Klororesistens

Begrepet klorresistens dekker alle fenomenene til overlevelse av mikrober eller andre arter til fri klor eller assosiert med andre molekyler ( for eksempel natriumhypokloritt i blekemiddel ), enten de er arter. Patogene eller ikke. Det kan vises i visse stammer av mikroorganismer , ved visse doser eller under visse forhold ( synergistiske effekter ).

A priori tre fenomener kan eksistere eller eksistere sammen:

• økt naturlig motstand under sporuleringsfasen  ;
• individuell og gruppemotstand ervervet ved genommodifisering / mutasjon og adaptivt utvalg  ;
• kolonial motstand oppnådd ved dannelse av biofilmer som beskytter i det minste noen av bakteriene og organismer som er tilstede i biofilmen.

Den horisontale overføringen av gener som er vanlig i bakterier, kan antas at i et miljø som regelmessig utsettes for klor, er overføring av resistensgener mulig, i det minste innenfor biofilmer eller kolonistrukturer.

Vi snakker om kloresensitivitet for måling av sårbarheten til en organisme for klor, selv kvantifisert i blekemiddel, for eksempel ved en klorometrisk grad (antall liter gassformig klor, målt ved 0 ° C og 760 mmHg , nødvendig for å lage en liter blekemiddel. ). Enkelte mikrober er naturlig mer motstandsdyktige mot klor enn gjennomsnittet, for eksempel Escherichia coli som brukes av denne grunn i visse tester som setter pris på kvaliteten på en desinfeksjon med klor. I tillegg endrer pH og temperaturen på klorløsningen sterkt desinfeksjonskraften til produkter som blekemiddel . Desinfeksjonsmidler som bruker aktivt klor tilbys ofte ved alkaliske eller bufrede pH-er for å være mindre etsende enn når du bruker rent blekemiddel, og for å oppnå større klorstabilitet. Klor i alkalisk løsning virker fra en konsentrasjon på noen ppm på bakterier, men krever opptil 50 ppm for å ødelegge de mer motstandsdyktige bakteriesporene.

Innsatser

Dette er:

• spørsmål om kunnskap og grunnleggende og anvendt vitenskapelig forskning;
• økonomiske problemer ( blekemiddel er det mest brukte desinfeksjonsmiddelet og veldig billig, det anbefales derfor å ikke legge til rette for eller oppmuntre til spredning av klorresistente patogenstammer);
• spørsmål om mikrobiologisk kvalitet på drikkevann og derfor med folkehelse og sanitærovervåking . Drikkevann desinfiseres relativt godt ved permanent klorering, men desto mer sårbart hvis klorering avbrytes, siden sistnevnte muligens har fremmet motstandsmekanismer hos patogene arter som er skjult i biofilmen, og desto mer som klorering i intet tilfelle kan ødelegge biofilmene som har utviklet seg på alle veggene i vannfordelingsrørene og som i realiteten utgjør hovedtyngden av bakteriebiomassen i distribusjonsnettet;
  Selv i vanndistribusjonsnettverk "som alltid er klorerte, kan biofilmen representere opptil 107 bakterier per cm 2, hvorav 1% er levedyktige og i stand til å formere seg, noe som viser den virkelige ineffektiviteten av behandlingen på disse faste biomassene" ;
• spørsmål om å kontrollere nosocomial risiko  ;
• miljøspørsmål, fordi det kan antas at hvis klorresistente og patogene eller uønskede mikrobielle stammer sprer seg i miljøet, kan mengden klorerte desinfeksjonsmidler som brukes, øke, samt konsentrasjonene, med risiko for mer miljøforurensning. stor eller større mengde til stede i avfallet som skal forbrennes (med fare for å produsere mer dioksiner , furaner og andre organiske klorer .

Forklarende elementer

De fleste mikrober i deres ytre miljø blir ikke konfrontert med klor, som er en sterk oksidant, sterkt antibiotikum. Likevel står de som smitter organismer overfor det, fordi produksjonen av klor er et av midlene som er tilgjengelige for immunsystemet for å eliminere patogene mikrober som infiserer dyreorganismen. Vi kjenner også minst en art av marin svamp som produserer en organoklorin som ser ut til å være i stand til å forklare hvorfor den aldri dekkes av alger eller andre krossende organismer. Stressede bakterier (og eksponering for klor er en sterk stressfaktor) kan utveksle resistensgener med andre bakterier i samme familie, eller til og med med ikke-relaterte bakterier.

