De la détection précoce de Listeria monocytogenes

Voci un article publié par une équipe norvégienne, en accès libre, dans Applied and Environmental Microbiology qui s’intéresse à la surveillance de Listeria monocytogenes: détection précoce, dynamique des populations et séquençage quasi-métagénomique lors d’un enrichissement sélectif.

Résumé

Dans cette étude, nous avons abordé différents aspects concernant la mise en œuvre du séquençage quasi métagénomique comme méthode de surveillance hybride en combinaison avec un enrichissement pour la détection précoce de Listeria monocytogenes dans l'industrie alimentaire. Différentes cultures expérimentales d'enrichissement ont été utilisées, comprenant sept souches de L. monocytogenes de différentes séquences types (STs), avec et sans contexte d’une communauté de microbiote. Pour évaluer si les proportions des différentes STs ont changé au fil du temps pendant l'enrichissement, la croissance et la dynamique de la population ont été évaluées à l'aide du séquençage de colonies dapE et du séquençage d'amplicons dapE et du rRNA 16S. Il y avait une tendance de certaines STs à avoir une abondance relative plus élevée au cours de la dernière étape d'enrichissement lorsque L. monocytogenes était enrichi sans présence d’un microbiote. Lorsqu'elles sont co-enrichies avec un microbiote, la dynamique des populations des différentes STs était plus cohérente dans le temps. Pour évaluer le point de temps le plus tôt possible pendant l'enrichissement qui permet la détection de L. monocytogenes et en même temps la génération d'informations génétiques qui permettent une estimation concernant la diversité des souches dans un échantillon, un séquençage quasi métagénomique a été effectué tôt pendant l'enrichissement en présence d’un microbiote en utilisant le séquençage Flongle et Illumina MiSeq d'Oxford Nanopore Technologies. L'application de l'amplification à déplacement multiple (MDA) a permis la détection de L. monocytogenes (et du microbiote) après seulement 4 h d'enrichissement en utilisant les deux approches de séquençage appliquées. Les données de séquençage MiSeq ont en outre permis de prédire la coexistence de souches de L. monocytogenes dans les échantillons.

Importance

Nous avons montré qu'une combinaison d'un enrichissement primaire court combiné à un séquençage MDA et Nanopore peut accélérer le processus traditionnel de culture et d'identification de L. monocytogenes. L'utilisation du séquençage Illumina MiSeq nous a en outre permis de prédire la présence de souches cooccurrentes de L. monocytogenes. Nos résultats suggèrent que le séquençage quasi métagénomique est un outil de surveillance hybride précieux et prometteur pour l'industrie alimentaire qui permet une identification plus rapide de L. monocytogenes au cours d’un enrichissement précoce. L'application systématique de cette approche pourrait conduire à des actions plus efficaces et proactives dans l'industrie alimentaire qui empêchent la contamination et les rappels de produits ultérieurs et la destruction des aliments, les pertes économiques et de réputation et les cas de listériose humaine.

En conclusion, nous avons montré que l'enrichissement d’une culture peut introduire un biais entre les souches cooccurrentes de L. monocytogenes après 24 h dans un bouillon Fraser demi lorsque différentes ST de L. monocytogenes sont enrichies sans microbiote, mais cela était moins apparent lorsqu'ils sont co-cultivés avec un microbiote. Nous avons également montré que le séquençage des colonies et des amplicons donnait des résultats similaires, mais, comme prévu, le séquençage des colonies entraînait plus de variation en raison des plus petites quantités de séquences par rapport au séquençage des amplicons. Pour des résultats plus rapides, nous avons démontré le potentiel du séquençage Nanopore Flongle en tant qu'approche abordable et en temps réel pour l'analyse à la fois du microbiote total et de la présence de L. monocytogenes après seulement 4 h d'enrichissement d’une culture. Il est important de reconnaître que cette analyse n'est ni quantitative, ni capable de discriminer entre bactéries vivantes et/ou mortes. Néanmoins, elle pourrait fournir des informations supplémentaires rapides et utiles pour l'industrie alimentaire. Pour l'étude des souches cooccurrentes de L. monocytogenes, il serait idéal si l'analyse appliquée dans l'industrie alimentaire impliquait le séquençage et le typage ultérieur de plusieurs colonies prélevées sur des plaques de gélose sélectives ou la réalisation d'un séquençage quasi-métagénomique dans les 24 premières heures d'enrichissement de la culture.

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 ... 

Le séquençage des eaux usées est utile pour le contrôle du SRAS-CoV-2

En France, nous avons le réseau Obépine, dont vous trouverez les objectifs ici, et qui nous dit à propos de ses réalisations,

Le réseau en cours de construction repose sur l’identification des quelques 150 STEU (Station de Traitement des Eaux Usées) dans lesquelles une analyse bi-hebdomadaire sera réalisée. Si, dans l’une d’entre elle, on mesure une augmentation de la concentration en trace de génome SARS-Cov-2, la première réaction, après la vérification qui s’impose, sera d’augmenter la fréquence des analyses. Ensuite, le réseau étant construit de façon hiérarchique, nous irons observer une dizaine de stations complémentaires, que nous pensons statistiquement semblables, pour y évaluer la dynamique de la concentration en génome.

