La contamination par Listeria dans les installations de production est plus probable dans les zones non en contact avec le produit, selon une nouvelle étude

Ce n’est pas vraiment un scoop mais cela contribue à la maîtrise de Listeria dans l’environnement. On peut raisonnablement penser que si les siphons, les collecteurs des eaux usées, les sols et les plafonds sont propres, le reste est propre et exempt de Listeria …

«La contamination par Listeria dans les installations de production est plus probable dans les zones non en contact avec le produit, selon une nouvelle étude», source Food Safety News du 3 mai 2023.

Une nouvelle étude financée par le Center for Produce Safety (CPS), «Study looks at Listeria contamination patterns in processors» a révélé que la contamination par Listeria monocytogenes dans les installations de transformation des produits alimentaires est plus susceptible de se produire dans les zones non en contact avec le produit telles que les siphons, les collecteurs des eaux usées, les sols et les plafonds, plutôt que dans les zones en contact direct comme les couteaux et bandes transporteuses ou de convoyage.

Ana Allende et son équipe de l'institut de recherche CEBAS-CSIC en Espagne ont mené un projet de deux ans pour examiner les schémas de contamination par Listeria monocytogenes et les programmes de nettoyage-désinfection associés dans trois installations de transformation de produits alimentaires et identifier les principaux points de contamination.

Les chercheurs ont divisé les zones de transformation en trois zones en fonction de leur proximité en contact avec le produit.

- La zone 1 concernait les zones en contact direct, telles que les couteaux et les bandes transporteuses.
- La zone 2 comprenait les surfaces qui n'entraient pas en contact avec les aliments mais qui se trouvaient à proximité.
- La zone 3 comprenait des surfaces non en contact avec le produit, plus éloignées, qui pourraient potentiellement conduire à la contamination des zones 1 et 2.

Ils ont procédé à un échantillonnage systématique des installations en fin de journée avant le nettoyage et la désinfection, ainsi qu'après les activités de nettoyage et de désinfection.

Les chercheurs ont collecté plus de 600 échantillons dans les trois zones et 45 échantillons d'ingrédients crus et de produits finis. L'équipe a ensuite utilisé le séquençage du génome entier (WGS) sur 100 échantillons pour comprendre si Listeria était transitoire ou persistant. Ils ont constaté que les deux mêmes sérotypes de Listeria monocytogenes étaient présents sur les trois lignes de transformation après les deux prélèvements, avant et après le nettoyage, suggérant que ces sérotypes étaient inhérents et se déplaçaient de la zone 3 vers la zone 1.

«Nous avons commencé à nous intéresser au rôle de la contamination environnementale après des années de participation au symposium de la CPS où certains chercheurs, tels que le Dr Martin Wiedmann et la Dr Laura Strawn, se sont concentrés sur la maîtrise de Listeria dans les usines de conditionnement et de installations de transformation», a dit Allende. «Nous essayons d'apporter nos expériences d'un autre point de vue. Les installations que nous pouvons échantillonner ici pourraient également nous aider à comprendre l'importance de ce problème.»

De plus, les chercheurs ont évalué l'efficacité des biocides contre les isolats de Listeria monocytogenes résidents et ont découvert que tous les isolats obtenus de l'environnement après nettoyage étaient sensibles aux biocides, dissipant les craintes que les agents pathogènes deviennent résistants aux désinfectants.

Allende a dit que l’étude visait à fournir des résultats pertinents pour les trois transformateurs de produits coopérants, mais qu'elle avait également des implications plus larges pour l'industrie des produits agricoles sur la manière dont elle devrait effectuer la surveillance environnementale, y compris l'échantillonnage après la transformation juste avant le nettoyage. Les résultats devraient aider les transformateurs à mieux comprendre les principaux points de contamination dans la zone 1 et leur relation avec Listeria monocytogenes de séquence type identiques ou similaires dans les zones 2 et 3.

