Fiche d'information scientifique : Recourir à la science de l'ADN pour lutter contre les maladies d'origine alimentaire

Qu'est-ce qu'un agent pathogène?

Tout ce qui peut entraîner une maladie est un agent pathogène. Il peut s'agir d'un virus, d'un champignon ou d'une bactérie. Bien que la majorité des bactéries présentes dans les aliments soient utiles ou sans danger, certaines peuvent causer des problèmes, notamment des infections. Certaines bactéries, en petites quantités, ne présentent aucun danger pour la plupart des adultes en santé, tandis que d'autres peuvent se multiplier et se propager et rendre les gens malades. On appelle les bactéries pouvant causer des maladies des bactéries pathogènes.

Il est possible que l'apparence, l'odeur ou le goût des aliments contaminés par des bactéries ne soit pas différent de celui des aliments propres à la consommation. Afin de prévenir ou de limiter les maladies, les chercheurs de l'Agence canadienne d'inspection des aliments (ACIA) s'efforcent d'identifier rapidement ces bactéries pathogènes dans les aliments. Les travaux des chercheurs de l'ACIA sont essentiels au retraçage des sources de contamination bactérienne des aliments, le cas échéant

Génomique et codage à barres de l'ADN

La génomique nous aide à comprendre, à interpréter et à utiliser l'ADN en vue de trouver des solutions aux problèmes. L'ACIA mène des recherches en génomique afin de mettre au point des technologies qui aident les chercheurs à identifier et à comprendre des agents pathogènes donnés. Ces technologies offrent de nouveaux moyens de diagnostiquer des problèmes et permettent de trouver des solutions plus rapides et économiques

Le recours à la génomique est une immense amélioration par rapport aux techniques biochimiques plus anciennes qui sont utilisées pour lutter contre les maladies d'origine alimentaire. La différence est la même qu'entre un détective qui ne connaîtrait que la taille et la description physique générale d'un suspect et un détective qui aurait les empreintes digitales d'un suspect et connaîtrait son profil comportemental. Grâce à ces renseignements détaillés, il est beaucoup plus facile de déterminer la source de contamination ayant entraîné une maladie d'origine alimentaire.

Le saviez vous?

Des bactéries comme E. coli sont constituées de près de quatre millions de nucléotides. Il s'agit des structures de base formant l'ADN. Lorsque les chercheurs cherchent une séquence d'ADN pour identifier un organisme, ils utilisent une section de seulement 700 nucléotides environ qui servira de code à barres. Ce code peut servir à différentier une espèce de bactérie de toutes les autres.

Il ne s'agit que de 0,017 5 % de son ADN total!

Mettre le doigt sur les agents pathogènes d'origine alimentaire

Les chercheurs de l'ACIA peuvent avoir recours à des technologies de génomique pour le séquençage du génome d'une bactérie provenant d'un établissement de fabrication d'aliments ou d'aliments ayant rendu une personne malade, ce qui leur permet de détecter et d'analyser avec précision les maladies d'origine alimentaire et de déterminer à quel point elles peuvent être dangereuses pour les humains.

Les techniques biochimiques utilisées par les chercheurs peuvent fournir des renseignements de base au sujet d'un échantillon d'aliment contaminé, par exemple indiquer la présence de l'agent pathogène Listeria. De son côté, le code à barres de l'ADN d'une bactérie peut révéler des renseignements comme la souche exacte ou l'ampleur de la résistance aux antibiotiques. Connaître le génome d'une bactérie peut aider les inspecteurs à retracer un échantillon donné, de l'aliment contaminé par la bactérie jusqu'à des secteurs précis d'une usine, afin de déterminer l'origine des problèmes.

Fonctionnement du séquençage du génome complet

Le SGC est une procédure en laboratoire qui permet de déterminer l'ensemble de la structure génétique d'un organisme en un seul processus, comme le plan d'un édifice. Le SGC fournit une empreinte génétique très précise qui peut aider à établir un lien entre des cas de maladie ou de contamination, permettant ainsi de déceler et de résoudre plus rapidement une éclosion.

Séquençage du génome complet

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Image – SGC une procédure en laboratoire. Description ci-dessous.

