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Est-ce que je manque quelque chose? Regard sur les dangers des cellules viables mais non cultivables (VBNC)

Note de l'éditeur, Jordan Schmidt:

L'importance des cellules viables mais non cultivables (VBNC) devient de plus en plus évidente. Recherche récente a montré que divers agents pathogènes peuvent entrer dans un état de VBNC lorsqu'ils sont exposés à une combinaison de nettoyants ménagers et de sels inorganiques. Ceci est important car les tests de culture, même s'ils sont extrêmement courants et souvent le paramètre microbiologique réglementé, ne détectent pas ces organismes nuisibles. Cela se traduit par une tendance à l'abandon des tests basés sur la culture vers des méthodes métagénomiques telles que le séquençage de nouvelle génération et la qPCR. Avec le lancement de notre base de données ADN GeneCount® Gamme de produits qPCR, nous revisitons un blog sur l'importance de mesurer les cellules VBNC.

«J'ai effectué le décompte des plaques… mais que me manque-t-il?»

Pendant plus d'un siècle, les techniciens de laboratoire travaillant dans les installations de traitement de l'eau se sont tournés vers le nombre de plaques pouvant être cultivées comme arme principale pour quantifier le nombre de bactéries dans un système. Ce qui peut être choquant pour ces installations, c'est que même après l'application d'un traitement (UV, chloration, etc.) et que le comptage des plaques soit conforme aux normes, l'eau sortant du système peut ne pas être exempte de pathogènes. Alors, quel est le mystère ici? Au cours des dernières décennies, diverses recherches ont été menées sur des cellules bactériennes qui entrent dans un état fonctionnel, mais non cultivable, sous certaines contraintes environnementales (Chen et al., 2017). Ces cellules, appelées viables mais non cultivables (VBNC), ne sont pas détectées par les méthodes de dénombrement sur plaque, sous-estimant le dénombrement pathogène du système.

Comment peuvent-ils se former?

Lorsqu'une cellule entre dans un état VBNC, elle est encore viable sur le plan fonctionnel, mais a perdu la capacité de former des cultures ou, plus simplement, de se reproduire. Certaines des causes fondamentales d'un état VBNC peuvent être de simples changements environnementaux tels que la température, la pression et le pH. Cependant, il a également été noté que certaines méthodes de désinfection couramment utilisées pour éradiquer les agents pathogènes peuvent également induire des états de VBNC chez les bactéries (Chen et al., 2017). Dans une expérience menée à l'Académie chinoise des sciences, Zhang et ses collègues (2015) décrivent un cas où la désinfection par dosage UV entraînait l'induction d'une bactérie VBNC (Zhang et al., 2015). En outre, d’autres expériences ont montré que des traitements courants tels que la chloration et la chloramination avaient provoqué l’induction de certaines cellules (Chen et al., 2017).

S'ils ne se reproduisent pas, pourquoi devrais-je m'en soucier?

Bien que dans cet état, elles soient rendues non culturables, les cellules VBNC conservent toujours la fonctionnalité d'une cellule cultivable. Cela peut inclure l'intégrité cellulaire, la respiration, l'expression des gènes, les propriétés d'adhésion et le potentiel de virulence (Li et al., 2014). Dans une autre expérience à l'Académie chinoise des sciences menée par Chen et al. (2017), les caractéristiques viables de E. coli dans son état VBNC à la suite de traitements de chloration et de chloramination sur une culture pure ont été évaluées. La chloration et la chloramination sont des biocides oxydants qui agissent en attaquant la membrane cellulaire, causant des dommages intracellulaires et la mort inévitable. Cependant, à la suite de ces traitements, les membranes cellulaires des cellules VBNC sont demeurées intactes, tandis que l'activité respiratoire et l'expression des gènes persistaient. De manière alarmante, les cellules induites étaient capables d'exprimer des gènes de résistance aux désinfectants et de virulence potentielle dans l'intestin.

Même quand même, on peut se demander où est le mal à avoir quelques cellules non cultivables dans leur système. Le problème est que une fois placés dans des environnements appropriés, ils peuvent ressusciter et redevenir cultivables. Lorsqu'ils sont placés dans des milieux de croissance sans nutriments et sans nutriments à 37 ° C après la désinfection au chlore, le nombre de cellules dans l'expérience a atteint UFC / ml à 21 h et 48 h, respectivement (Chen et al., 2017). Ce schéma de réanimation peut être vu dans la figure 1 ci-dessous pour les plaques riches en nutriments:

Figure 1: Récupération par réanimation de cellules de E. coli dans un environnement riche en nutriments (Chen et al., 2017)

Compte tenu du temps qui s'écoule entre la mesure et la consommation, les bactéries VBNC présentent un risque potentiel pour la santé lorsqu'elles pénètrent dans des systèmes d'eau potable.

Comment puis-je me défendre contre ce que je ne peux pas cultiver?

Des recherches antérieures ont utilisé un cytomètre en flux et un colorant pour déterminer le nombre de cellules viables pouvant être utilisées en combinaison avec des méthodes basées sur la culture pour quantifier les cellules VBNC (Chen et al., 2017). cependant, les deux méthodes nécessitent une formation de laboratoire immense et prendre des jours pour obtenir des résultats. Pendant ce temps, la concentration bactérienne a peut-être déjà augmenté de manière exponentielle dans le système.

Alternativement, avec LuminUltra's 2nd Génération ATP kits de test, les services publics peuvent évaluer immédiatement la population microbienne totale, culturable ou non. Cela peut donner un premier aperçu du niveau de risque du système actuel et déterminer si une désinfection supplémentaire peut être nécessaire. Pour en savoir plus sur les avantages de 2nd Génération ATP tester sur les méthodes existantes basées sur la culture, cliquez sur ici.

Lorsqu'il s'agit de réduire les risques pour la santé humaine et de prévenir les problèmes causés par les microbes, tels que la corrosion et la nitrification sous l'influence microbienne, les services publics doivent connaître la répartition des potentiels agents pathogènes et autres microorganismes nuisibles. LuminUltraà base d'ADN GeneCount® La ligne de produits propose des services et produits de séquençage de nouvelle génération et qPCR pouvant vous aider à identifier les organismes présents dans votre système, qu’ils soient nocifs, inhibiteurs ou bénéfiques.

 


Références:

Chen, S. et al. (2017). Coli dans un état VBNC par chloration / chloramination et différences de caractéristiques de la bactérie entre les états. Xiamen: Recherche sur l'eau.

Li, L. et al. (2014). L'importance de l'état viable mais non cultivable chez les bactéries pathogènes chez l'homme. Ste-Anne-de-Bellevue: les frontières de la microbiologie.

Zhang, S. et al. (2015). La désinfection par UV induit un état Vbnc chez Escherichia Psuedomonas aeruginosa. Xiamen: American Chemical Society.

 


LuminUltra L'Équipe

Fondée en 1995, LuminUltra est une société de tests diagnostiques en biologie moléculaire dont le siège social est au Canada et qui exerce des activités dans 6 pays. Il est largement reconnu à l'échelle mondiale comme un chef de file dans le développement de tests et de réactifs pour les applications de surveillance environnementale, industrielle et diagnostique et était un fournisseur clé de réactifs de test de diagnostic COVID-19 pour le gouvernement du Canada.

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