«L'une des hypothèses que nous avions était que la matière première introduisait une grande partie de Listeria», a dit Allende. «C'était avant que nous procédions à l'échantillonnage et au séquençage complet du génome pour comprendre les isolats et qu'ils ne provenaient pas tous de la matière première. Une partie de la contamination provenait probablement de la zone 3 dans les différentes installations de transformation.»

Alors que plusieurs études ont examiné la prévalence de Listeria monocytogenes dans les installations de transformation des produits laitiers et de la viande, peu ont examiné les schémas de contamination par Listeria monocytogenes et les programmes de nettoyage-désinfection connexes dans les installations de transformation des produits alimentaires. Le projet de recherche mené par Allende et son équipe est conçu pour fournir des données pratiques sur les plans de surveillance environnementale des installations de production, ainsi que sur l'efficacité des programmes de nettoyage et de désinfection.

La Food and Drug Administration des États-Unis a une politique de tolérance zéro pour Listeria monocytogenes dans les échantillons de produits transformés, tandis que la Commission européenne a fixé un seuil allant jusqu'à 100 unités formant colonie par gramme.

Commentaire

Le passage de Listeria de la zone 3 à la zone 1 est probablement dû à une mauvaise méthode de nettoyage.

Le contrôle de l’environnement après nettoyage-désinfection peut s’avérer utile, mais il semble encore plus utile juste avant le démarrage de la production.

Enfin, l’article ne mentionne pas la validation du nettoyage-désinfection avec le recours avec des lames porte-germes.

En France, le critère microbiologique pour Listeria monocytogenes dans les échantillons de produits transformés est proche de celui de la FDA aux États-Unis, malgré ce critère énoncé de la réglementation européenne. En fait, tout ceci est évolution notamment en ce qui concerne les aliments prêts à être consommés réfrigérés.

Dans une rare document sur le sujet du nettoyage et de la désinfection des siphons de sol dans les entreprises alimentaires, voici une vidéo de Campden BRI de janvier 2020 à ce sujet.

Cette courte vidéo illustre les points clés à considérer lors du nettoyage d'un siphon de sol dans un environnement de fabrication d'aliments et de boissons. Elle explique comment sélectionner l'équipement de nettoyage approprié, utiliser des techniques de nettoyage et des désinfectants efficaces et comment inspecter un siphon de sol après nettoyage. La vidéo se concentre sur les méthodes de nettoyage pour deux conceptions de collecteurs d'eaux usées, les caniveaux et le siphon cloche.

Voir aussi Comment fait-on pour nettoyer les collecteurs d’eaux usées en entreprise alimentaire ?

Efficacité de certains traitements du sol en poudre contre Salmonella, E. coli et L. monocytogenes sur les supports de revêtement de sol en polyuréthane-béton

«Efficacité de certains traitements du sol en poudre contre Salmonella, E. coli et L. monocytogenes sur les supports de revêtement de sol en polyuréthane-béton», source Journal of Food Protection (2022).  

Résumé

Les revêtements de sol des environnements de transformation des aliments peuvent être contaminés par des pathogènes de plusieurs façons, notamment la circulation des piétons et des équipements, les matériaux entrants et les refoulements des siphons de sol. Le curcuma, antimicrobien naturel, et un traitement du sol avec de la poudre disponible dans le commerce peuvent réduire les niveaux des pathogènes sur le sol, réduisant ainsi le risque de contamination croisée du sol aux surfaces en contact avec les aliments. Ces produits chimiques ont été évalués pour déterminer leur efficacité contre des cocktails de Salmonella, Escherichia coli et Listeria monocytogenes séchés sur des surfaces fabriquées à partir de matériau de revêtement de sol commercial en polyuréthane-béton. Des solutions aqueuses à tester ont été préparées à partir du traitement minimum requis par m2 selon les instructions du fabricant diluées dans de l'eau stérile. La synergie potentielle entre le curcuma et un traitement de sol commercial à base de percarbonate a été explorée avec un mélange de curcuma et de percarbonate de sodium, chacun à un taux d'application d'environ 37 g/m2. Chaque support inoculé a été exposé aux solutions de traitement ou à un contrôle d'eau stérile pendant 10 minutes à température ambiante, neutralisé avec un bouillon neutralisant Hi-Cap, les bactéries suspendues, dénombrées et des réductions log10 calculées pour chaque combinaison de traitement et d'inoculum.

