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MICROBIOLOGIE

La résistance face aux biocides

J.M. | 1 mars 2011 | Services n° 0214

Les salmonelles (ici Salmonella typhimurium) ont été responsables de la toxi-infection alimentaire collective (TIAC) la plus fréquente en France en 2007 (47,5 % des foyers pour lesquels l'agent causal a été identifié).
Quotidiennement utilisées tout au long de la filière agro-alimentaire, les substances biocides tendent à générer des résistances chez les bactéries, phénomène qui n'est pas sans conséquences en matière de nettoyage et désinfection.

L'utilisation des biocides antimicrobiens dans de nombreux domaines suscite des questions sur leur impact. Parmi celles-ci, la résistance des bactéries est une préoccupation qui s'est amplifiée ces dernières années, due pour une part au nombre croissant de souches résistantes aux antibiotiques, mais aussi à la capacité qu'ont ces bactéries, qu'elles soient pathogènes ou d'altération, à survivre en industrie alimentaire, alors que nous observons dans le même temps un usage grandissant des antimicrobiens dans de nombreux secteurs de la vie quotidienne.

Un grand nombre de produits chimiques sont utilisés quotidiennement, notamment au long de la filière agro-alimentaire : produits de nettoyage, désinfectants, antiseptiques, savons antimicrobiens, conservateurs, antibiotiques, sans oublier les insecticides, rodenticides et autres antifongiques. Cette imprégnation chimique conduit légitimement à se poser une question fondamentale : l'usage des biocides antimicrobiens conduit-il à la résistance des bactéries ?

Plusieurs paramètres favorisent ce phénomène :

résidus de produits de nettoyage sur les surfaces après rinçage à l'eau ;

surfaces souillées ;

biofilms* ;

températures basses ;

dureté de l'eau ;

usage incorrect des biocides ;

procédure de nettoyage et désinfection mal conçue ;

résidus biocides sur les surfaces alimentaires ;

exposition répétée aux biocides.

 

En conséquence de quoi la concentration effective des désinfectants est réduite, ne détruisant que partiellement la flore bactérienne présente et pouvant amener la flore survivante à mettre en place des moyens de défense.

Les moyens de défense des bactéries

La résistance peut être naturelle et se révéler lors d'un mauvais choix de produit (spectre d'activité non adapté aux objectifs) ou d'une mauvaise application des produits, mais elle peut également s'acquérir, de manière stable (mutation de gènes, acquisition d'éléments génétiques mobiles portant des gènes de résistance) ou transitoire (réaction à des agressions physico-chimiques de l'environnement par la mise en place des moyens de défense qui disparaîtront à la fin du stress).

Première série de défenses : elle a pour objectif de faire barrage à la pénétration des biocides dans la bactérie. Ces défenses peuvent être naturelles ou acquises, de nombreuses substances actives ont du mal à traverser certaines parois bactériennes (spores, mycobactéries, bactéries dites à « Gram négatif »...). La présence de porines (canaux) au niveau de la membrane externe joue également un rôle : leur nombre, taille et composition peuvent varier suite à une adaptation de la bactérie, limitant la pénétration de certaines substances actives.

Deuxième série de défenses : son but est d'éviter l'accumulation des substances actives dans la bactérie. Celle-ci réagit à la pénétration massive de molécules à travers différents stratagèmes. Le premier tient à l'arsenal enzymatique dont elle dispose, variable suivant les espèces, qui pourra dégrader certaines substances actives (comme le peroxyde d'hydrogène, dégradé par la catalase). Le deuxième est le mécanisme général de réponse aux stress qui permet aux bactéries de tolérer, dans certaines limites, des pH acides ou basiques normalement létaux. Enfin, le troisième stratagème consiste à utiliser des pompes à efflux qui ont le pouvoir d'expulser certaines substances actives.

Troisième série de défenses : il s'agit de la possibilité d'acquérir de nouveaux éléments génétiques (plasmides...), donc de nouvelles propriétés parmi lesquelles des résistances identiques à toutes celles décrites jusqu'à présent.

Quatrième série de défenses : elle est, en termes de risque pour l'industriel et pour l'homme, la plus importante : le biofilm*. Au sein de cette structure se déroulent de nombreux phénomènes favorisant la résistance. Cette communauté bactérienne extrêmement complexe concentre tous les mécanismes de résistance décrits jusqu'à présent et pouvant être induits par la présence de biocides. De plus, le biofilm modifie profondément la croissance et le métabolisme des bactéries qui y sont incluses. Leur sensibilité en est affectée à des degrés divers. Autre phénomène, trop souvent sous-estimé car difficile à évaluer, la capacité très variables des substances antimicrobiennes (aldéhyde, tensioactif, alcool, oxydant...) à diffuser à travers l'épaisseur des biofilms. En conséquence les concentrations de départ au sommet de la colonie et celles disponibles pour agir au contact des bactéries au coeur du biofilm seront différentes.

Il ne faut toutefois pas oublier que si la résistance favorise la persistance, la persistance ne s'explique pas seulement par la résistance, ce phénomène ayant une origine multifactorielle. Sur un plan pratique, cela implique de mettre l'accent sur :

une plus grande maîtrise des procédures de nettoyage et désinfection, avec notamment une phase de nettoyage plus performante pour l'élimination des biofilms ;

une stratégie de contrôle des surfaces plus performante ;

le développement de nouvelles approches au niveau des matériaux afin de limiter le développement des biofilms.

* Le biofilm est une communauté de bactéries adhérant à une surface. Il développe des capacités émergentes bien supérieures à la simple somme des éléments le constituant.

LA RÉSISTANCE : DÉFINITION

Pour tenter de concilier réalités de laboratoire et de terrain, on peut considérer qu'une résistance bactérienne se révèle quand :

une souche bactérienne n'est pas tuée ou inhibée à une concentration atteinte en pratique ;

une souche bactérienne n'est pas tuée ou inhibée à une concentration à laquelle la majorité des souches de la même espèce est sensible ;

des cellules bactériennes d'une même culture ne sont ni tuées, ni inhibées à une concentration agissant sur la majorité des cellules.



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