Description du séquençage du génome complet
  1. Extraction de l'ADN – Les chercheurs prélèvent des cellules d'une culture bactérienne et les traitent avec des produits chimiques qui permettent la rupture des cellules pour en libérer l'ADN.
  2. Purification de l'ADN – On retire les impuretés de l'échantillon d'ADN.
  3. Cisaillement de l'ADN – L'ADN est coupé en petits fragments de taille connue au moyen d'enzymes, qui servent alors de « ciseaux moléculaires », ou de la perturbation mécanique.
  4. Préparation de la banque d'ADN – Les chercheurs effectuent de nombreuses copies de chaque fragment d'ADN au moyen du processus de réaction en chaîne de la polymérase. Ce groupe de fragments constitue la « banque d'ADN ».
  5. Séquençage de la banque d'ADN – La banque d'ADN est chargée dans un séquenceur. La combinaison de nucléotides (A, T, C et G) formant chaque fragment d'ADN est cernée. Chaque résultat est une « lecture d'ADN ».
  6. Analyse de la séquence d'ADN – Le séquenceur produit des millions de lectures d'ADN. On utilise des programmes informatiques spécialisés pour les regrouper dans le bon ordre, comme les pièces d'un casse-tête. La séquence du génome contenant des millions de nucléotides est alors prête à être utilisée pour retracer les agents pathogènes d'origine alimentaire.

Le saviez vous?

L'ACIA a procédé au séquençage de la structure de l'ADN de plus de 4 000 bactéries liées à des maladies d'origine alimentaire, comme E. coli, Salmonella et Listeria.

Suivi des problèmes

On peut déterminer les mesures correctives à prendre lorsque les inspecteurs de l'ACIA déterminent la source des problèmes relatifs aux bactéries, par exemple un secteur donné d'un établissement de transformation de la viande. Grâce à cette approche fondée sur les souches d'ADN, les inspecteurs peuvent savoir si le problème original a été réglé ou non ou s'ils ont un tout nouveau problème sur les bras s'ils trouvent le même type de bactérie lors de leur inspection de suivi.

Si le nouvel échantillon de bactérie correspond au code à barres de l'ADN de l'échantillon qu'ils ont prélevé la première fois, ils savent alors que l'établissement n'a peut-être pas entièrement corrigé le problème.

Laboratoires à l'échelle du Canada

L'ACIA possède des machines de séquençage de l'ADN dans ses laboratoires à l'échelle du pays. Cela signifie que le séquençage des bactéries lors d'éclosions de maladie d'origine alimentaire peut se faire rapidement, deux fois plus rapidement qu'avec des méthodes biochimiques plus anciennes dans certains cas. L'analyse des grandes quantités de données obtenues lors des activités de séquençage des laboratoires de microbiologie alimentaire de l'ACIA (bio-informatique) se fait centralement au Laboratoire d'Ottawa (Carling) de l'ACIA.

Le logiciel de bio-informatique GeneSeekr, mis au point par l'ACIA, permet de cerner certaines caractéristiques importantes dans les données de séquençage de l'ADN, par exemple, l'espèce ou la souche de la bactérie, le danger qu'elle présente et les marqueurs indiquant si cette bactérie résiste ou non aux antibiotiques. Le logiciel permet aux non-chercheurs de comprendre rapidement et facilement des renseignements complexes afin d'aider à prendre des décisions lors d'enquêtes sur la salubrité des aliments.

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Carte – Emplacement des laboratoires de l'ACIA. Description ci-dessous.

Description de la Carte montrant l'emplacement des laboratoires de l'ACIA
  1. Sidney, Colombie-Britannique – Protection des végétaux
  2. Burnaby, Colombie-Britannique – Salubrité des aliments
  3. Lethbridge, Alberta – Salubrité des aliments, Santé des animaux, Laboratoire de référence international pour l'Organisation mondiale de le santé animale (OIE)
  4. Calgary, Alberta – Salubrité des aliments
  5. Saskatoon, Saskatoon – Salubrité des aliments. Protection des végétaux, Santé des animaux, Laboratoire de référence international pour l'Organisation mondiale de le santé animale (OIE)
  6. Winnipeg, Manitoba – Salubrité des aliments, Santé des animaux, Laboratoire de référence international pour l'Organisation mondiale de le santé animale (OIE)
  7. Région du grand, Toronto, Ontario – Salubrité des aliments
  8. Ottawa-Fallowfield, Ontario – Salubrité des aliments, Protection des végétaux, Santé des animaux, Laboratoire de référence international pour l'Organisation mondiale de le santé animale (OIE)
  9. Ottawa – Carling, Ontario – Salubrité des aliments, Protection des végétaux, Santé des animaux
  10. Longueuil, Quebec – Salubrité des aliments
  11. St-Hyacinthe, Quebec – Salubrité des aliments, Santé des animaux