Les réductions moyennes log10 UFC/support avec les écarts-types variaient entre 4,29 ± 0,34 pour le traitement à base de percarbonate de sodium (PCS) et 0,004 ± 0,23 pour le curcuma pour Salmonella, 4,81 ± 0,16 pour le traitement à base de PSC et -0,16 ± 0,62 pour le curcuma pour E. coli et 4,88 ± 0,6 pour le traitement à base de PCS et -0,16 ± 0,15 pour le curcuma pour L. monocytogenes.

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.

Des chercheurs montrent que le sol irlandais peut offrir plus d'espoir dans la lutte contre la résistance aux antibiotiques

«Des chercheurs montrent que le sol irlandais peut offrir plus d'espoir dans la lutte contre la résistance aux antibiotiques», source EurekAlert!

Des scientifiques de l’Université de Swansea font des découvertes passionnantes dans leur quête de nouveaux antibiotiques.

Des scientifiques qui ont mis en évidence les propriétés anti-microbes de bactéries dans le sol d'Irlande du Nord ont fait une autre découverte passionnante dans la quête de nouveaux antibiotiques.

Le Traditional Medicine Group, une collaboration internationale de scientifiques de l'Université de Swansea, du Brésil et d’Irlande du Nord, a découvert plus d'espèces productrices d'antibiotiques et pense avoir même identifié de nouvelles variétés d'antibiotiques avec des conséquences potentiellement vitales. Les supermcirobes résistants aux antibiotiques pourraient tuer jusqu'à 1,3 millions de personnes en Europe d'ici 2050, et selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), «La résistance aux antibiotiques constitue aujourd’hui l’une des plus graves menaces pesant sur la santé mondiale, la sécurité alimentaire et le développement.»

La recherche d'antibiotiques de remplacement pour lutter contre la multi-résistance a incité les chercheurs à explorer de nouvelles sources, y compris les médicaments traditionnels en se concentrant sur les environnements où se trouvent des producteurs d'antibiotiques bien connus tels que Streptomyces. Le groupe de médecine traditionnelle a découvert que le sol utilisé dans l'ancienne médecine populaire irlandaise dans les scarplands de West Fermanagh contient plusieurs espèces de ces organismes producteurs d'antibiotiques. Cette zone de grottes, de prairies alcalines et de tourbières est parsemée de nombreux vestiges d'habitations du néolithique.

Les scarplands sont des régions naturelles ou des paysages géologiques et géomorphologiques particuliers. La photo est une illustration des scarplands de West Fermanagh. Cliquez sur l'image pour l'agrandir.

L'un des membres de l'équipe de recherche, le Dr Gerry Quinn, ancien résident de Boho, dans le comté de Fermanagh, est au courant des traditions de guérison de la région depuis de nombreuses années. Il y a plusieurs années, une analyse du sol a conduit l'équipe à découvrir une souche de bactérie jusque-là inconnue efficace contre quatre des six supermicrobes des hôpitaux les plus résistants aux antibiotiques, dont le SARM.

Depuis lors, leurs recherches se sont poursuivies mais compte tenu des sensibilités religieuses locales et de la nature auto-limitante du site d'origine, le groupe a délocalisé sa recherche dans une autre zone des scarplands de West Fermanagh, qui a conservé la nature alcaline essentielle des prairies tout en fournissant un lien. à la médecine traditionnelle populaire.

