Inactivation de Listeria monocytogenes par exposition à la lumière bleue à différentes longueurs d'onde et sur différents matériaux

«Un pathogène qui ravage les usines de transformation des aliments éradiqué par la lumière bleue*», source article de l’Américan Society for Microbiology (ASM).

L’article orginal, «Inactivation of dried cells and biofilms of Listeria monocytogenes by exposure to blue light at different wavelengths and the influence of surface materials», a été publié dans la revue de l’ASM, Applied and Environmental Microbiology. L’article est disponible en intégralité.

La lumière bleue tue à la fois les cellules séchées et les biofilms du pathogène Listeria monocytogenes, un contaminant fréquent dans les installations de transformation des aliments. La disparition de L. monocytogenes s'est produite plus rapidement lorsque les cellules ou les biofilms ont été placés sur du polystyrène, un plastique transparent largement utilisée.

«Ces résultats contribuent à faire progresser notre compréhension du potentiel de la lumière bleue pour traiter les surfaces inertes contaminées par L. monocytogenes», a dit l'auteur correspondant Francisco Diez-Gonzalez, professeur et directeur du Center for Food Safety, Université de Géorgie. Bien que les biofilms d’agents pathogènes soient généralement très résistants à la destruction, les résultats s

Dans l'étude, les chercheurs ont déposé des suspensions liquides de mélanges de 5 souches de L. monocytogenes sur de petites plaques rectangulaires stériles constituées de 6 matériaux différents, dont du polystyrène, de l'acier inoxydable et du silicone, qui ont ensuite été laissées sécher. Les chercheurs ont également utilisé des plaques similaires pour développer des biofilms, qu’ils ont également laissé sécher.

Ensuite, ils ont projeté une lumière bleue sur les biofilms et sur les suspensions de cellules séchées sur les plaques pour déterminer les combinaisons de doses et de longueurs d'onde les plus efficaces, ainsi que les surfaces les plus efficaces sur lesquelles extirper les agents pathogènes.

«L'application de la lumière bleue pour maîtriser la contamination microbienne a le potentiel d'offrir une technologie supplémentaire qui pourrait compléter les méthodes existantes de désinfection des surfaces en contact avec les aliments», a dit Diez-Gonzalez, soulignant que la lumière bleue a été utilisée pour la désinfection dans les hôpitaux. Par rapport à la lumière U.V., la lumière bleue présente un risque réduit pour l'utilisateur, a-t-il dit.

Fereidoun Forghani, post-doc dans le laboratoire de Diez-Gonzalez, a lancé l'étude lorsque, à la recherche de nouvelles idées, il a découvert l'utilisation de la lumière bleue comme intervention antimicrobienne potentielle pour désinfecter les surfaces. Forghani a construit des prototypes à lumière bleue et a produit les premiers résultats préliminaires traitant de cultures pures de Listeria.

La portée de ce travail n'incluait pas l'évaluation d'une application réelle dans une installation de transformation. Cette étude a utilisé un ensemble de lampes disponibles dans le commerce conçues pour produire des émissions d'intensité relativement faible ne dépassant pas 200 mW/cm2 à des fins expérimentales. Le temps d’exposition n’était pas une recommandation pour le temps qu’il faudrait si la technologie était déployée.

Les temps d'exposition ont été choisis pour pouvoir délivrer des doses d'émission plus importantes. Une utilisation potentielle d’une lumière bleue nécessiterait probablement des lampes industrielles capables d'émettre plus de 2 000 mW/cm2, ce qui réduirait considérablement le temps d'exposition.

Conclusion

Cette étude apporte des preuves considérables de la capacité de la lumière bleue à exercer une activité antimicrobienne, avec et sans l'ajout d'un agent photosensibilisant exogène, contre le pathogène humain critique L. monocytogenes. Alors que quelques études antérieures ont abordé certains aspects de cet effet, principalement dans les systèmes aqueux, ces travaux ont examiné la sensibilité à la longueur d'onde de L. monocytogenes sur les surfaces. Cela semble particulièrement important pour l’applicabilité rationnelle et fondée sur des preuves de la lumière bleue pour maîtriser L. monocytogenes dans les environnements de transformation des aliments.

La lumière bleue en tant que stratégie pour améliorer la sécurité alimentaire en réduisant la contamination par L. monocytogenes dans les environnements de production alimentaire

Annonce : S’agissant de l’information à propos des rappels de produits alimentaires, pour le moment, il ne faut pas faire confiance à nos autorités sanitaires (Ministère de l’agriculture et DGCCRF). Ces deux entités ont fait et font toujours preuve d’une incroyable légèreté et d’un manque d’informations fiables vis-à-vis des consommateurs avec comme corollaire une absence de transparence en matière de sécurité des aliments.

