Profilage transcriptionnel de Salmonella enterica sérovar Enteritidis exposée à un extrait éthanolique de marc de canneberges biologiques

Citation

Das, Q., Lepp, D., Yin, X., Ross, K., McCallum, J.L., Warriner, K., Marcone, M.F., Diarra, M.S. (2019). Transcriptional profiling of Salmonella enterica serovar Enteritidis exposed to ethanolic extract of organic cranberry pomace, 14(7), http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0219163

Résumé en langage clair

Les sérotypes de Salmonella enterica Typhimurium, Enteritidis et Heidelberg sont des causes importantes d’intoxication alimentaire (salmonellose) chez l’humain, partout dans le monde. La lutte contre ces bactéries est difficile, en raison de leur capacité à se multiplier et à survivre dans la chaîne de production alimentaire et de l’émergence d’isolats résistants aux antimicrobiens (AMR). Les fruits de la canneberge contiennent plusieurs composés antimicrobiens qui pourraient être mis au point pour améliorer la salubrité alimentaire. La présente étude a évalué la capacité des extraits (KCOH) de déchets organiques de fruits de canneberges (marc) à neutraliser les sérovars Typhimurium, Enteritidis et Heidelberg d’isolats de Salmonella enterica provenant de poulets de chair. L’exposition au KCOH ou à ses sous-fractions a eu un effet significatif sur la croissance de ces Salmonella résistantes aux antimicrobiens. Les concentrations sublétales de KCOH ont influé sur les mécanismes d’absorption et d’assimilation des éléments nutritifs essentiels tels que les minéraux et les glucides chez Salmonella Enteritidis, le sérovar le plus courant de la volaille impliqué dans la salmonellose chez l’humain au Canada. Nos données ont montré que le KCOH a une incidence négative sur la survie de Salmonella et sur sa capacité de provoquer la maladie (pathogénicité). Cette étude a fourni des informations sur la réponse de Salmonella exposée aux sous-produits de la canneberge, lesquelles pourraient être utiles pour l’élaboration de stratégies de lutte contre cet important pathogène d’origine alimentaire.

Résumé

©Das et coll., 2019. Il s’agit d’un article en libre accès diffusé selon les termes de la Creative Commons Attribution License, qui autorise l’utilisation, la distribution et la reproduction sans restriction sur tout support, à condition que l’auteur original et la source soient mentionnés. Les sérovars non typhiques de Salmonella enterica continuent d’être un important problème de salubrité alimentaire dans le monde. Les fruits de la canneberge (Vaccinium macrocarpon Ait.) possèdent des propriétés antimicrobiennes en raison de leurs divers acides et composés phénoliques. Toutefois, le mécanisme d’action sous-jacent de ces substances demeure mal connu. Nous avons évalué les effets d’extraits de canneberges sur le taux de croissance des sérotypes suivants de Salmonella enterica : Typhimurium, Enteritidis et Heidelberg; ainsi que sur le profil transcriptomique de Salmonella Enteritidis afin de mieux comprendre les changements phénotypiques et transcriptionnels induits par l’extrait de canneberges sur cet agent pathogène. Un extrait éthanolique de marc de canneberge (KCOH) et deux de ses sous-fractions, les anthocyanines (CRFa20) et les polyphénols non anthocyaniques (CRFp85), ont été utilisés. Les concentrations minimales inhibitrices (CMI) et bactéricides (CMB) de ces fractions contre les pathogènes testés ont été obtenues par la méthode de micro-dilution en bouillon conformément aux directives du Clinical Laboratory Standard Institute. Les profils transcriptionnels de S. Enteritidis cultivée dans un bouillon Mueller-Hinton ajusté sur le plan des cations et additionné ou non de 2 ou 4 mg/ml de KCOH, ont été comparés par séquençage de l’ARN et ont révélé des modulations de gènes servant de marqueurs de l’activité biologique. Les valeurs de CMI et de CMB du KCOH étaient de 8 et 16 mg/ml, respectivement, chez tous les isolats de S. enterica testés. La CMI était de 4 mg/ml pour les sous-fractions CRFa20 et CRFp85, et une CMB réduite a été obtenue pour la sous-fraction CRFp85 (4 mg/ml). Le traitement de S. Enteritidis avec du KCOH a révélé une signature transcriptionnelle dépendant de la concentration. Par rapport au témoin, l’exposition à 2 mg/ml de KCOH a donné lieu à l’expression différentielle de 89 gènes, dont 53 et 36 ont été régulés respectivement à la baisse et à la hausse. Les gènes régulés à la hausse comprenaient ceux intervenant dans le métabolisme des citrates, la synthèse et le transport des entérobactines, et la virulence. L’exposition à 4 mg/ml de KCOH a conduit à l’expression modulée de 376 gènes, dont 233 ont été régulés à la baisse et 143 à la hausse, ce qui représente 4,2 fois plus d’expression différentielle que l’exposition à 2 mg/ml de KCOH. Les gènes régulés à la baisse étaient liés à la motilité des flagelles, aux ilôts de pathogénicité de Salmonella (SPI-1), à la biogenèse de la paroi et de la membrane cellulaires ainsi qu’à la transcription. De plus, des gènes intervenant dans la production et la conversion d’énergie, le transport et le métabolisme des glucides, ainsi que le transport et le métabolisme des coenzymes ont été régulés à la hausse pendant l’exposition à 4 mg/ml de KCOH. Au total, 57 gènes ont été exprimés de façon différentielle (48 à la baisse et 9 à la hausse) en réponse aux deux concentrations. Les deux concentrations de KCOH ont régulé à la baisse l’expression de l’hilA, un régulateur transcriptionnel majeur de SPI-1. Cette étude fournit des informations sur la réponse de Salmonella à des extraits de canneberge, lesquelles pourraient être utiles dans la lutte contre cet important pathogène d’origine alimentaire.