Le Dr Paul Facey, l'un des principaux chercheurs de l'Université de Swansea, a dit: «Le fait que la médecine traditionnelle soit incorporée dans de nombreux contes populaires locaux nous a conduit à croire qu'il y avait une bonne possibilité de trouver des organismes puissants produisant des antibiotiques dans d'autres endroits de ces collines calcaires.»

Le groupe a découvert que leur dernier résultat était capable d'exprimer une gamme encore plus large d'activité antimicrobienne que leur découverte précédente. Les résultats de cette étude ont maintenant été publiés dans MDPI Applied Microbiology et la séquence d'ADN a été déposée dans la collection nationale américaine.

Les tests d'antibiotiques effectués par le Dr Quinn, Simms Adu, de l'Université d'Ulster et Nada Alharbi de l'Université de Swansea, révèlent que Streptomyces sp. CJ13 inhibe la croissance d'organismes multi-résistants tels que:

• Pseudomonas aeruginosa, bactérie Gram négatif, un pathogène opportuniste courant associé aux infections pulmonaires chroniques chez les patients atteints de fibrose kystique;
  
• le SARM, un pathogène opportuniste commun souvent résistant à de nombreux antibiotiques;
• Des bactéries anaérobies, généralement présentes dans les plaies profondes, qui provoquent des infections graves; et
  
• Candida, une espèce de levure souvent négligée dans les infections bactériennes mixtes.

Le groupe n'a pas encore identifié chimiquement les composés responsables de l'activité antibiotique, mais une analyse préliminaire indique qu'il existe des similitudes génétiques avec d'autres gènes connus de production d'antibiotiques. Même si ces gènes antibiotiques retrouvés dans Streptomyces sp. CJ13 ne sont pas identiques aux antimicrobiens modèles, cela soulève la possibilité intéressante qu'il s'agisse de nouvelles variétés d'antibiotiques.

Compte tenu des contributions significatives apportées par Streptomyces aux domaines du cancer et des thérapies antivirales, le membre de l'équipe Hamid Bakshi a ajouté: «Nous sommes confiants dans le grand potentiel de notre découverte la plus récente pour fournir de nombreuses découvertes intéressantes.»

Glyphosate: ne rien y connaître n'empêche pas d'asséner une déclaration péremptoire, n'est-ce pas Mme Laurence Tubiana

Lu dans un article de seppi, 

Mme Laurence Tubiana* sur France Inter sur le glyphosate : ne rien y connaître ne l'empêche pas d'asséner une déclaration péremptoire... et, quand une décision stupide est prise, il faut la tenir...

*coprésidente du comité de gouvernance de la Convention Citoyenne pour le Climat.

Quand je vois mon tracteur et mon pulvé servir de support d'images à un discours d'une personne qui, elle même, ne se dit pas "spécialiste" en #AgricultureS et qui, au travers de la @Conv_Citoyenne veut m'imposer UN modèle d'#Agriculture. Je pleure : #Liberté #Egalité #fraternité https://t.co/qsEvgyvq1w

— GUYOT Vincent (@GuyotVincent02) December 11, 2020

Quand j'écoute cette personne au demeurant très estimable, il me revient en ma mémoire cette phrase d'Yvan Audiard, un peu familière certes, mais qui résume tellement la situation, dans Le Pacha de Georges Lautner, «Quand on mettra les cons sur orbite, t'as pas fini de tourner».

Un internaute a tweeté,

… la teneur des propos de Madame Laurence Tubiana restent cependant déconnectés de la réalité, des promesses électorales ne sont pas des connaissances agronomiques ; venir voir les sols avec glypho avant de juger.

Ou encore cet autre tweet d'un agriculteur,

Et oui c est en labourant que l'on va restauré la fertilité des sols

Pour la première fois de l'histoire agricole, nous savons régénérer la fertilité des sols👏👏

Un sol nu = sol foutu

Il faut intensifier la production végétale (couvert interculture)

Un sol couvert = un sol prospère

Complément du 21 décembre 2020. Lu dans Alerte Environnement, SNCF : l’alternative au glyphosate va coûter un bras aux contribuables…et à l’environnement. 

