Selon une enquête du ministère du Développement social, les bactéries du genre Salmonella étaient les agents étiologiques dans 42,5 % des épidémies de maladies d'origine alimentaire confirmées en laboratoire signalées au Brésil entre 1999 et 2009.
Le séquençage du génome entier des principales bactéries responsables de la diarrhée aiguë est l'axe de recherche d'un groupe de l'Université de São Paulo dirigé par Juliana Pfrimer Falcão, professeur à l'École des sciences pharmaceutiques Ribeirão Preto (FCFRP-USP) de l'université.
Dans un article publié dans PLOS UN , scientifiques biomédicales Amanda Aparecida Seribelli et Fernanda Almeida, qui appartiennent au laboratoire de Falcão, décrivent comment ils ont séquencé et étudié les génomes de 90 souches d'un sérovar spécifique de Salmonella enterica connu comme S. Typhimurium (une abréviation de Salmonella enterica sous-espèce sérovar Typhimurium).
Les 90 souches ont été isolées entre 1983 et 2013 à l'Institut Adolfo Lutz de Ribeirão Preto (État de São Paulo, Brésil) et la Fondation Oswaldo Cruz (Fiocruz) à Rio de Janeiro. Ils dressent un portrait de l'épidémiologie de la salmonellose au Brésil au cours des 30 dernières années, provenant de toutes les régions du pays et ayant été prélevés sur des patients atteints d'infections d'origine alimentaire ou sur des aliments contaminés tels que la volaille, porc, ou de la laitue et d'autres légumes.
« Des humains, nous avons reçu des échantillons de sang, abcès cérébraux, et selles diarrhéiques, " a dit Seribelli.
Lorsque l'action des antibiotiques dans chacune des 90 souches a été testée, il a été découvert que la grande majorité était résistante aux différentes classes d'antibiotiques qui font partie de l'arsenal de la médecine. L'étude a également identifié 39 gènes responsables de la résistance aux antibiotiques.
Chercheurs affiliés à la Fiocruz, L'École des sciences agraires et vétérinaires de l'Université d'État de São Paulo (FCAV-UNESP) et l'Institut Adolfo Lutz ont participé à l'étude. Les 90 souches de S. Typhimurium ont été séquencés à la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis pendant le séjour doctoral d'Almeida.
L'analyse comparative des génomes, transcriptome, et les phénotypes de S. Typhimurium souches isolées d'humains et d'aliments au Brésil a été soutenu par la Fondation de recherche de São Paulo - FAPESP, la FDA, et le Bureau du développement du corps professoral du ministère de l'Éducation (CAPES).
Salmonella comprend deux espèces, S. bongori et S. enterica . Cette dernière est l'espèce type, avec un grand nombre de sous-espèces et de sérovars qui causent plus d'infections d'origine alimentaire que toute autre espèce au Brésil et dans le monde. Le tractus intestinal humain et animal est le principal réservoir naturel de ce pathogène, avec de la volaille, le porc et les produits alimentaires connexes servant de vecteurs de transmission majeurs.
Les six sous-espèces de S. enterica sont subdivisés en 2, 600 sérovars. Un sérovar (abréviation de variant sérologique) est une variation distincte au sein d'une espèce de bactérie ou de virus caractérisée par le fait qu'elle possède le même nombre d'antigènes de surface spécifiques.
La sous-espèce la plus importante de S. enterica du point de vue épidémiologique est S. enterica sous-espèce enterica, qui provoque l'infection d'origine alimentaire connue sous le nom de salmonellose. Les symptômes sont la diarrhée, fièvre, des crampes d'estomac, et des vomissements.
S. enterica subsp. enterica était la principale cause du 31, 700 cas de salmonellose signalés au Brésil entre 2000 et 2015. Les sérovars les plus fréquemment isolés de cette sous-espèce sont S. Typhimurium et S. Enteritidis .
S. Enteritidis est l'un des principaux sérovars responsables de la salmonellose. Il s'est propagé pour la première fois lors d'une pandémie qui a commencé en Europe dans les années 1990. S. Typhimurium était le sérovar le plus répandu avant la pandémie et a continué à provoquer des infections.
Selon Almeida, les 90 souches analysées dans l'étude appartenaient à S. Typhimurium . Un autre chercheur au FCFRP-USP (travaillant également à l'Université Clinique, Laboratoire d'analyse toxicologique et bromatologique) procède actuellement au séquençage et à l'analyse d'échantillons contenant le sérovar S. Enteritidis .
Almeida a pris les 90 souches de S. Typhimurium aux États-Unis en 2015. "Leurs génomes ont été séquencés au Center for Food Safety and Applied Nutrition de la FDA dans le Maryland sous la supervision du chercheur Marc W. Allard, " il a dit.