Eksempler på klorresistorer

I bakterien Escherichia coli

Noen mutantstammer av Escherichia coli kan danne biofilmer og produsere et polysakkaridskall som gjør at de kan motstå klor.
Escherichia coli O157: H7 er grunnen til at en serotype som spesielt overvåkes som til stede hos storfe for avl , og som er ansvarlig for mange alvorlige sykdommer ( ulcerøs kolitt , hemolytisk uremisk syndrom (HUS), trombotisk trombocytopen purpura (TTP)) og ofte potensielt dødelig.
Imidlertid har flere mutantstammer (ATCC 43895-, 43895-EPS (som overproduserer et exopolysakkarid [EPS]) og ATCC 43895+) bakterier som stadig er motstandsdyktige mot klor, som er et desinfeksjonsmiddel som ofte brukes i næringsmiddelindustrien (ved lave doser, tidligere antatt å være tilstrekkelig til å desinfisere salater eller kyllinger for eksempel).
I tillegg ble det på 1990-tallet observert utseende av mutante stammer, som in vitro (i laboratoriekultur) som i industrimiljøet - så snart de hadde mat tilgjengelig - spontant koloniserte inerte overflater anså for å være lette å rengjøre. Desinfisere ( rustfritt stål for eksempel), som det ikke gjør i naturen, ved å produsere biofilm der. De kan da danne en tykk biofilm, synlig for det blotte øye, på veggene til kulturmediet. Vi vet imidlertid at biofilmer gjør bakteriekolonier mindre følsomme for alle kjente desinfeksjonsmidler.

• I Frankrike på slutten av 1990-tallet ble det funnet og sekvensert en mutantstamme som fikk kapasiteten til å kolonisere glatte og hydrofile overflater ( glass ) så vel som hydrofobe overflater ( polystyren ) ved å danne aggregeringsklynger der. Genetisk analyse av denne stammen viste at en enkeltpunktsmutasjon (erstatning av en leucin med en argininrest i posisjon 43 i det regulatoriske proteinet OmpR) var tilstrekkelig til å skape denne fenotypen som var egnet for de fleste kunstige medier i det industrielle miljøet eller laboratoriene. Den elektronmikroskopi identifiserte adhesjonsmekanismen. Det er knyttet til en ny kapasitet av membranen til den mutante bakterien for å produsere fibrillære strukturer av fimbriae- typen kalt curli . Den curli ble oppdaget for første gang blant Enterobacteriaceae (i 1980 og litt over stammer av Escherichia coli som forårsaket jurbetennelse hos storfe.
  Disse curli hadde blitt beskrevet av team av Olsen tiår tidligere i tidsskriftet Nature. De har vist seg å være involvert i en rekke patologiske og resistensprosesser ved dannelse av biofilm, i E. Coli , men også i Salmonella spp .
  I mutant E. Coli ble produksjonen av curli (visualisert ved farging i Kongo-rød) og ekspresjonen av genet involvert betydelig økt i nærvær av ompR-allelen, og inhiberingen av de involverte genene (ACPS eller ompR) ved transduksjon av knock-out-mutasjoner av disse genene, oversatte faktisk tap av klebemiddelegenskapene til disse E. Coli så vel som deres evne til å danne biofilm, inkludert for alle stammer isolert i laboratoriekulturreaktorer, eller for kliniske stammer isolert fra pasienter som har utviklet kateterrelaterte infeksjoner . Dette viser at de morfologiske strukturene av curlitypen er av stor betydning for produksjonen av biofilm, som i seg selv er en av hovedkomponentene i klorresistens.
• Den andre komponenten av klorresistens i E. Coli kommer fra en mutasjon som gir den muligheten til å produsere en stor mengde av et strøk av exopolysakkarid [EPS], en polymer av sukker som for eksempel tillater mutante stammer av Escherichia coli O157: H7 ATCC 43895 -, 43895-EPS som overproduserer EPS t til stammen ATCC 43895 + (som i tillegg gir krøllebestandighet mot klor). Klorresistens observert i laboratoriet, i fri kultur av planktontype (ca. 9 log (10) CFU / ml), er den høyeste som er funnet i E. Coli i henhold til tilgjengelige publikasjoner, noe som antyder at EPS og curli produksjon er faktisk de to viktigste faktorene for klorresistens i E. Coli. Likevel, i dette tilfellet, det vil si i fravær av biofilm, endte planktoncellene (av alle stammer) med å dø innen 10 minutter når de ble utsatt for en sterkt klorert behandling (dosert med 50 µg klor per milliliter). Imidlertid er det behov for mye mer klor enn det som er nødvendig for å drepe stammen ATCC 43895 når den er fiksert i biofilm på prøver av rustfritt stål.
  Vekstraten for stamme 43895-EPS på kuponger var imidlertid ikke vesentlig forskjellig fra ATCC 43895-stamme, noe som indikerer at BPA-produksjon ikke påvirket cellevekst under dannelse av biofilm. Produksjonen av curli påvirker ikke den første festingen av celler til en glatt vegg (stykke rustfritt stål i dette tilfellet), men forbedrer produksjonen av biofilm.
  På glatte eller grove overflater øker motstanden til E. coli O157: H7 mot klor kraftig når cellene har dannet en biofilm der, og på slutten av årene 1998, blant de testede stammene, er det stammen ATCC 43895 + som var den mest klororesistente. Størrelsen på bakteriepopulasjonen av stammene ATCC 43895+ og ATCC 43895 - i biofilmen dannet ved 12 ° C - var ikke signifikant forskjellig, men cellene i ATCC 43895 + -stammen ble vist å være mer klorresistente enn cellene i stammen ATCC 43895 - som bekrefter hypotesen om at produksjonen av EPS øker klorresistensen til E. coli O157: H7 utvikler krøller , derav interessen for å bedre forstå biogenesen og funksjonen til krøller , spesielt at de spiller en rolle i patogenisiteten. av mange bakterier, via deres evne til å feste seg til og trenge inn i verten deres, og at de kan være en modell for bedre å forstå fenomenet tilknytning til cellevegger eller ikke biologisk ( for eksempel til prioner ), selv om inaktivering av curli skulle være betraktes med forsiktighet , som potensielt nødvendig eller involvert i mange symbiotiske eller endosymbiotiske prosesser , i tarmen eller andre prosesser b iologisk.

