PathoFood — Décrypter l'hétérogénéité cellulaire et la distribution spatiale de pathogènes dans les matrices alimentaires en interaction avec les communautés microbiennes

La maîtrise du risque microbiologique au niveau réglementaire est essentiellement basée sur la notion de seuil de contamination. Ce seuil ne prend pas en compte l’hétérogénéité de la population des pathogènes au sein de cet environnement complexe qu’est l’aliment. En effet, dans une matrice alimentaire, différents microenvironnements coexistent et se distinguent par leurs propriétés physico-chimiques et biochimiques et leurs communautés microbiennes endogènes. L'hétérogénéité phénotypique, observable au niveau de la cellule unique est une caractéristique intrinsèque des bactéries qui doit être prise en considération pour contrôler les pathogènes d'origine alimentaire. Ainsi, l'évaluation quantitative des risques microbiologiques doit englober la variabilité microbienne. L’objectif du projet est de comprendre l'hétérogénéité cellulaire et la répartition spatiale de bactéries pathogènes en interaction avec les communautés microbiennes des aliments en caractérisant leur physiologie à l’échelle de leur microenvironnement. Il vise ensuite à modéliser le comportement de ces bactéries pathogènes en prenant en compte l’écosystème alimentaire. Le projet PathoFood est ciblé sur la caractérisation de deux bactéries pathogènes d'origine alimentaire qui généralement contaminent les aliments à des niveaux initiaux très bas : Listeria monocytogenes et Escherichia coli O157:H7. Ces deux pathogènes ne représentent que quelques cas d'infection par an dues à l’ingestion d’aliments contaminés, mais sont responsables de séquelles graves pour les patients. Les produits alimentaires ciblés sont la viande avec le steak haché de bœuf et les fromages avec un fromage de type pâte molle en raison du risque microbiologique qu’ils peuvent représenter vis-à-vis d’une contamination à L. monocytogenes et E. coli O157:H7 et de l’importante hétérogénéité de ces matrices alimentaires. Dans ces matrices complexes, ces pathogènes rencontreront de multiples microenvironnements et pourront interagir avec les communautés microbiennes en présence. La capacité d’adaptation, la croissance et la survie de L. monocytogenes et E. coli O157:H7, ainsi que leur hétérogénéité cellulaire et leur distribution spatiale en interaction avec le microenvironnement alimentaire seront caractérisées. De plus, les déterminants moléculaires impliqués dans leur interaction avec les composants de la matrice alimentaire seront identifiés. Les impacts des communautés microbiennes, prédominantes dans un steak haché et chez un fromage à pâte molle, sur la physiologie et la localisation spatiale de ces deux pathogènes seront évalués. Les données générées sur l’effet de ces différentes interactions seront utilisées pour élaborer des modèles mathématiques prédictifs. Ces modèles seront validés dans les écosystèmes du steak haché et du fromage à pâte molle. Une meilleure compréhension des interactions des bactéries pathogènes avec les écosystèmes alimentaires, en prenant en compte le biotope et la biocénose, reste un défi crucial pour prédire l’évolution de ces pathogènes dans les aliments et ainsi améliorer leur sécurité microbiologique.