S. Typhimurium Le génome de contient 4,7 millions de paires de bases. Une brève réflexion nous apprend que l'étude a généré une montagne de données, plus précisément 423 millions de bases correspondant à la somme de 90 génomes.
Après son retour à Ribeirão Preto, Almeida a travaillé avec Seribelli sur une analyse comparative des génomes des différentes souches pour comprendre leur diversité et les relations évolutives entre elles.
Selon Almeida, la technique utilisée était le génotypage à haut débit avec des SNP (prononcé "snips" et abréviation de polymorphismes mononucléotidiques), ce qui leur a permis d'identifier la composition génétique (génotype) de chaque souche grâce au séquençage de l'ADN. Les SNP sont les marqueurs les plus courants de la variation génétique. Les résultats phylogénétiques ont séparé les 90 souches de S. Typhimurium en deux groupes, A et B.
"Le groupe d'échantillons prélevés sur les aliments différait du groupe prélevé sur les humains, " Seribelli a expliqué. " Les isolats alimentaires ont été distribués entre les groupes A et B en nombre relativement similaire, suggérant que plus d'un sous-type circule dans les aliments au Brésil. Les isolats humains étaient plus fréquents dans le groupe B, suggérant qu'un sous-type spécifique s'est probablement adapté à l'homme."
Dans une autre partie importante de leur recherche financée par la FAPESP, les scientifiques ont mesuré la résistance aux antibiotiques dans chacune des 90 souches. Selon l'étude, 65 (72,2%) des souches se sont révélées résistantes aux sulfamides, 44 (48,9%) à la streptomycine, 27 (30%) à la tétracycline, 21 (23,3%) à la gentamicine et sept (7,8%) à la ceftriaxone, un antibiotique céphalosporine.
L'analyse des SNP a identifié 39 gènes de résistance à différentes classes d'antimicrobiens ou d'antibiotiques, tels que les aminosides, tétracycline, sulfamide, triméthoprime, bêta-lactame, fluoroquinolone, phénicol et macrolide. Des mutations ponctuelles ont également été trouvées dans certains des gènes, tels que gyrA, gyrB, parC et parE.
"C'est frappant que S. Typhimurium est résistant aux antibiotiques qui peuvent être utilisés pour traiter la maladie, " Seribelli a déclaré. "Ces médicaments sont à la disposition des médecins pour une utilisation dans la lutte contre les infections qui présentent une résistance. Ils constituent une deuxième ligne de défense lorsque les micro-organismes ne sont pas tués par le système immunitaire du patient, car la salmonellose est normalement autolimitative et ne nécessite pas l'utilisation d'antibiotiques. Le principal problème, c'est quand cela échoue et que les bactéries deviennent envahissantes."
Un autre point qui a attiré l'attention des scientifiques était la différence entre la résistance des souches au cours de la période de collecte d'échantillons de 30 ans. « Les échantillons de S. Typhimurium collectés au milieu des années 1990 ont montré une plus grande résistance aux antibiotiques que les échantillons des années suivantes. Cela pourrait s'expliquer par l'émergence au début des années 1990 du sérovar S. Enteritidis , devenue depuis l'une des principales causes d'infection à salmonelles, ", a déclaré Seribelli.
S. Enteritidis est connu depuis les années 1950, mais pour un temps, il a causé moins de cas de la maladie. Cela a été radicalement changé par le S. Enteritidis pandémie, qui a commencé à la fin des années 1980 et au début des années 1990 en Europe, puis s'est répandu dans le monde entier.
"Depuis, S. Enteritidis a été l'un des sérovars les plus répandus au Brésil et dans le monde. Par conséquent, c'est un sérovar qui peut aussi être combattu avec des antibiotiques si nécessaire, ", a déclaré Seribelli.
Selon Almeida, S. Typhimurium reste l'un des principaux sérovars isolés chez l'homme, animaux et aliments au Brésil et dans le monde.
Dès le S. Enteritidis pandémie au milieu des années 90, le nombre de souches résistantes a apparemment diminué par rapport au nombre prévalant avant les années 1990, mais on ne sait pas si la virulence de ces souches a augmenté pour leur permettre de s'adapter à cette nouvelle niche.
"La découverte clé de cette recherche est la découverte d'un grand nombre de gènes de résistance dans les échantillons, considérant qu'ils ont été isolés des humains et de la nourriture. Cela souligne le risque très important de contamination au Brésil aujourd'hui par des aliments contenant des souches de Salmonella résistantes aux antimicrobiens, " a déclaré Almeida.
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