intestinal, le passage à un mode de vie mobile pourrait être avantageux, permettant l'établissement de l'infection et assurant la transmission éventuelle à un nouvel hôte.

«Notre identification du nitrate en tant que signal environnemental nous donne un nouvel aperçu de la façon dont les pathogènes bactériens établissent l'infection et comment ils se déplacent dans le tractus gastro-intestinal», a dit la Dr Tükel.

La Dr Tükel et son équipe prévoient ensuite de rechercher d'autres molécules inflammatoires produites dans le tractus intestinal de l'hôte qui pourraient également jouer un rôle en aidant S. Typhimurium à établir une infection. «Nous soupçonnons qu'en plus du nitrate, d'autres molécules du paysage métabolique de l'intestin peuvent également déclencher le passage de la bactérie du biofilm à la phase mobile ou vice versa», a-t-elle dit.

Merci à Joe Whitworth de m’avoir signalé cette information.

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