C'est un bon début, mais comme nous allons le voir, il faut aussi vérifier quel type de variant se trouve dans les eaux usées car le «Séquençage des eaux usées est utile pour le contrôle du SRAS-CoV-2», source ASM News.

Le séquençage du génome viral des eaux usées peut détecter de nouveaux variants du SRAS-CoV-2 avant qu'ils ne soient détectées par séquençage clinique local, selon une nouvelle étude publiée dans mBio, une revue en accès libre de l'American Society for Microbiology. La capacité de suivre les mutations du SRAS-CoV-2 dans les eaux usées pourrait être particulièrement utile pour suivre de nouveaux variants, comme la souche B.1.17 qui est désormais répandue au Royaume-Uni et qui a déjà été introduite aux États-Unis. (en France aussi hélas -aa).

«Le virus du SRAS CoV-2 est excrété par les individus infectés par le COVID-19 et les déchets fécaux se retrouvent dans les systèmes de traitement des eaux usées. En prélevant les eaux usées, nous pouvons obtenir des informations sur les infections pour toute une population. Certains systèmes d'assainissement desservent plusieurs milliers de personnes. Certains servent des centaines de milliers de personnes», a déclaré la chercheuse principale de l'étude, Kara Nelson, professeur de génie civil et environnemental, au College of Engineering de l'Université de Californie-Berkeley. «Le prélèvement des eaux usées est un moyen très efficace d'obtenir des informations. C'est aussi une source d'information moins biaisée, car nous pouvons obtenir des informations de toutes les personnes du bassin d'égouts, qu'elles soient ou non testées dans une clinique. Nous savons qu'il y a des personnes qui ont des infections asymptomatiques qui pourraient ne jamais être testées.»

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont développé et utilisé une nouvelle méthode d'échantillonnage des eaux usées. Lorsque les chercheurs séquencent l'ARN concentré et extrait des échantillons d'eaux usées, de nombreuses souches différentes peuvent être présentes car de nombreuses personnes contribuent à l'échantillon. Cependant, il est difficile de distinguer le signal génétique du SRAS-CoV-2 des milliards de bactéries et de virus que les humains excrètent chaque jour. Les chercheurs doivent identifier le SRAS CoV-2 au milieu d'une soupe entière d'autres matériels génomiques.

«La manière dont nous devons traiter les informations de séquence est complexe. Une contribution de cet article est la capacité de préparer des échantillons pour le séquençage à partir des eaux usées. Au lieu de séquencer directement tout ce qui est présent, nous avons utilisé une approche d'enrichissement où vous essayez d'abord d'enrichir l'ARN qui vous intéresse», a dit le Dr Nelson. «Nous avons ensuite développé une nouvelle approche d'analyse bioinformatique suffisamment sensible pour détecter une seule différence nucléotidique. Vous ne pouvez pas être plus sensible que cela.»

Les chercheurs ont séquencé l'ARN directement à partir des eaux usées collectées par les districts municipaux de la baie de San Francisco pour générer des génomes complets et presque complets du SRAS-CoV-2. Les chercheurs ont découvert que les principaux génotypes de consensus SRAS-CoV-2 détectés dans les eaux usées étaient identiques aux génomes cliniques de la région. Alors que les variants d'eaux usées observés étaient plus similaires aux génotypes locaux dérivés de patients californiens qu'ils ne l'étaient à ceux d'autres régions, ils ont également détecté des variants de nucléotides uniques qui n'avaient été signalés qu'ailleurs aux États-Unis ou dans le monde. Ainsi, les chercheurs ont découvert que le séquençage des eaux usées peut fournir des preuves d'introductions récentes de lignées virales avant qu'elles ne soient détectées par séquençage clinique local. En comprenant quelles souches de SRAS-CoV-2 sont présentes dans les populations au fil du temps, les chercheurs peuvent avoir un aperçu de la façon dont la transmission se produit et si de nouveaux variants, comme le B.1.1.7, dominent la transmission.

«Parmi tous ceux qui sont testés, seule une fraction de ces échantillons est séquencée. Lorsque vous échantillonnez les eaux usées, vous obtenez des données plus complètes et moins biaisées sur votre population», a dit le Dr Nelson. «Il semble que nous pourrions être en mesure d'obtenir un signal plus tôt dans les eaux usées si un nouveau variant apparaît par rapport au fait de ne compter que sur le séquençage des échantillons cliniques. Le simple fait de savoir que le SRAS-CoV-2 est présent dans une population est la première étape pour fournir des informations pour aider à contrôler la propagation du virus, mais savoir quels variants sont présents fournit des informations supplémentaires mais très utiles.