Test de changement de couleur pour la détection rapide des salmonelles
Un groupe de chimistes de l'université d'Albany a mis au point une nouvelle méthode de détection rapide des salmonelles. Le test utilise une bande de papier qui change de couleur en présence du génome bactérien, ce qui permet un dépistage rapide des salmonelles dans les produits alimentaires.
Contrairement à d'autres méthodes, qui peuvent prendre des jours pour donner un résultat, ce système peut détecter les salmonelles en moins de quatre heures. Il est également capable d'identifier et de différencier deux souches communes de salmonelles, et son coût par test est inférieur à celui des méthodes actuelles. Les travaux ont été publiés dans Advanced Healthcare Materials et ont fait l'objet d'un article en couverture du numéro de septembre de la revue.
"La salmonelle est l'un des agents pathogènes d'origine alimentaire les plus courants, ce qui en fait une préoccupation majeure pour la sécurité alimentaire dans le monde entier", a déclaré Mehmet Yigit, professeur associé au département de chimie et à l'institut de l'ARN d'UAlbany, qui font tous deux partie du College of Arts & Sciences. "La contamination se produit lorsque les aliments entrent en contact avec des matières fécales animales au cours de la production, de la transformation ou de la manipulation. Les produits tels que la viande, la volaille, les œufs, les fruits de mer et les produits frais crus ou insuffisamment cuits sont des sources courantes. Même des produits transformés comme le beurre de cacahuète ou les repas surgelés ont été associés à des épidémies.
"Dans cette étude, nous démontrons une nouvelle méthode de détection des salmonelles qui utilise une combinaison inédite d'approches moléculaires pour signaler la contamination d'un échantillon alimentaire. Conçue pour être simple, rapide et polyvalente, notre méthode répond à un besoin essentiel de moyens plus rapides et plus accessibles pour identifier les agents pathogènes d'origine alimentaire. La possibilité d'identifier et d'isoler rapidement la source d'un agent pathogène peut réduire la propagation de la maladie, minimiser les risques pour les populations vulnérables et réduire les perturbations tout au long de la chaîne d'approvisionnement alimentaire".
La salmonellose, maladie causée par l'ingestion de salmonelles, peut entraîner des troubles gastro-intestinaux aigus et de la fièvre. Bien que la maladie puisse disparaître sans traitement, les infections graves peuvent nécessiter une hospitalisation, en particulier chez les jeunes enfants, les personnes âgées ou celles dont le système immunitaire est affaibli. Selon les Centres américains de contrôle et de prévention des maladies, environ 1,35 million de cas de salmonellose et 420 décès liés à cette maladie sont recensés chaque année dans ce pays.
Pour les distributeurs de produits alimentaires et les restaurants, la surveillance des salmonelles est à la fois un impératif sanitaire et une priorité commerciale. Les épidémies sont coûteuses ; elles peuvent entraîner des rappels de produits onéreux, une perte de confiance des consommateurs et même des responsabilités juridiques, perturbant les opérations avec un risque d'impact financier et de réputation à long terme.
Une détection précise et abordable
La méthode de l'équipe utilise la technologie d'édition de gènes CRISPR-Cas12a, combinée à la recombinase polymérase amplification (RPA) et à un outil moléculaire appelé "toehold switch" pour déclencher un changement de couleur visible sur une bandelette de test en papier. En présence de salmonelles, la bandelette devient rouge, signalant la contamination. Si elle vire au jaune, l'échantillon est propre.
Cette approche est non seulement rapide et sensible, mais aussi très spécifique. Le test peut détecter jusqu'à 100 copies du génome de la bactérie salmonelle et peut faire la distinction entre deux sérotypes courants : S. Typhimurium et S. Enteritidis. L'identification du type de souche peut aider à retracer l'origine d'une épidémie et peut dicter l'approche clinique optimale pour traiter une infection.
"L'un des points forts de notre système est sa capacité à minimiser les résultats faussement positifs", a déclaré M. Yigit. "D'autres approches impliquant des techniques instrumentales ou à base de nanoparticules ne peuvent souvent pas différencier les agents pathogènes, ce qui réduit l'efficacité pratique sur le terrain.
"Notre méthode permet également de réaliser des économies. En utilisant de minuscules disques de papier comme support de détection, plutôt qu'un flacon de solution de réaction, une quantité beaucoup plus faible de solution de test est nécessaire pour obtenir un résultat. Notre méthode est donc environ 20 fois moins coûteuse par test".
Un kit de test portable et adaptable
Contrairement aux méthodes traditionnelles, ce test ne nécessite pas d'équipement de laboratoire important ni de reconception pour différentes souches bactériennes, ce qui permet de le mettre en œuvre dans divers environnements, notamment les exploitations agricoles, les usines de transformation des aliments, les installations de distribution ou les restaurants.
"En poursuivant le développement, nous souhaitons transformer cette technologie en un kit portable et convivial pouvant être utilisé à grande échelle dans la chaîne d'approvisionnement alimentaire", a déclaré l'auteur principal, Mahera Kachwala, qui a travaillé sur le projet tout en terminant son doctorat avec Yigit à l'Université d'Alboran. "Toute personne manipulant des aliments pourra facilement intégrer ce test dans ses opérations quotidiennes sur site, ce qui permettra d'arrêter une épidémie de salmonelle avant qu'elle ne se propage. Il pourrait également devenir un outil utile pour les restaurateurs et les inspecteurs sanitaires, afin de s'assurer que les protocoles d'hygiène de routine sont appliqués efficacement et que les clients reçoivent des aliments sûrs et de grande qualité."
La conception du système est également très adaptable. En modifiant un seul élément d'ARN, il peut être programmé pour détecter d'autres agents pathogènes responsables de maladies d'origine alimentaire. Par exemple, l'équipe étudie les moyens d'utiliser sa plateforme pour tester d'autres types de salmonelles, de campylobacter et d'E. coli producteurs de toxines de Shiga (STEC), qui sont responsables chaque année de millions d'hospitalisations et de milliards de dollars de coûts de production alimentaire perdus.
"Notre méthode démontre la puissance de la biologie synthétique pour créer des outils flexibles de détection des pathogènes", a déclaré M. Yigit. "En collaborant avec des experts en nanotechnologie et en microbiologie, nous sommes ravis de pouvoir rapprocher cette technologie innovante d'une utilisation portable et prête à être utilisée par les consommateurs.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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