FluoPath : mieux anticiper les risques microbiologiques dans les produits laitiers

Le projet FluoPath, labellisé par Vitagora, ambitionne de combler cette lacune en développant de nouveaux modèles de prévision du risque microbiologique capables de prendre en compte l’hétérogénéité des réponses bactériennes et du potentiel de virulence, évalués à l’échelle de la population et de la cellule unique. Coordonné par l'UMR PAM (Procédés Alimentaires et Microbiologiques) de l'Institut Agro Dijon et soutenu par l'Agence nationale de la recherche (ANR), ce projet collaboratif rassemble laboratoires académiques, instituts techniques agro-industriels (I.T.A.I.) et acteurs de la filière laitière autour d'un objectif commun : mieux anticiper les risques liés aux bactéries pathogènes dans les produits laitiers.

“ Ce qui distingue FluoPath, c'est la volonté d'intégrer la virulence bactérienne aux modèles de prévision du risque microbiologique afin de mieux évaluer les risques sanitaires associés aux produits laitiers ” explique Stéphane Guyot, coordinateur du projet.

Pourquoi mieux comprendre les bactéries pathogènes ?

Les bactéries pathogènes présentes dans les aliments ne réagissent pas toutes de la même manière aux procédés de transformation et/ou aux conditions de conservation. Certaines peuvent survivre à des environnements défavorables et représenter un risque sanitaire malgré les traitements appliqués. Ces mécanismes d'adaptation constitue un enjeu majeur pour les industriels, qui doivent garantir la sécurité des produits tout au long de leur fabrication et de leur durée de vie.

Le projet FluoPath s'intéresse à deux bactéries particulièrement surveillées dans le secteur agroalimentaire : Listeria monocytogenes et Bacillus cereus. Les chercheurs I.T.A.I. étudient leur comportement dans différentes matrices laitières : lait liquide, fromage dilué et fromages solides.

L'objectif est de mieux comprendre les mécanismes qui influencent leur survie, leur croissance et leur potentiel pathogène afin d'améliorer l'évaluation des risques microbiologiques dans les produits laitiers.

Intégrer la virulence dans les modèles prédictifs

Les outils de microbiologie prévisionnelle permettent aujourd'hui d'anticiper l'évolution des populations bactériennes dans les aliments. Ils reposent principalement sur des données de croissance, de survie ou d’inactivation des micro-organismes.

Pourtant, la présence d'un faible nombre de bactéries survivantes peut avoir un impact sur le risque sanitaire. Certaines peuvent conserver, voire renforcer, leur capacité à provoquer une infection.

L'ambition de FluoPath est donc d'intégrer cette notion de virulence aux modèles prédictifs existants. Cette approche permettra de développer des outils plus complets, capables de prendre en compte à la fois la croissance, la résistance et le pouvoir pathogène des bactéries étudiées.

Une approche innovante basée sur la fluorescence

Pour atteindre cet objectif, les chercheurs développent de nouveaux biomarqueurs fluorescents capables de révéler l'activation de gènes impliqués dans les mécanismes de résistance, de virulence des bactéries et le cas échéant de sporulation.

Le projet FluoPath ambitionne ainsi d'intégrer dans les modèles prédictifs des données inédites liées à la capacité invasive de Listeria monocytogenes, à la production de toxines et à l'entrée en sporulation de Bacillus cereus. Ces paramètres constituent des indicateurs essentiels pour mieux évaluer le risque microbiologique associé à ces bactéries.

Pour cela, les équipes de recherche développent deux collections de mutants fluorescents, une pour chaque bactérie étudiée. Ces outils moléculaires sont conçus pour produire un signal fluorescent lorsque certains gènes d'intérêt, impliqués dans les mécanismes de virulence ou de sporulation, sont activés.

Cette approche permet d'observer le comportement des micro-organismes à l'échelle de la cellule individuelle. Les scientifiques peuvent ainsi mieux comprendre pourquoi certaines bactéries s'adaptent plus efficacement que d'autres aux différents traitements appliqués lors de la transformation ou de la conservation des aliments.

En révélant la diversité des réponses au sein d'une même population bactérienne, cette approche ouvre de nouvelles perspectives pour mieux caractériser l'hétérogénéité des populations microbiennes et affiner l'évaluation des risques microbiologiques.

Étudier l'impact des procédés de transformation du lait

Les travaux menés dans le cadre de FluoPath portent sur des conditions représentatives des problématiques rencontrées par la filière laitière. Les chercheurs les  I.T.A.I. partenaires étudient notamment l'effet de facteurs de stress environnementaux sur le comportement des bactéries pathogènes.

Les stress environnementaux ont été définis en concertation avec des acteurs de l'industrie laitière afin de garantir la pertinence des résultats pour les problématiques rencontrées sur le terrain.

Ces travaux sont conduits sur différentes matrices laitières afin de mieux comprendre comment les procédés de transformation et de conservation influencent la survie des bactéries, leur capacité de croissance ainsi que l'expression de mécanismes associés à leur virulence.

Les connaissances acquises contribueront au développement de modèles prédictifs plus performants et à une meilleure maîtrise des risques microbiologiques dans les produits laitiers.

Aider les industriels à mieux anticiper les risques

Bien qu'il s'agisse d'un projet de recherche fondamentale, FluoPath a été construit en lien étroit avec les préoccupations de la filière laitière. Les thématiques étudiées ont été définies afin de répondre à des problématiques concrètes rencontrées par les acteurs du secteur.

À terme, les connaissances acquises dans le cadre du projet pourront enrichir les outils de microbiologie prévisionnelle utilisés par les industriels. Les modèles développés dans le cadre du projet ont notamment vocation à enrichir Sym'Previus, outil d’aide à l’expertise opérationnelle de référence en microbiologie prévisionnelle. Cet outil permet de prédire le comportement des micro-organismes dans les aliments en fonction des conditions de fabrication, de conservation ou de distribution.

FluoPath ambitionne de faire évoluer et d’enrichir la méthodologie utilisée dans le cadre de l’appréciation des risques microbiologiques des aliments, notamment dans le cadre de la filière laitière.

Des perspectives pour la recherche et l'industrie

Au-delà des résultats attendus pour la filière laitière, FluoPath contribue à faire progresser les connaissances scientifiques sur les bactéries pathogènes et leurs mécanismes d'adaptation.

Les données produites dans le cadre du projet permettront d'explorer de nouvelles approches en microbiologie prévisionnelle et d'ouvrir la voie à des outils d'évaluation des risques toujours plus performants.

À terme, ces avancées pourront bénéficier à l'ensemble des acteurs de la chaîne alimentaire en renforçant la compréhension et la maîtrise des risques microbiologiques.