La surveillance des eaux usées peut détecter les maladies d’origine alimentaire

Dans les résultats publiés aujourd’hui (19 septembre) dans le Journal de microbiologie cliniqueles chercheurs rapportent que la bactérie Salmonella enterica a été détectée dans des échantillons provenant de deux usines de traitement des eaux usées du centre de la Pennsylvanie en juin 2022.

« La salmonelle non typhique est une cause fréquente de gastroentérite dans le monde, mais la surveillance actuelle de la maladie n’est pas optimale. Dans cette étude, nous avons donc évalué l’utilité de la surveillance des eaux usées pour améliorer la surveillance de ce pathogène d’origine alimentaire », a déclaré Nkuchia M’ikanatha, épidémiologiste en chef au Département de la santé de Pennsylvanie et chercheur affilié au Département des sciences alimentaires de l’Université Penn State, au Collège des sciences agricoles. « Dans cette étude, nous avons exploré la surveillance des eaux usées comme un outil pour améliorer la surveillance de ce pathogène d’origine alimentaire. Les analyses des eaux usées peuvent détecter des traces de maladies infectieuses circulant dans une communauté, même chez des individus asymptomatiques, offrant ainsi un système d’alerte précoce pour les épidémies potentielles. »

Bien que les professionnels de santé soient tenus de signaler les cas de salmonellose, de nombreux cas passent inaperçus. La bactérie Salmonella, présente dans les intestins des animaux et des humains, est excrétée dans les excréments. Le CDC estime que la salmonelle est responsable d’environ 1,35 million d’infections, 26 500 hospitalisations et 420 décès par an aux États-Unis, principalement par le biais d’aliments contaminés.

En juin 2022, les chercheurs ont analysé des échantillons d’eaux usées brutes prélevés deux fois par semaine dans deux usines de traitement du centre de la Pennsylvanie pour détecter la présence de Salmonella non typhique et ont caractérisé les isolats à l’aide du séquençage du génome entier. Ils ont récupéré 43 isolats de Salmonella à partir d’échantillons d’eaux usées, différenciés par analyse génomique en sept sérovars, qui sont des regroupements de micro-organismes basés sur des similitudes. Huit des isolats, soit près de 20 %, provenaient d’un type rare de Salmonella appelé Baildon.

Les chercheurs ont évalué la parenté génétique et les liens épidémiologiques entre les isolats de Salmonella non typhiques provenant des eaux usées et des bactéries similaires provenant de patients atteints de salmonellose. Les sérovars de Salmonella Baildon isolés des eaux usées étaient génétiquement indiscernables d’une bactérie similaire trouvée chez un patient associé à une épidémie de salmonellose au cours de la même période dans la région. Salmonella Baildon provenant des eaux usées et 42 isolats liés à l’épidémie dans la base de données nationale de détection des épidémies avaient la même constitution génétique. L’un des 42 isolats liés à l’épidémie a été obtenu auprès d’un patient résidant dans la zone de captage des échantillons de l’étude des eaux usées, qui dessert environ 17 000 personnes.

Salmonella Baildon est un sérovar rare, signalé dans moins de 1 % des cas à l’échelle nationale sur cinq ans, a noté M’ikanatha, premier auteur de l’étude. Il a souligné que cette recherche démontre l’intérêt de surveiller les eaux usées d’une population définie pour compléter les méthodes de surveillance traditionnelles afin de détecter des preuves d’infections à Salmonella et de déterminer l’étendue des épidémies.

« En utilisant le séquençage du génome entier, nous avons montré que les isolats de la variante Salmonella Baildon se regroupaient avec ceux d’une épidémie survenue dans une période similaire », a-t-il déclaré. « Les cas signalés provenaient principalement de Pennsylvanie, et un individu vivait dans la zone de captage de la station d’épuration. Cette étude soutient l’utilisation de la surveillance des eaux usées domestiques pour aider les agences de santé publique à identifier les communautés touchées par les maladies infectieuses. »

Ed Dudley, professeur de sciences alimentaires et auteur principal de l’étude, a déclaré que ces résultats mettent en évidence le potentiel de la surveillance des eaux usées comme système d’alerte précoce pour les épidémies de maladies d’origine alimentaire, potentiellement avant même que les médecins et les laboratoires ne signalent les cas. Cette approche proactive pourrait permettre aux responsables de la santé de retracer rapidement la source des aliments contaminés, réduisant ainsi le nombre de personnes touchées, a suggéré Dudley, qui dirige également le centre de référence E. coli de l’université Penn State.

« Même si cela ne se fera peut-être pas du jour au lendemain, je prévois un avenir où de nombreuses usines de traitement des eaux usées domestiques, voire la plupart, fourniront des échantillons d’eaux usées non traitées pour surveiller les signes de diverses maladies », a-t-il déclaré. « Cela impliquerait probablement une collaboration entre les agences de santé publique, le monde universitaire et les entités fédérales, à l’image de notre étude pilote. Je considère cela comme une autre leçon cruciale de la pandémie. »

Ont contribué à la recherche à Penn State : Jasna Kovac, professeure agrégée de sciences alimentaires et professeure de développement de carrière en sécurité alimentaire Lester Earl et Veronica Casida ; Erin Nawrocki et Yezhi Fu, chercheuses postdoctorales au Dudley Lab ; Zoe Goldblum, chercheuse de premier cycle au département des sciences alimentaires ; et Nicholas Cesari, division d’épidémiologie des maladies infectieuses, département de la santé de Pennsylvanie.

Le CDC, la Food and Drug Administration des États-Unis et l’Institut national de l’alimentation et de l’agriculture du ministère de l’agriculture des États-Unis ont financé cette recherche.