L’analyse métagénomique ciblée au service de la microbiologie des aliments : applications concrètes

La métagénomique est une discipline récente qui s’attache à attribuer une identité, taxonomique, génique ou fonctionnelle, à des fragments d’ADN d’origine inconnue. Son développement et son utilité bénéficient grandement de l’essor des techniques de séquençage de seconde génération permettant d’obtenir d’un échantillon de grandes quantités de séquences d’ADN. L’écologie microbienne et la santé intestinale sont les thématiques ayant le plus approfondi la métagénomique et les possibilités qu’elle offre, mais d’autres domaines peuvent grandement bénéficier de cette nouvelle façon d’investiguer les flores microbiennes.
Cette étude démontre, à travers plusieurs exemples concrets, que cette méthodologie peut rapidement être adaptée aux exigences spécifiques de la microbiologie des aliments. En effet, les denrées alimentaires périssables, comme la viande et les préparations à base de viande, représentent des biotopes de choix pour les bactéries. L’optimisation de la conservation de ces denrées, importante tant du point de vue économique que de la santé publique, passe par une meilleure connaissance de l’évolution de ces flores et des processus de détérioration des qualités du produit. Les microbiologistes ont depuis longtemps abordé ce problème en utilisant différentes approches dépendantes ou non de la culture microbienne, mais à petite échelle. L’analyse métagénomique est donc une rupture technologique qui allie analyse à grande échelle et large spectre.
Un premier exemple a permis de démontrer la capacité de l’analyse métagénomique à identifier les populations bactériennes sous-dominantes dans des produits de viande (viande hachée de porc et boudin blanc). La sensibilité de l’analyse effectuée permet d’identifier les populations microbiennes dès la sortie de production et de comprendre leurs évolutions en fonction de différentes conditions de conservation lors de tests de vieillissement. De plus, la possibilité d’utiliser des échantillons standardisés a servi à comparer plusieurs zones hypervariables de l’ARNr 16S ainsi que d’étudier la reproductibilité de l’analyse.
Ensuite, l’impact de la conservation sous-vide de longue durée de la viande bovine a été investigué pour des échantillons d’origines diverses. L’analyse a révélé des différences très marquées malgré un conditionnement apparemment identique. Enfin, nous avons exploré la capacité de cette méthodologie à identifier les bactéries potentiellement responsables d’altérations dans trois matrices alimentaires : le steak tartare, le poisson cru et le fromage.
Si l’identification des germes à large spectre est actuellement efficace et reproductible comme nous l’avons démontré ; plusieurs axes de recherche restent à approfondir pour améliorer son utilité dans l’industrie agro-alimentaire. Parmi ceux-ci, il y a la capacité à transposer cette méthodologie pour d’autres micro-organismes comme les moisissures et les champignons, la détermination du degré de profondeur d’analyse utile en fonction du but recherché, et enfin, l’organisation de la manne d’informations qui sont générées par la métagénomique.