I virus

Den norovirus kan ha en viss motstand mot klor, som i et basseng med kloreringsprosessen er defekt eller misbrukes)

Se også

Relaterte artikler

• Epidemiologi
• Økoepidemiologi
• Nosokomial sykdom
• Klorering , biocid
• Genetisk mutasjon)
• Antibiotikaresistens

Referanser

1. Goeres, DM, Palys, T., Sandel, BB, & Geiger, J. (2004). Evaluering av desinfeksjonsmiddeleffektivitet mot biofilm og suspenderte bakterier i en laboratoriebassengmodell . Vannforskning, 38 (13), 3103-3109 ( sammendrag )
2. Hygiene i næringsmiddelindustrien (L '). Produktene og anvendelsen av hygiene  ; FAO / Animal Production and Health Study 117; se kapittel III. Desinfeksjonsmidler; ( ISBN  92-5-203169-3 )
3. Kvaliteten på vann og sanitæranlegg i Frankrike: OPECST-rapport nr. 2152 (2002-2003) av Gérard MIQUEL, laget på vegne av parlamentarisk kontor for evaluering av vitenskapelige og tekniske valg (PDF, 2,2 megabyte) , arkivert 18. mars 2003, se vedlegg 69 - Membraner og drikkevann , åpnet 2011/02/27
4. Biofilmdannelse ved Escherichia coli O157: H7 på rustfritt stål: effekten av eksopolysakkarid og Curli-produksjon på dets motstand mot klor. Ryu JH, Beuchat LR. Appl Environ Microbiol. 2005 Jan; 71 (1): 247-54. ([Sammendrag])
5. Olivier Vidal, Robert Longin, Claire Prigent-Combaret, Corinne Dorel, Michel Hooreman og Philippe Lejeune; Isolering av en Escherichia coli K-12 mutantstamme som er i stand til å danne biofilm på inerte overflater: Involvering av en ny ompR-allel som øker Curli-uttrykk  ; J Bacteriol. 1998 mai; 180 (9): 2442–2449. PMCID: PMC107187, American Society for Microbiology ( Hele artikkelen )
6. (A. Olsen, A. Jonsson, og S. Normark, Nature 338: 652-655, 1989)
7. Barnhart MM, Chapman MR. ; Curli biogenese og funksjon . ; Annu Rev Microbiol. 2006; 60: 131-47.
8. Curli fibre medierer internalisering av Escherichia coli ved hjelp av eukaryote celler. Gophna U, Barlev M, Seijffers R, Oelschlager TA, Hacker J, Ron EZ. Infiser immun. 2001 apr; 69 (4): 2659-65. ( Sammendrag )
9. Epstein EA, Chapman MR; Polymerisering av fiber mellom bakterier og vertsceller: biogenesen av funksjonelle amyloidfibre . Cell Microbiol. 2008 jul; 10 (7): 1413-20. Epub 2008 26. mars ( abstrakt )
10. Wang X, Chapman MR Curli gir malen for å forstå kontrollert amyloidformering . . Prion. 2008 apr; 2 (2): 57-60. Epub 2008 5. april ( Sammendrag )
11. Podewils, LJ, Zanardi Blevins, L., Hagenbuch, M., Itani, D., Burns, A., Otto, C., ... & Widdowson, M. (2007). Utbrudd av norovirus sykdom forbundet med et svømmebasseng . Epidemiologi og infeksjon, 135 (05), 827-833. ( sammendrag