Prévention des résultats faussement positifs dans les tests de dépistage des agents pathogènes

Coûteux et fastidieux à suivre, les résultats faussement positifs dans la détection des agents pathogènes peuvent être minimisés grâce à des phages qui réduisent l'apparition de bactéries à réaction croisée dans les tests d'agents pathogènes. Les bactéries à réaction croisée peuvent provoquer des résultats faussement positifs et inhiber la croissance de l'agent pathogène en question.

Les résultats faussement positifs entraînent des coûts supplémentaires pour les producteurs de denrées alimentaires, en plus du temps supplémentaire nécessaire pour confirmer les résultats. Selon les normes ISO/FDA/USDA, le processus de confirmation des résultats des tests commence par l'ensemencement de géloses sélectives à partir de l'échantillon présumé positif. Ces géloses doivent être incubées pendant deux jours pour prouver qu'il s'agit bien d'un échantillon positif, et ce à une température différente de celle des échantillons de routine. Si un laboratoire ne dispose pas d'un incubateur supplémentaire, l'incubateur principal doit être mis de côté et ajusté à la température requise, ce qui implique des temps d'arrêt car l'incubateur ne peut pas être utilisé pour les enrichissements. Un autre inconvénient de l'étape de confirmation est que les plaques de gélose sélective coûtent cher. Leur durée de conservation étant très limitée, il est difficile de les garder en stock. Dans l'ensemble, les tests faussement positifs demandent du temps et de l'argent inutilement.

Le problème des faux positifs

Toutes les méthodes de détection des agents pathogènes peuvent donner lieu à des résultats faussement positifs. Peu importe qu'il s'agisse d'une technologie basée sur l'ADN, la biochimie ou l'immunologie. Elles sont toutes confrontées au même problème : une plus grande sensibilité par rapport à une plus grande sélectivité. Une bonne approche consiste à éliminer les bactéries qui réagissent de manière croisée avant la détection, et les antibiotiques sont utilisés à cette fin. Mais pour la plupart des applications, les antibiotiques manquent de sélectivité.

Surmonter le défi de la sélectivité

Les bactériophages (ou phages) sont les organismes les plus abondants dans notre environnement et sont présents en grand nombre dans l'eau, les aliments et diverses autres sources. Ils ont été découverts par le biologiste canadien Félix Hubert d'Hérelle en 1917. Leur nom signifie "mangeurs de bactéries", ce qui définit en quelque sorte leur action. Les bactériophages ont une grande spécificité d'hôte et se fixent sur les bactéries. Le grand avantage de l'utilisation des phages est qu'ils sont inoffensifs pour les humains, les animaux et les plantes. En fait, l'homme est régulièrement exposé aux phages par la consommation d'aliments ou d'eau, sans aucun effet négatif. Les phages peuvent être considérés comme les "ennemis naturels" des bactéries auxquelles ils sont spécifiques. La viande transformée et les produits à base de viande contiennent environ 108 phages par gramme. Un grand nombre de phages sont également présents dans le tractus gastro-intestinal humain. Avant que les antibiotiques ne soient largement disponibles, les phages étaient utilisés pour traiter les infections bactériennes.

Utilisés depuis des décennies

La thérapie par les phages a été développée aux États-Unis et dans l'ancienne URSS. Alors même que des antibiotiques étaient mis au point dans le monde occidental, l'ancien bloc soviétique poursuivait ses recherches sur la thérapie par les phages. Dans l'après-guerre froide, les activités de recherche sur les phages se sont poursuivies en Géorgie, où elles sont encore menées aujourd'hui. Les phages ont une très grande spécificité par rapport à leur bactérie hôte, une caractéristique qui présente des applications potentiellement intéressantes pour l'alimentation humaine et animale, ainsi que pour l'industrie biotechnologique. Aujourd'hui, les phages sont utilisés comme additifs pour éliminer les organismes pathogènes dans les aliments, comme instrument de détection des bactéries, ou comme supplément dans le système de milieu SELECT™ de Romer Labs, pour réduire ou même éliminer la flore bactérienne compétitive, permettant aux espèces bactériennes pathogènes ciblées de se développer à un niveau détectable. Ils sont plus sélectifs que les antibiotiques et les microbes ne développent aucune résistance à leur égard.

Identification des bactéries à réaction croisée

Pour identifier les phages, qui peuvent être utilisés dans des milieux d'enrichissement sélectifs ou dans d'autres applications pour inhiber ou même tuer des bactéries concurrentes, la question clé est la suivante : comment puis-je commencer à les trouver ? La meilleure façon de commencer est d'examiner des échantillons de denrées alimentaires ou d'aliments pour animaux, car ces matériaux d'essai contiennent des bactéries qui doivent être inhibées au cours de l'enrichissement. Les souches bactériennes qui sont éloignées du pathogène recherché ne sont pas la cible des phages, mais les souches qui sont étroitement liées au pathogène ciblé peuvent donner des résultats faussement positifs.

Transgénique ? Pas du tout !

Après avoir identifié les bactéries de fond à réaction croisée, l'étape suivante consiste à rechercher un phage capable d'agir contre elles. Les phages sont présents partout, dans les eaux usées brutes, les eaux de surface, les aliments et l'environnement agricole. La manière la plus simple de les extraire, s'il s'agit d'une matrice vendue, est la centrifugation. De cette manière, les phages restent dans le surnageant, tandis que les autres composants, tels que les bactéries, forment un culot au fond du récipient. Ce surnageant contient un mélange hétérogène de différents phages. Ensuite, les différents phages sont isolés et l'hôte bactérien qu'ils infectent doit être déterminé. Cela peut se faire par la technique dite de la "gélose molle" ou par "simple spotting". Dans cette technique, une pelouse de bactéries est superposée à une plaque d'agar traditionnelle et les surnageants de phages sont déposés sur la pelouse bactérienne. Après une nuit d'incubation, les phages créent des plaques (ou zones d'éclaircissement) visibles à l'œil nu. Les plaques sont des zones où les phages ont tué les bactéries par une réaction lytique. Les clones de phages peuvent maintenant être isolés de la gélose, ce qui signifie qu'ils sont tous des copies de la même souche de phages.

L'aide des phages

Il est maintenant temps de trouver les meilleurs phages pour tuer les bactéries à réaction croisée dans les enrichissements en agents pathogènes. Pour ce faire, on teste les phages contre les bactéries à réaction croisée et contre l'agent pathogène cible. Le format microtitre est préférable pour minimiser les coûts et accélérer les tests. Une réaction lytique visible dans un puits indique que le phage est efficace contre la bactérie. Après plusieurs essais en laboratoire, des phages appropriés peuvent finalement être identifiés - il s'agit de phages qui inhibent la croissance de souches bactériennes proches tout en n'affectant pas la croissance de l'agent pathogène cible. Ces phages peuvent alors être utilisés pour éliminer les bactéries à réaction croisée dans les systèmes de test de détection des agents pathogènes, réduisant ainsi l'incidence des signaux faussement positifs dans un programme de surveillance des agents pathogènes et permettant ainsi d'économiser beaucoup d'argent et de temps.