Au cours des dernières décennies, la mauvaise utilisation des antibiotiques pour la thérapie humaine et la production animale dans le monde ont augmenté la résistance aux antimicrobiens dans divers environnements (Tiedje et al., 2019). Il est de plus en plus reconnu que leur utilisation dans l'agriculture et l'aquaculture pourrait contribuer au développement de ce problème, par exemple, les bactéries chez les animaux traités avec des antibiotiques peuvent développer une antibio-résistance (Tang et al., 2017), qui pourrait être transmissible à l'homme directement via la chaîne alimentaire, par consommation d'aliments crus ou insuffisamment cuits. De même, par la contamination croisée entre les aliments ou indirectement par l'environnement (Tang et al., 2017; Bennani et al., 2020).
La résistance croissante des
bactéries aux antibiotiques et les échecs de plus en plus fréquents des
traitements contre les infections appellent à l'identification des causes sous-
jacentes de ce problème et par conséquence, à la recherche des moyens de le
réduire et d'améliorer l'efficacité des thérapies contre les infections
(Kowalska-Krochmal et Dudek-Wicher, 2021). Beaucoup de bactéries en cause
s’avèrent capables de se fixer aux surfaces et de former des biofilms dans un
cadre expérimental, notamment par des agents pathogènes comme:Salmonella spp, Listeria
monocytogenes, Escherichia coli entérohémorragique, Campylobacter jejuni et
Staphylococcus aureus. Cela a conduit à supposer que les biofilms ont un rôle
important dans la contamination des produits alimentaires dans les
environnements de transformation d’aliments, puisque les usines des transformations
alimentaires abritent de nombreux sites propices au développement de biofilms
(Wagner et al., 2020). Typiquement, les biofilms étant des communautés sessiles
de bactéries généralement intégrées dans une matrice polymérique
extracellulaire ont montré une résistance considérable aux méthodes de
désinfection conventionnelles (Butt et Khan, 2015; Mathur et al., 2018 ).
En règle générale, les biofilms
naturels contiennent presque toujours un nombre quantitativement important de
différents types d'organismes vivant sous forme de colonie.
Les bactéries du biofilm
présentent un métabolisme et une expression génique distincts de ceux de leurs
homologues planctoniques et présentent un phénotype altéré, avec une tolérance
accrue aux mécanismes de défense immunitaire de l'hôte et aux substances
antimicrobiennes administrées de
manière exogène (Guzmán-Soto et al., 2021). Les mécanismes de résistance des
communautés de biofilms ne sont pas similaires à ceux des communautés
planctoniques, tels que les mutations du site cible, la perméabilité cellulaire
plus faible, les pompes à efflux, les enzymes de modification des antibiotiques,
et les protéines neutralisant ces derniers. L’organisation spatiale et la
nature multicellulaire du biofilm semblent être le facteur clé de la résistance
aux antibiotiques des communautés de biofilm (Sharma, et al 2019).
En revanche, vu le manque de stratégies de surveillance et de contrôle efficaces, au niveau des chaînes de production alimentaire, dans les pays en développent ou les sous- développés, principalement pour ce qui est de la propagation des bactéries résistantes et des gènes de résistance aux antibiotiques, ce travail de master a été proposé pour mettre en lumière l’état de la question. En fait, l’objectif principal a été d’explorer l’un des mécanismes sous-jacents impliqué dans la persistance des germes antibio-résistants, qui est compris dans la formation de biofilms, par les bactéries d’origine alimentaire.
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| Formation de biofilms par les bactéries |
Master en biologie
Spécialité: Microbiologie Appliquée
Formation de biofilms par les bactéries d’origine alimentaire résistantes aux antibiotiques.
Ce mémoire est organisé en deux parties:
La partie bibliographique:
composée d’une synthèse générale sur les antibiotiques incluant:
mécanisme d’action, et mécanisme
de résistance aux antibiotiques, d’une description relative à la présence des
bactéries antibio-résistantes dans les aliments et enfin d’une synthèse sur les
biofilms: formation, implication dans les mécanismes d’antibio-résistance et impact
sur les aliments et la production alimentaire.
La partie présentation d’articles scientifiques:
portant sur la lecture attentive
et la traduction dans un contexte scientifique de deux articles de recherches
liés au thème de ce mémoire; ce qui a permis de connaitre et de découvrir les
protocoles expérimentaux suivis et de voir l’importance et l’étendue des
résultats obtenus, par rapport au danger relatif à la présence dans les
aliments de bactéries antibio-résistantes, et surtout persistantes.
L’étude expérimentale prévue n’a
pas pu être réalisée, en raison des conditions de travail difficiles quant à la
pandémie du Covid-19. Cependant, nous pensons que la revue de littérature
présentée et les articles scientifiques traités ont donné une valeur et une tendance
scientifique à ce mémoire, tout en attirant l’attention sur la question: de la
ferme à l’assiette, sommes-nous en sécurité alimentaire?
Ce travail bibliographique a mis
le point non seulement sur le danger relatif à la présence d’éléments
d’anbio-résistances (bactéries ou gènes) dans les aliments, mais aussi sur les mécanismes
biologiques conférant la persistance à ces éléments, notamment la formation de
biofilms.
Il est à noter que la résistance
aux antimicrobiens ainsi que la formation de biofilms deviennent un problème
croissant et insoluble dans le secteur de la santé et de la sécurité alimentaire.
Les bactéries formant un biofilm sont enfermées dans une matrice qui leur permet
d'exclure les antibiotiques et la réponse immunitaire de l'hôte (Abebe, 2020).
De nombreux travaux scientifiques
ont signalé la présence de bactéries résistantes aux antibiotiques dans différents
produits alimentaires, avec la mise en évidence de certains mécanismes
sous-jacents corrélés à la résistance, en particulier la formation de biofilms.
Parmi ces travaux, ceux de
Kroning et al., 2016 et Skowron et al., 2019. L’étude de Skowron et al., 2019 a
montré que les légumes congelés en Pologne peuvent être contaminés par L.
monocytogenes. Leurs résultats ont rapporté que parmi les souches retenues,
certaines sont résistantes à la pénicilline, au méropénème, à l'érythromycine
et au cotrimoxazole. Les souches étudiées sont aussi capables à former des
biofilms. Par ailleurs, les résultats quant à la corrélation entre la
résistance aux antibiotiques et la formation de biofilms ne sont pas vraiment
concluants. Kroning et al., 2016 ont isolé et identifié des staphylocoques à
coagulase positive à partir de bonbons faits à la main produits à Pelotas
(Brésil). Le potentiel de virulence a été vérifié en évaluant la présence des
gènes d'entérotoxine staphylococcique, icaA et icaD, le potentiel de formation
de biofilm et la résistance antimicrobienne des isolats. La majorité des
isolats portaient les gènes icaA et icaD et certains d'entre eux avaient les
gènes codant pour les entérotoxines A et B. La majorité des isolats, étaient
résistants à au moins un des antimicrobiens testés et une multi-résistance a
été observée dans 8,4 % des isolats. Les isolats avaient un potentiel de
virulence et la moitié d'entre eux étaient entérotoxinogènes.
La capacité de tous les isolats à produire des
biofilms met en évidence le danger que représentent ces microorganismes
potentiellement virulents persistants dans les environnements de fabrication
alimentaire. Les deux études ont révélé la présence d’espèces bactériennes
pathogènes comme S. aureus et L. monocytogenes dans les aliments, ce qui
constitue une menace pour la santé publique, en particulier, avec une capacité
de formation de biofilms, synonyme de persistance.
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