En mai 2019, l’Anses rapportait ses recommandations pour limiter l’exposition à la lumière bleue.

Alors que l’usage des LED se généralise pour l’éclairage et que les objets à LED se multiplient, l’Anses publie la mise à jour de son expertise de 2010 relative aux effets sanitaires des LED au regard des nouvelles connaissances scientifiques disponibles. L’Agence confirme la toxicité de la lumière bleue sur la rétine et met en évidence des effets de perturbation des rythmes biologiques et du sommeil liés à une exposition le soir ou la nuit à la lumière bleue, notamment via les écrans et en particulier pour les enfants. L’Agence recommande donc de limiter l’usage des dispositifs à LED les plus riches en lumière bleue, tout particulièrement pour les enfants, et de diminuer autant que possible la pollution lumineuse pour préserver l’environnement.

Soit, mais voici qu’une étude parue dans Applied and Environmental Microbiology souligne le rôle de la lumière bleue « en tant que stratégie pour améliorer la sécurité alimentaire en réduisant la contamination par L. monocytogenes dans les environnements de production alimentaire. »

En effet, l'exposition à la lumière visible à large spectre entraîne des modifications transcriptomiques majeures de Listeria monocytogenes EGDe.

Résumé

Listeria monocytogenes, l'agent responsable de la listériose, une maladie grave d'origine alimentaire, peut rapidement s'adapter à un large éventail de stress environnementaux, y compris la lumière visible.

Cette étude montre que l'exposition de la souche EGDe de L. monocytogenes à une lumière visible à large spectre de faible intensité inhibait la croissance bactérienne et provoquait une modification du comportement multicellulaire lors de la croissance sur gélose semi-solide par rapport au moment où les bactéries étaient cultivées dans l'obscurité totale.

Ces modifications dépendantes de la lumière ont été observées indépendamment de la présence du récepteur de lumière bleue (Lmo0799) et du stressosome* régulateur des gènes sigma B**, qui ont été suggérées comme étant importantes pour la capacité de L. monocytogenes à réagir à la lumière bleue.

Une analyse transcriptionnelle à l'échelle du génome a révélé que l'exposition de L. monocytogenes EGDe à une lumière visible à large spectre provoquait une altération de l'expression de 2 409 gènes appartenant à 18 voies métaboliques par rapport à des bactéries cultivées dans l'obscurité. Les gènes différentiellement exprimés dépendant de la lumière sont impliqués dans des fonctions telles que le métabolisme des glycanes, la synthèse de la paroi cellulaire, la chimiotaxie, la synthèse flagellaire et la résistance au stress oxydatif.

L'exposition à la lumière a conféré une réduction de la motilité bactérienne sur gélose semi-solide, ce qui correspond bien à la réduction des niveaux de transcription dépendante de la lumière des niveaux de transcription des gènes flagellaires et de chimiotaxie. Une réduction similaire de la croissance et de la motilité induite par la lumière a également été observée dans deux isolats alimentaires de L. monocytogenes différents, ce qui suggère que ces réponses sont typiques de L. monocytogenes.

Ensemble, les résultats montrent que même des doses relativement faibles de lumière visible à large spectre entraînent des modifications de la transcription à l'échelle du génome, une croissance réduite et une motilité chez L. monocytogenes.

Importance

Malgré les efforts importants déployés pour lutter contre L. monocytogenes, cet agent pathogène reste un problème majeur pour l’industrie alimentaire, où il présente un risque permanent de contamination des aliments.

La capacité de L. monocytogenes à détecter et à s'adapter aux différents facteurs de stress de l'environnement lui permet de perdurer dans de nombreuses niches, y compris les installations de production et les produits alimentaires.

La présente étude montre que l'exposition de L. monocytogenes à la lumière visible à large spectre de faible intensité réduit sa croissance et sa motilité et modifie son comportement multicellulaire.

L'exposition à la lumière a également entraîné des modifications du niveau de transcription des modifications du génome, affectant de multiples voies métaboliques, susceptibles d'influer sur la physiologie et le mode de vie des bactéries. En termes pratiques, les données présentées dans cette étude suggèrent que la lumière visible à large spectre est une variable environnementale importante à considérer en tant que stratégie pour améliorer la sécurité alimentaire en réduisant la contamination par L. monocytogenes dans les environnements de production alimentaire.

*Stressosome : complexe de défense connu est une machinerie protéique est capable d’initier, en cas d’attaque – ou stress –, un vaste programme d’expression de gènes permettant à la bactérie de se protéger. Source Institut Pasteur.

**gènes identifiés comme acteurs clefs dans la défense en réponse aux stress, et en particulier les gènes de virulence. Source Institut Pasteur.