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Microscopie confocale. Cotylédons d’Arabidopsis thaliana ou Arabette des dames (Brassicacées), mutant du cytosquelette : comparaison de l’organisation des plans de division. Coloration des parois des cellules à l’iodure de propidium.. © © INRA, BELCRAM Katia

Microscopie : jusqu’où voit-on ?

Tableau inspiré par les biofilms bactériens : images microscopiques et schémas réels. Détail. Auteur : Teppei Ikehila, artiste japonais. © Teppei Ikehila

Les bactéries se font des films

Les bactéries s’organisent en biofilms et cette organisation modifie profondément leur comportement. Connaitre les biofilms est ainsi un préalable pour maîtriser les bactéries néfastes pour l’alimentation ou la santé. C’est ce que permet une nouvelle technique de microscopie à haut débit.

Par Pascale Mollier
Mis à jour le 04/01/2016
Publié le 22/06/2015

Organisées en biofilms, les bactéries acquièrent des propriétés surprenantes : leur résistance aux agents désinfectants est modifiée, ainsi que leurs interactions avec d’autres bactéries présentes dans le milieu, dont des bactéries pathogènes. Connaitre la structure des biofilms présente donc un intérêt crucial pour la lutte contre ces bactéries pathogènes, tant en agroalimentaire qu’en milieu hospitalier.

Ce que montrent les images

Une nouvelle technologie de microscopie à haut débit (1) permet d’analyser rapidement un grand nombre de films bactériens et met en évidence la diversité des structures existantes, toutes plus étonnantes les unes que les autres…

 « Nous avons étudié comment se développent les biofilms de 120 bactéries d’altération des salades (2), soit 3600 images de biofilms visualisés en microscopie. On est passé d’environ six à deux cents biofilms analysés par jour ! Cette masse de données va nous permettre d’établir des corrélations entre la structure des biofilms et le comportement des bactéries, d’une part  vis-à-vis des produits décontaminants, d’autre part vis-à-vis des bactéries pathogènes : certains biofilms « scotchent » les bactéries pathogènes, d’autres les éloignent. Nous avons ainsi établi des corrélations entre l’architecture  des biofilms et les interactions avec une bactérie pathogène modèle » explique Romain Briandet.

Trouver des alternatives au chlore pour la désinfection des aliments

« Certaines bactéries résistent mille fois mieux aux désinfectants en biofilms qu’en suspension dans des tubes à essai, poursuit Romain Briandet. Or, la formulation des désinfectants se fait encore avec des tests en tubes à essai ».

Le chlore est le désinfectant majoritairement utilisé pour préparer les salades, mais aussi les melons ou les ananas de 4ème gamme avant commercialisation. Or, combiné à des matières organiques, le chlore produit des composés potentiellement nocifs, d’où la recherche de produits désinfectants alternatifs (extraits de plantes, ou procédés physiques). « Dans le cadre d’un programme européen appelé Susclean (3), nous avons testé ces produits alternatifs sur les biofilms bactériens et mis les résultats en relation avec l’architecture des biofilms pour mesurer leur résistance à la désinfection. Pour l’instant, le chlore reste le désinfectant le plus efficace, mais notre étude a permis d’en réduire la dose » indique Thierry Bénézech, coordinateur du programme Susclean.

Des biofilms protecteurs contre les bactéries pathogènes

L’autre aspect de l’étude concerne les interactions avec les bactéries pathogènes : certains biofilms sont utilisés pour protéger les aliments contre les bactéries pathogènes. C’est un procédé largement utilisé par exemple pour la préparation des champignons de Paris, auquel on rajoute des biofilms protecteurs de Bacillus subtilis. « L’étude en microscopie à haut débit va nous permettre de comprendre cet effet de bioprotection pour le stabiliser et l’améliorer. De manière générale, la production d’une masse de données sur la croissance des biofilms permettra de faire de la modélisation et d’affiner l’évaluation du risque » conclut Romain Briandet.

(1) Microscopie confocale associée à un module de  lecture automatisé (HCS : high content screening). Plateforme d’imagerie MIMA2.

(2) Ces bactéries sont présentes sur les surfaces industrielles de préparation des salades de 4ième gamme.

(3) Programme européen Susclean (Sustainable Cleaning and Disinfection in Fresh-Cut Food Industries), 2012-2014. http://susclean.eu/

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

Département(s) associé(s) :
Microbiologie et chaîne alimentaire, Alimentation humaine, Caractérisation et élaboration des produits issus de l’agriculture
Centre(s) associé(s) :
Jouy-en-Josas, Hauts-de-France
Biofilms, quand les microbes s'organisent. © inra

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Biofilms, quand les microbes s'organisent

Les biofilms sont partout ! Dans notre environnement, à l’hôpital, au jardin, dans la salle de bains, le réfrigérateur… Ils sont chez nous, sur nous, mais aussi en nous. Découvrons-les sous leurs différents aspects dans ce livre abondamment illustré de photos et de croquis, c’est passionnant. Et lorsque vous saurez les reconnaître, cherchez-les autour de vous !

Auteurs :
Romain Briandet, Lise Fechner, Muriel Naïtali, Thierry Meylheuc, Catherine Dreanno, Edition 2013.

aux Editions Quae

Romain Briandet, chercheur à l’Inra, est responsable de l’équipe Bioadhésion-Biofilm et Hygiène des matériaux de l’Institut Micalis Lise Fechner, docteur en écotoxicologie, ingénieur des Ponts, des eaux et Forêts, est chercheur à l’ Irstea. Elle étudie l’utilisation des biofilms de rivière pour évaluer les impacts des contaminations urbaines sur les milieux aquatiques Muriel Naïtali, est maître de conférences à AgroParisTech en microbiologie Catherine Dreanno, est chercheur à l’Ifremer