Risques potentiels pour la sécurité des aliments associés aux produits alimentaires tombés au sol dans les magasins d'alimentation

« Déterminer les risques potentiels pour la sécurité des aliments associés à la chute de produits au sol dans les magasins d'alimentation », tel est l'objet d'un article paru récemment dans le Journal of Food Protection.

Les magasins d'alimentation traitent quotidiennement des produits frais en grandes quantités. Selon le Food Code la Food and Drug Administration, les aliments doivent être stockés à au moins 15 cm au-dessus du sol et tous les aliments doivent être protégés de toute source de contamination ou bien jetés.

Il est rapporté dans la littérature que les produits abandonnés pourraient être une source potentielle de contamination microbienne. Les consommateurs et les employés laissent souvent tomber des produits au sol et les remettent dans une vitrine ou dans une poubelle, ce qui pourrait potentiellement servir de source de contamination.

Cette étude vise à déterminer le taux de transfert bactérien sur différents types de produits lorsqu'ils sont déposés sur des surfaces au sol contaminées par Listeria monocytogenes pendant différents temps de contact.

Des pommes, des pêches et de la laitue romaine ont été déposées séparément sur des surfaces de tapis et de carreaux à une distance de 1 m et maintenues pendant 5 secondes, 1 minute 10 minutes, 1 heure et 4 heures.

Les résultats ont montré que le transfert de tous les types de produits se produisait à la fois sur les surfaces de tapis (10,56%) et de carreaux (3,65%). Pourtant, le pourcentage de transfert n'était pas statistiquement significatif entre les différentes périodes utilisées dans cette étude (p > 0,05).

La laitue romaine abandonnée a eu le plus de transfert (28,97%) des deux surfaces combinées, suivie des pommes (8,80%) et des pêches (7,32%) avec un transfert minimal.

Même avec un faible niveau de transfert, les magasins d'alimentation devraient inclure une signalisation pour alerter les consommateurs de ne pas ramasser les produits abandonnés et former leurs employés en conséquence.

« Sans bactéries ni champignons, la Terre ressemblerait à Mars »

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.

Les sols filtrent l'eau potable et font croître les denrées alimentaires. Cependant, ils ne peuvent remplir leurs fonctions que parce qu'ils contiennent des milliers d'espèces de champignons et de bactéries qui travaillent en harmonie, comme les rouages d'une horloge. C’est ce qu’ont démontré des scientifiques d'Agroscope et de l'Université de Zurich. Leurs résultats ont été publiés récemment dans la célèbre revue Nature Communications. En résumé: plus la communauté microbienne est riche en espèces, plus les fonctions de l'écosystème restent intactes, ce qui a un effet positif sur l'agriculture.

«Il s’agit probablement de la première étude qui démontre que les bactéries et les champignons présents dans nos sols sont organisés en grands réseaux et que ces réseaux remplissent des fonctions très importantes», explique Marcel van der Heijden, spécialiste en agroécologie chez Agroscope et à l'Université de Zurich. «Plus ces réseaux sont connectés, plus nos sols sont en mesure de contribuer à l'agriculture.»

Il ressort de cette étude que plus les bactéries et les champignons étaient nombreux dans les sols étudiés, plus les plantes absorbaient d'éléments nutritifs et plus la diversité végétale était importante. Par contre, si les sols ne contenaient que peu ou pas de microorganismes, seules des graminées poussaient et beaucoup moins d’éléments nutritifs étaient absorbés.

Mais le sol peut également perdre d'autres fonctions importantes s'il contient trop peu d'espèces de bactéries et de champignons: par exemple L’utilisation efficace des engrais, la décomposition de résidus végétaux ou le stockage du carbone atmosphérique. «Sans bactéries ni champignons, la Terre ressemblerait à Mars», affirme Cameron Wagg, premier auteur de l'étude.

