Risques infectieux de biofilms bactériens dans le secteur médical, agroalimentaire et environnemental : Approches de lutte par procédés chimiques et enzymatiques

Abstract

Les biofilms peuvent être à l’origine de problèmes sérieux dont l’impact économique et sanitaire est considérable. Dans le but de développer des produits anti-adhésion et antibiofilm moins toxiques pour l’environnement, nous avons mis au point un test modèle adapté aux milieux industriel, médical et environnemental permettant ainsi de détecter le potentiel de préparations désinfectantes et enzymatiques de type hydrolases à prévenir la formation ou éliminer les biofilms. Sept bactéries modèles ont été choisies pour leur forte adhésion en représentant les secteurs les plus touchés : Le secteur agroalimentaire représenté par Escherichia coli E1525 développée sur des billes de verre et Salmonella spp S3349 développée sur des billes d’inox ; le secteur médical représenté par Staphylococcus warneri K9 et Staphylococcus sciuri K17 développées sur le polystyrène, et par Staphylococcus aureus K1 et Streptococcus pyogènes P4 développées sur des coupons de cathéter ; le secteur environnemental représenté par Pseudomonas aeruginosa P59 développée sur des coupons cylindriques de polyéthylène. Le test développé permet également de vérifier la toxicité des préparations désinfectantes et enzymatiques sur les cellules non adhérées par déterminations de CMI et CMB. D’ailleurs, les souches modèles étudiées en biofilms présentent une certaine résistance contre les désinfectants étudiés par rapport aux enzymes. Le désinfectant P4 est plus efficace et présente un effet préventif et curatif plus important en combinant entre trois principes actifs qui sont l’alcool, l’ammonium quaternaire et le biguanide. Salmonella spp S3349 est la souche la plus résistante en biofilm aux désinfectants et la plus sensible à l’action des enzymes. Les taux d’inhibition en fonction de la concentration en enzyme est une courbe sigmoïde de type dose-réponse pour certaines enzymes et une courbe sous forme de plateau qui atteint rapidement un maximum d’efficacité pour d’autres enzymes. Les protéases se sont révélées plus efficaces que les glycosidases en prévention comme en lavage pour les trois souches de Staphylococcus étudiées. Alors que pour P. aeruginosa P59 et Salmonella spp S3349, les glycosidases se sont démontrées plus efficaces que les protéases en prévention comme en lavage. Tandis que pour E. coli E1525 et Streptococcus pyogènes P4, les glycosidases se sont révélées plus efficaces que les protéases en prévention, or en lavage il semble que les protéases présentent une efficacité ayant une tendance à augmenter par rapport à la prévention d’un biofilm. L’étude de la composition de substances polymériques EPS produites par les sept bactéries modèles en fermenteur et au sein d’un biofilm a permis de mieux comprendre la nature des molécules organiques cibles impliquées dans l’inhibition de l’adhésion et l’élimination de biofilm.