Publi¨¦ le 23 octobre 2023 – Mis ¨¤ jour le 26 octobre 2023

Escherichia coli O157:H7 est un pathog¨¨ne alimentaire appartenant au tristement c¨¦l¨¨bre STEC/EHEC responsable de SHU p¨¦diatrique encore r¨¦cemment impliqu¨¦ dans des intoxications alimentaires [1] ou faisant l¡¯objet r¨¦gulier de rappels de produits, en particuliers fromages ¨¤ p?tes molles et viandes hach¨¦es [2]. Ces matrices alimentaires structur¨¦es pr¨¦sentent une h¨¦t¨¦rog¨¦n¨¦it¨¦ li¨¦e ¨¤ des microenvironnements abritant de multiples micro-gradients qui peuvent ¨¦voluer avec le temps et l'activit¨¦ microbienne. En se focalisant sur l¡¯acidification du milieu, nous avons ¨¦tudi¨¦ l¡¯expression du g¨¨ne gadB codant une glutamate d¨¦carboxylase impliqu¨¦e dans la tol¨¦rance d'Escherichia coli au stress acide.

Dans les matrices alimentaires structur¨¦es, les cellules bact¨¦riennes rencontrent diff¨¦rents microenvironnements qui peuvent potentiellement influer sur leur comportement et entra?ner une diversit¨¦ ph¨¦notypique [3, 4]. L¡¯¨¦volution du pH fait partie des principales conditions physico-chimiques qui peuvent varier au sein des matrices alimentaires. N¨¦anmoins, la possible h¨¦t¨¦rog¨¦n¨¦it¨¦ de tol¨¦rance ¨¤ l¡¯acidit¨¦ au niveau des cellules bact¨¦riennes pr¨¦sentent dans les matrices alimentaires restent mal connues par rapport leurs homologues planctoniques. En se focalisant sur GAD (glutamate d¨¦carboxylase), un syst¨¨me commun de tol¨¦rance ¨¤ l'acidit¨¦ chez les bact¨¦ries, nous avons ¨¦tudi¨¦ son expression au sein de microcolonies du pathog¨¨ne Escherichia coli O157:H7 en matrices d¡¯hydrogel mimant une texture similaire ¨¤ la viande hach¨¦e ou le fromage ¨¤ p?te molle.

Afin d'explorer l'expression de gadB au niveau des cellules d'E. coli O157:H7 en microcolonies au c?ur de matrices d¡¯hydrogel, un double syst¨¨me de rapporteurs fluorescents a ¨¦t¨¦ con?u et coupl¨¦ ¨¤ des observations en microscopie confocal ¨¤ balayage laser. Tandis que gadB n¡¯est pas exprim¨¦ en matrices d¡¯hydrogel ¨¤ pH 7, une expression spatiale diff¨¦rentielle a ¨¦t¨¦ observ¨¦e en conditions acides (pH 5) avec une forte expression ¨¤ la p¨¦riph¨¦rie de la microcolonie. Cette h¨¦t¨¦rog¨¦n¨¦it¨¦ d¡¯expression de gadB entre le centre et la p¨¦riph¨¦rie des microcolonies d¡¯E. coli O157:H7 est aussi observ¨¦e en pr¨¦sence de la bact¨¦rie lactique Lactococcus lactis. En consid¨¦rant le stress gastrique (pH 2) suite ¨¤ une ingestion d¡¯aliments contanim¨¦s, la survie d'E. coli O157:H7 est significativement augment¨¦e pour les cellules bact¨¦riennes issues de microcolonies dans des hydrogels acides par rapport ¨¤ des cellules planctoniques.

En mettant en ¨¦vidence des diff¨¦rences inh¨¦rentes dans la physiologie et la virulence bact¨¦rienne entre les produits alimentaires liquides et solides, ces recherches ont d'importantes implications pour l¡¯¨¦valuation des risques et la sant¨¦ publique. Ceci souligne la n¨¦cessit¨¦ d'int¨¦grer l'h¨¦t¨¦rog¨¦n¨¦it¨¦ ph¨¦notypique dans le d¨¦veloppement de strat¨¦gies adapt¨¦es de mitigation du risque sanitaire.

Lien vers la publication scientifique :

Saint Martin C, Caccia N, Darsonval M, Gregoire M, Combeau A, Jubelin G, Dubois-Brissonnet F, Leroy S, Briandet R, Desvaux M. 2023. Spatially localised expression of the glutamate decarboxylase gadB in Escherichia coli O157:H7 microcolonies in hydrogel matrices. NPJ Science of Food. 7:55. https://doi.org/10.1038/s41538-023-00229-8

Contact :

Micka?l Desvaux
INRAE, UCA, UMR0454 MEDIS (Microbiologie, Environnement Digestif, Sant¨¦), 63000, Clermont-Ferrand, France
m¨¦l : mickael.desvaux at inrae.fr

R¨¦f¨¦rences bibliographiques :

[1] Sant¨¦ Publique France, Maladies infectueuses d¡¯origine alimentaire

[2] Rappel Conso, Site des alertes des produits dangereux, STEC

[3] Saint Martin C, Jubelin G, Darsonval M, Leroy S, Leneveu-Jenvrin C, Hmidene G, Omhover L, Stahl V, Guillier L, Briandet R, Desvaux M, Dubois-Brissonnet F. 2022. Genetic, physiological, and cellular heterogeneities of bacterial pathogens in food matrices: Consequences for food safety. Compr Rev Food Sci Food Saf. 21:4294-4326.

[4] Saint Martin C, Darsonval M, Gr¨¦goire M, Caccia N, Midoux L, Berland S, Leroy S, Dubois-Brissonnet F, Desvaux M, Briandet R. 2022. Spatial organisation of Listeria monocytogenes and Escherichia coli O157:H7 cultivated in gel matrices. Food Microbiol. 103:103965.