Comme une usine géante

Les nombreuses espèces de champignons et de bactéries travaillent ensemble, comme dans une grande usine. L'une est responsable de la «réception des marchandises», l'autre du «stockage», une autre encore de «l'équipement des convoyeurs», une troisième du «soudage» et une quatrième du «nettoyage de la halle de fabrication ». Ce n'est que si tous les postes sont pourvus que l’usine est en mesure de fabriquer des produits de qualité», explique Marcel van der Heijden. «Moins l'usine a d'employés, moins elle produira.»

Les espèces bactériennes et fongiques occupent même chaque «emploi» plusieurs fois. «L'avantage est que si une espèce vient à disparaître, la suivante peut simplement prendre le relais.» Cela signifie que les sols fonctionnent même en cas de périodes de chaleur prolongées, de stress dû à la sécheresse ou d'autres influences environnementales.

Plus le sol est riche en espèces, plus il remplit de fonctions 

Le groupe de recherche a progressivement réduit la diversité des espèces dans les échantillons de sol. Il a pu ainsi mesurer la quantité de protoxyde d'azote produite par les différents sols et donc la perte d'azote, précieux pour les sols. Le groupe de recherche a également cherché à savoir si les réseaux microbiens dans le sol influençaient le lessivage d'éléments nutritifs importants, comme l'azote et les phosphates. Ensuite, une «analyse du système» a été effectuée et plusieurs fonctions ont été analysées simultanément (multifonctionnalité). Les résultats ont montré que plus la communauté microbienne d'un sol est complexe et riche en espèces, plus les fonctions de l’écosystème restent intactes, ce qui a un effet positif sur l'agriculture et l’environnement.

Tamiser jusqu'à ce qu'il ne reste plus rien

Dans le cadre de l’étude, le groupe de recherche a utilisé des échantillons de sol d'une grande culture située dans le canton de Zurich. Afin de réduire progressivement la biodiversité du sol, des tamis toujours plus fins ont été utilisés. Par conséquent, certains échantillons présentaient une grande diversité de bactéries et de champignons, tandis que d'autres en présentaient très peu ou pas du tout. Ces échantillons de sol (inoculum) ont ensuite été mélangés avec de la terre stérilisée dans des chambres hermétiquement fermées. Un mélange de trèfle, de graminées et d’herbes pastorales a été semé dans plusieurs bacs de culture. Les chambres ont permis de mesurer l’échange gazeux.

Communautés microbiennes dans les agrégats du sol: Vers une compréhension des interactions du microbiome à des échelles biologiquement pertinentes

« Communautés microbiennes dans les agrégats du sol: Vers une compréhension des interactions du microbiome à des échelles biologiquement pertinentes » source Applied and Environmental Microbiology, une revue de l’ASM.

Les sols contiennent un enchevêtrement de minéraux, d'eau, de nutriments, de gaz, de racines de plantes, de matières organiques en décomposition et de micro-organismes qui agissent ensemble pour recycler les nutriments et favoriser la croissance des plantes terrestres.

La plupart des microorganismes du sol vivent dans des communautés périodiquement interconnectées étroitement associées aux agrégats du sol, c’est-à-dire de petits clusters (< 2 mm) fortement liées à des minéraux et du carbone organique persistants à la suite de perturbations mécaniques et de l’humidité.

Leur structure spatiale est importante pour le cycle biogéochimique et nous ne pouvons pas prédire de manière fiable les activités biologiques et la variabilité des sols en étudiant uniquement les sols en vrac.

Pour bien comprendre les processus biogéochimiques à l'œuvre dans les sols, il est nécessaire de comprendre les interactions à l'échelle micrométrique qui se produisent entre les particules de sol et leurs habitants microbiens. Ici, nous passons en revue l’état actuel des connaissances sur les communautés microbiennes d’agrégats du sol et identifions les domaines dans lesquels il est possible d’étudier les écosystèmes du sol à une échelle correspondant aux cellules individuelles.

