Qu’il s’agisse de Listeria dans les aliments ou du virus du Nil chez le commun des mortels, les épidémies exigent qu’on y réagisse rapidement. Un laboratoire de Winnipeg fait appel à des systèmes de surveillance évolués et à la puissance de la génomique pour suivre les éclosions de maladie en temps réel, ou presque.

Personne ne s’attend à mourir en dégustant un cantaloup. C’est pourtant ce qui s’est produit à l’automne 2011 quand au moins 29 Américains ont péri après avoir mangé ce fruit, contaminé par la listériose. La maladie en a frappé d’autres dans 28 états de notre voisin du Sud. Grâce à son empreinte génétique, la souche virulente de Listeria a toutefois pu être retracée. Elle infectait les melons de marque Rocky Ford, cultivés aux fermes Jensen, au Colorado.

Tous les jours, des systèmes de distribution complexes acheminent la nourriture au-delà des frontières – celles des états américains, des provinces, d’autres pays. Et il arrive que des bactéries pathogènes telles Salmonella, Listeria ou Escherichia coli (E. coli) soient du voyage.

Le transport des aliments sur une grande échelle explique pourquoi les pays ont besoin de réseaux nationaux pour surveiller les toxi-infections alimentaires et y réagir sans délai, croit Matthew Gilmour, microbiologiste canadien travaillant au Laboratoire national de microbiologie (LNM), à Winnipeg.

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Repérer une bactérie dangereuse dans la multitude

Un dispositif inventé par le CNRC identifie les bactéries dangereuses grâce à des centaines de capteurs minuscules placés sur une puce de silicium pas plus grosse qu’un ongle. Le Laboratoire national de microbiologie de Winnipeg a élaboré les anticorps employés par le CNRC pour tester l’appareil. Découvrez-en plus au sujet de ce laboratoire sur puce.

Le LNM, un organisme de l’Agence de la santé publique du Canada, recourt à des systèmes de surveillance sophistiqués pour dépister les maladies véhiculées par l’eau et la nourriture, partout au pays. Chaque semaine, le LNM recueille et analyse les données sur les toxi-infections alimentaires émanant des laboratoires provinciaux, dans le cadre du Programme national de surveillance des maladies entériques (PNSME). Des rapports hebdomadaires signalent les nouvelles tendances, par exemple la multiplication subite d’infections par E. coli, susceptibles d’indiquer des foyers liés à une source commune.

Sur la piste d’un microorganisme pathogène : l’empreinte génétique

En 2000, le laboratoire fédéral inaugurait PulseNet Canada, réseau qui procure aux laboratoires du pays l’expertise nécessaire pour les aider à relever rapidement l’empreinte génétique des agents pathogènes. S’y ajoute un réseau électronique virtuel dédié au partage et à la surveillance de ces empreintes.

Grâce à PulseNet, les laboratoires de microbiologie provinciaux, Santé Canada et l’Agence canadienne d’inspection des aliments ont accès au « babillard PulseNet », où sont affichés des renseignements sur l’ADN des maladies entériques et les aliments contaminés. Le partage de l’information est instantané.

Matthew Gilmour, Laboratoire national de microbiologie, Winnipeg

« PulseNet assure une surveillance continue, assortie d’une réaction immédiate », explique M. Gilmour. « On pourrait dire qu’il s’agit des yeux et du bras du réseau canadien de santé publique. »

De plus, PulseNet relie les laboratoires canadiens de santé publique à l’Agence canadienne d’inspection des aliments (ACIA), laquelle peut concourir à préciser l’origine d’un foyer d’infection quand s’en déclare un. L’éclosion de cas d’E. coli en Alberta, par exemple, pourrait immédiatement être associée à la consommation de noix de Grenoble crues contaminées, identifiées par l’ACIA.

Avec PulseNet, les scientifiques peuvent identifier les foyers d’épidémie et leurs causes, même si les cas de maladie entérique sont éloignés géographiquement les uns des autres. Le système autorise aussi le partage de l’information avec les laboratoires des États-Unis, dont les prestigieux Centers for Disease Control and Prevention d’Atlanta.

Les progrès de la génomique facilitent l’identification des bactéries

Les formidables progrès technologiques réalisés dans le domaine du séquençage du génome permettraient bientôt de retracer les foyers d’infection avec une précision sans précédent, si l’on en croit M. Gilmour.

Le séquençage du génome entier, inauguré avec le projet du génome humain, en 2000, décrit la séquence complète de l’ADN d’un organisme. Autrefois, il était extrêmement difficile d’obtenir des données génétiques détaillées, de sorte qu’on recourait à d’autres méthodes pour identifier les bactéries.

Les progrès du séquençage génétique permettront de retracer l’origine de bactéries comme E. coli (sur la photo) avec une précision sans précédent.

À présent, diverses innovations, comme de meilleurs logiciels et des ordinateurs plus puissants, capables de traiter des jeux de données volumineux, expliquent pourquoi les enquêteurs de santé publique du monde entier s’apprêtent à vivre une révolution dans les méthodes de laboratoire, signale M. Gilmour.

« Le poids des indices recueillis lorsqu’on séquence l’ensemble du génome est beaucoup plus lourd que celui des indices obtenus avec les méthodes usuelles. La preuve devient irréfutable quand on veut établir la cause et l’ampleur d’une maladie humaine ou d’un foyer d’épidémie. »

Séquencer le génome complet ne fournit pas que des éléments de preuve solides concernant l’origine des microorganismes pathogènes qui contaminent l’eau ou les aliments. Cette technique pourrait jouer un rôle au niveau du traitement, car elle révèlera certains caractères des microorganismes, notamment leur résistance aux antibiotiques.

L’utilité du séquençage du génome a été illustrée à l’été 2011, quand une nouvelle souche d’E. coli a été identifiée lors d’une grave et controversée épidémie de toxi-infections alimentaires – qu’on a fini par attribuer aux germes de haricot venant d’une ferme biologique, en Allemagne. Cinquante personnes ont trouvé la mort dans l’épidémie et 4000 autres en ont souffert un peu partout en Europe et en Amérique du Nord, y compris au Canada et aux États-Unis.

Lors de cet épisode, plusieurs pays ont entrepris de séquencer le génome entier de la bactérie et ont échangé les résultats de leurs analyses. Un groupe international de chercheurs a examiné conjointement (et rapidement) les séquences d’ADN, ce qui a dévoilé des détails précieux sur la souche inconnue du colibacille, entre autres les raisons de sa résistance particulière.

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Des maladies qui voyagent

Bon nombre des pires microorganismes qui contaminent l’eau et les aliments ne sont pas endémiques au Canada. Cependant, les Canadiens peuvent y être exposés durant leurs déplacements.
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« Ce microorganisme pathogène n’avait encore jamais été observé. C’est par la génomique que les enquêteurs de la santé publique ont pu en brosser le portrait le plus clair et préciser l’arsenal dont il dispose pour rendre les humains malades », relate M. Gilmour.

Les informations qu’on tire de la masse colossale de données issues d’un génome comme celui-là ont une portée si précise que leur analyse acquiert une utilité considérable.

« Bientôt, le séquençage du génome contribuera sensiblement au diagnostic des maladies, à leur surveillance et à la lutte contre celles-ci, car il apportera des résultats de laboratoire incroyablement détaillés sur les agents pathogènes à l’origine des intoxications alimentaires », affirme M. Gilmour. « Nous traçons la voie à une technologie qui occupera à juste titre sa place dans l’avenir des réseaux de laboratoires publics. »

ISSN 1927-0283 = Dimensions (Ottawa. En ligne)