Le séquençage génétique révèle une source inattendue d'agents pathogènes dans les eaux de crue

Rapport des chercheurs dans la revue Géosanté que les rivières et les ruisseaux locaux étaient à l'origine de la contamination par Salmonella enterica le long de la côte de la Caroline du Nord après l'ouragan Florence en 2018 – et non le nombre élevé d'élevages de porcs précédemment soupçonné dans la région.

Ces résultats ont des implications cruciales pour contrôler la propagation des maladies causées par des agents pathogènes résistants aux antibiotiques après des inondations, en particulier dans les régions côtières des pays en développement qui sont fortement touchées par l'augmentation des tempêtes tropicales.

L'étude, dirigée par Helen Nguyen, professeur de génie civil et environnemental, et Yuqing Mao, étudiant diplômé, suit la présence et l'origine de S. enterica à partir d'échantillons environnementaux de la côte de Caroline du Nord à l'aide du traçage génétique.

“Les infections causées par des agents pathogènes résistants aux antibiotiques sont responsables d'environ 2,8 millions de maladies humaines et de 36 000 décès par an rien qu'aux États-Unis”, a déclaré Nguyen. “Ces infections se propagent facilement à travers le monde et constituent un fardeau majeur pour les systèmes de santé en plein essor, mais elles peuvent être évitées grâce à des mesures d'atténuation.”

L’étude rapporte que, étant donné que les marqueurs génétiques fécaux humains et animaux se trouvent souvent dans les eaux de crue, on suppose généralement que les sources d’eaux usées, les fosses septiques et les élevages sont responsables de la propagation de bactéries et de matériel génétique résistant aux antibiotiques dans l’environnement. Cependant, aucune étude connue n’a identifié de manière concluante les sources de contaminants.

“La côte de la Caroline du Nord est une excellente zone d'étude de cas car elle abrite une forte concentration d'élevages de porcs et de fosses septiques privées, et les inondations côtières causées par les tempêtes tropicales sont assez courantes”, a déclaré Nguyen.

Trois semaines après l'ouragan Florence, l'équipe de Nguyen a collecté 25 échantillons d'eau provenant de plans d'eau en aval des élevages porcins dans les zones de production agricole de Caroline du Nord, dont 23 contenaient la bactérie S. enterica.

“Nous avons analysé des marqueurs génétiques flottants – chromosomes et plasmides – en utilisant un séquençage haute fidélité du génome entier et avons découvert que S. enterica dans les échantillons collectés après l'ouragan Florence ne provenait pas d'animaux ou de fumier”, a déclaré Nguyen.

L'équipe a retracé génétiquement l'origine de la bactérie jusqu'aux nombreuses petites rivières et ruisseaux locaux de la région, ce qui signifie que ces agents pathogènes se sont déjà établis dans l'environnement naturel.

“Avec le changement climatique entraînant des températures plus élevées – dans lesquelles les bactéries se développent – et éventuellement des tempêtes tropicales plus importantes et plus fréquentes, l'importance de nos résultats doit être prise en compte par les chercheurs et les décideurs politiques”, a déclaré Nguyen. “Les eaux usées agricoles et humaines ne devraient pas être la seule source prise en compte lors de la conception de plans d'atténuation visant à empêcher la propagation de bactéries pathogènes après les ouragans.”

L'équipe de Nguyen prévoit d'étendre cette recherche au-delà des régions côtières et collabore avec d'autres chercheurs du campus pour étudier la propagation d'agents pathogènes provenant des excréments de bernache du Canada dans l'Illinois.