Schéma simplifié de l'horizon du sol et des macro et micro-agrégats du sol. Les propriétés importantes incluent la chimie locale, la surface spécifique, la taille des pores au sein et entre les agrégats, la rugosité de la surface et la connectivité. POM: matière organique particulaire. Cliquez sur l'image pour l'agrandir.

Un horizon est une couche du sol, homogène et parallèle à la surface.

Nous présentons un cadre permettant de comprendre les communautés d'agrégats comme des « villages microbiens » périodiquement connectés lors d'événements humides, permettant ainsi le transfert de matériel génétique, de métabolites et de virus.

Nous décrivons des stratégies descendantes (communauté entière) et ascendantes (réductionnistes) pour étudier ces communautés.

Pour comprendre cela, il faut combiner des approches de « systèmes modèles » (par exemple, développer de faux agrégats artificiels de communautés), observer sur le terrain des communautés naturelles et étudier plus largement les interactions entre communautés afin d'inclure les membres de la communauté peu étudiés, comme les virus.

Les études initiales suggèrent que les approches basées sur les agrégats constituent une prochaine étape critique pour développer une compréhension prédictive de la façon dont les interactions géochimiques et communautaires contrôlent la structure de la communauté microbienne et le cycle des éléments nutritifs dans le sol.

Référence. Soil Aggregate Microbial Communities: Towards Understanding Microbiome Interactions at Biologically Relevant Scales

Regina L. Wilpiszeski, Jayde A. Aufrecht, Scott T. Retterer, Matthew B. Sullivan, David E. Graham, Eric M. Pierce, Olivier D. Zablocki, Anthony V. Palumbo, Dwayne A. Elias

Applied and Environmental Microbiology Jul 2019, 85 (14) e00324-19; DOI: 10.1128/AEM.00324-19

L’article est disponible intégralement et gratuitement.

Contamination par les pesticides: Que peuvent faire les microbiologistes?

« Contamination par les pesticides: que peuvent faire les microbiologistes? », source article de James W B. Moir Département de biologie, Université de York, Royaume-Uni. Texte publié dans Microbiologist de mars 2019, une revue de la Society for Applied Microbiology.

Qu'est-ce que cela a à voir avec la microbiologie?

Traditionnellement, très peu. La préparation de l'eau brute (réservoir ou rivière) destinée à la consommation est traitée comme un processus physico-chimique plutôt que biologique. Les analyses réglementaires de la présence de pesticides dans l'environnement ne prennent pas en compte les processus biologiques tels que l'adaptation évolutive, malgré des preuves bien établies que la biodégradation accélérée des pesticides survient en réponse à leur utilisation historique ou récente.

La technologie n’existant pas en vase clos, et pour informer et influencer le développement de solutions technologiques, les microbiologistes doivent s’engager avec les parties prenantes pour comprendre les problèmes et envisager l’espace dans lequel des solutions pourraient exister. En ce qui concerne les pesticides, ces parties prenantes comprennent les compagnies des eaux chargées de fournir de l’eau propre, les agriculteurs qui utilisent des pesticides sur leurs terres, les autorités réglementaires qui définissent les politiques en matière d’utilisation des pesticides, les ingénieurs qui conçoivent des stations de traitement de l’eau et les consommateurs. qui veulent une eau propre.

La conception physico-chimique et l’infrastructure des stations de traitement de l’eau ne sont qu’un élément dans un contexte plus large de la « gestion du captage » dans lequel les compagnies des eaux travaillent en liaison avec les contributeurs agricoles et industriels pour réduire les risques de contamination.

