« Des
experts évaluent le potentiel du séquençage du génome complet pour la sécurité des aliments », source Food Safety News.
Selon
un panel de l'EFSA, le séquençage du génome complet
offre de nouvelles possibilités pour la détection et
l'investigation des foyers
épidémiques de cas de maladies infectieuses
d'origine alimentaire, l'attribution de la
source et l'identification des dangers.
L'avis
scientifique du groupe d'experts sur les risques biologiques couvre
l'utilisation du séquençage du génome complet (WGS) et de la
métagénomique pour l'investigation des foyers
épidémiques de cas,
l'attribution de la
source et l'évaluation des risques des pathogènes d'origine
alimentaire. Les analyses coûts/bénéfices
et les recommandations techniques sur l'utilisation du WGS et de la
métagénomique n'ont pas été examinées.
Un
certain
nombre de recommandations ont été formulées par le panel de
l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA), telles que
des
paramètres de normalisation et de contrôle de la qualité devraient
être convenus au niveau international et validés pour prouver que
les méthodes sont répétables,
reproductibles et exactes.
Le
panel a également conclu qu'une attention devrait être accordée au
renforcement des capacités pour appliquer le WGS et la métagénomique
dans les laboratoires européens et dans le monde entier
afin d'aider à investiguer
sur les épidémies transfrontalières et à développer des
évaluations internationales standardisées des risques des
micro-organismes d'origine alimentaire.
Relier
les aliments aux infections
Une
capacité accrue à associer des souches cliniques à des produits
alimentaires contaminés permet aux patients d'être reliés à une
épidémie, même lorsque différents aliments et zones géographiques
sont impliqués ou qu'il s'agit d'infections historiques.
Il
n'est pas prudent de définir des seuils absolus de différences de
nucléotides pour l'inclusion et l'exclusion des isolats dans une
épidémie, et des informations épidémiologiques devraient toujours
être utilisées pour définir les épidémies, selon l'avis.
Le
pouvoir discriminant du WGS pour la caractérisation des pathogènes
est supérieur à celui des méthodes de typage moléculaire telles
que l'électrophorèse en champ pulsé (PFGE) ou la
MLVA.
Le
polymorphisme mononucléotidique (SNP)
et le typage de séquence multilocus (MLST)
sont deux approches utilisées pour analyser les données WGS pour la
détection des cas groupés ou clusters et l'investigation des
épidémies, mais elles ne sont pas directement comparables.
Les
résultats des approches basées sur SNP ne sont pas non plus
directement comparables entre les laboratoires en raison du nombre de
séquences incluses pour l'analyse, des paramètres de qualité
utilisés par l'outil, du niveau élevé de discrimination et de la
sélection du génome de référence.
MLST
est appelée l'approche gène par gène et considère principalement
les variations génétiques dans le core
genome
MLST (cgMLST) ou le génome complet MLST (wgMLST). Il existe des
problèmes d'interopérabilité liés à l'utilisation de différents
schémas et l'effet de différentes étapes analytiques sur la
précision et la reproductibilité des profils alléliques n'est pas
clair.
Utiliser
la métagénomique
La
métagénomique a le potentiel de détecter et de caractériser des
micro-organismes non cultivables, difficiles à cultiver ou à
croissance lente. L'utilisation pour l'investigation
sur les foyéers
épidémiques de cas
est encore à un stade expérimental.
L'impact
sur la future évaluation des risques des pathogènes d'origine
alimentaire dépendra de la capacité à surmonter des contraintes
telles que le manque de méthodes harmonisées, la faible sensibilité
dans la détection de certains taxons dans l'échantillon et les
limites liées à la spécificité des pathogènes cibles ou des
communautés bactériennes. Les résultats dépendent du choix des
flux de travail en laboratoire comme les protocoles d'extraction
d'acides nucléiques et les stratégies de préparation des
bibliothèques et du choix des pipelines bioinformatiques.
La
shotgun
métagénomique pourrait fournir des informations sur les
déterminants génétiques hébergés par des bactéries pathogènes,
ce qui en ferait une technique plus informative pour l'évaluation
des risques.
Au
cours de la période de transition de la mise en œuvre du WGS, il
pourrait y avoir des difficultés dans l'échange de données. Selon
l'avis, les différences dans les outils bioinformatiques, les bases
de données utilisées et la nomenclature appliquée affecteront la
comparabilité des résultats.
Normalisation
et comparabilité
Les
experts ont recommandé que les organisations internationales de
normalisation fournissent des directives couvrant l'ensemble du
processus, depuis l'extraction de l'ADN jusqu'au résultat final. Il
est nécessaire de normaliser l'analyse des données WGS dans le but
de développer un schéma universel de nomenclatures de souches et de
bases de données partagées pour télécharger et comparer les
séquences.
L'extraction
de
l'ADN,
la
préparation de bibliothèque et le
séquençage par
WGS fait partie de la norme ISO/CD
23418 en cours de développement. Cependant, la transparence sur
les approches bioinformatiques, les séquences de référence et les
développements logiciels pour l'analyse des données WGS est
également requise.
Une
analyse des forces, des faiblesses, des opportunités, des menaces
sur l'utilisation du WGS et de la métagénomique pour le sérotypage
de E. coli producteurs de shigatoxines (STEC) et
de Salmonella a été effectuée.
Pour
les STEC, les isolats non typables à l'aide du sérotypage classique
et ceux présentant des réactions croisées non résolvables peuvent
être attribués à un sérotype dérivé du génome à l'aide des
données WGS. Le sérotypage WGS évite les problèmes de production
et de contrôle de qualité des antisérums à forte intensité de
ressources nécessitant des ressources et une expertise spécialisées.
Cependant,
différents outils/bases de données et pipelines locaux sont
utilisés pour prédire les sérotypes de Salmonella et de
STEC et peuvent conduire à des résultats non comparables. Le WGS
offre également une détermination génotypique du sérotype des
STEC mais les gènes de virulence peuvent ne pas être exprimés.
Un
financement limité pourrait entraver le développement, la gestion
et la mise à jour des outils et des bases de données Internet
pour l'analyse des données de séquençage. Une phase de transition
des révisions du schéma White–Kauffmann–Le Minor pour
Salmonella
à adapter au WGS est attendue. Selon l'avis, cela pourrait nuire à
la comparabilité des données de sérotypage échangées en raison
de l'utilisation de différentes approches.
Entre-temps,
l'EFSA a ouvert une période de consultation publique sur les
recommandations à l'intention des demandeurs concernant l'analyse de
la séquence du génome complet des micro-organismes ajoutés aux
denrées alimentaires et aux aliments pour animaux.
L’utilisation
de micro-organismes, tels que des bactéries, dans les denrées
alimentaires et les aliments pour animaux doit être autorisée, sur
la base de l’évaluation des risques de l’EFSA. Dans certains
domaines, l'utilisation des données basées sur le WGS est une
exigence pour l'évaluation des risques et les parties doivent
utiliser cet outil pour préparer les demandes. La date limite pour
soumettre des commentaires est le 28
février 2020.