L'eau potable n'est pas stérile et le sol est la structure la plus diversifiée sur le plan microbiologique. Des bactéries du sol spécialisées capables de dégrader des pesticides problématiques peuvent être facilement isolées et étudiées en laboratoire. Il doit être possible de tirer parti de la puissance de la catalyse biologique dans ce contexte pour développer des solutions technologiques permettant de limiter la contamination par les pesticides. Les microbiologistes pourraient utiliser ces ressources naturelles pour avoir un impact dans trois domaines principaux: (i) traitement; (ii) diagnostic et (iii) réglementation et politique.

Traitement

Nous avons travaillé récemment sur un pesticide, le métaldéhyde, un éther cyclique qui ne se dégrade pas par les méthodes classiques de traitement de l'eau (comme le charbon actif en grains). Cependant, les bactéries susceptibles de dégrader le métaldéhyde peuvent être isolées et peuvent être utilisées dans le traitement de l'eau. La bioaugmentation de ces micro-organismes dans les stations d’épuration pose de nombreux défis, car les bactéries risquent de ne pas être retenues ou de ne pas dégrader le pesticide en présence d’autres substrats carbonés potentiels présents dans l’eau.

La faisabilité du traitement biologique nécessite des essais à diverses échelles et en utilisant divers paramètres de traitement, des installations de traitement des eaux municipales au fossé à côté champ. La connaissance et la compréhension des mécanismes biologiques sous-jacents nous permettront d’avoir des tests de diagnostic biologique plus intelligents du potentiel de dégradation dans un contexte donné. Imaginez un test par la PCR quantitative pour des gènes dégradant les pesticides, ce qui ajoutera une nouvelle richesse en analyse biologique au processus de traitement de l'eau.

La persistance des pesticides dans l’environnement dépend de facteurs physico-chimiques et des processus biologiques dans le microbiome du sol.

Diagnostic

Les méthodes de surveillance actuelles font appel à des méthodes sophistiquées de logistique et de chromatographie de pointe en laboratoire, susceptibles de ne pas être traduites en essais sur le terrain, ni de s’appliquer dans les pays en voie de développement dotés de structures institutionnelles fragiles. La sensibilité et la spécificité biologiques offrent le potentiel pour la conception de nouveaux diagnostics basés sur des biocapteurs capables de détecter et de quantifier les résidus de pesticides.

Sans présupposer complètement les besoins des parties prenantes, les microbiologistes peuvent définir une série de voies possibles vers de nouveaux diagnostics reposant sur la microfluidique couplée à des méthodes d'analyse biophysique, des capteurs à base d'anticorps ou des stratégies basées sur des essais biologiques sur des cellules microbiennes vivantes intactes. Une gamme d'approches pour le développement de diagnostics nous permettra de développer des outils qui fonctionnent dans différents contextes, que cela soit régi par le coût, la vitesse, la robustesse ou d'autres spécifications pouvant être établies en liaison avec les utilisateurs finaux.

Réglementation et politique

La persistance des pesticides dans l’environnement dépend de facteurs physico-chimiques dans les sols mais également de processus biologiques dans le microbiome du sol. Compte tenu de la variation spatio-temporelle de l'activité microbienne, il faudra collecter davantage de données sur la prédisposition métagénomique à la dégradation des pesticides et sur son évolution dans le temps et à travers les paysages. Cela impliquera également un changement de paradigme pour les autorités de réglementation, prenant en compte les variables biologiques qui ont jusqu'à présent été écartées au profit de propriétés chimiques/physiques plus faciles à mesurer.

Les connaissances sur le potentiel de dégradation pourraient également avoir un impact sur l’utilisation des pesticides par les agriculteurs, afin de garantir la meilleure dose et une utilisation plus efficace et durable.

En fin de compte, les interventions chimiques de l’homme dans l’agriculture continueront d’être nécessaires pour parvenir à l’augmentation de rendement nécessaire pour nourrir la population mondiale. L'application de la recherche microbiologique peut permettre une utilisation durable des pesticides et autres produits agrochimiques et résoudre les problèmes de contamination en aval qui se posent.