La vérité choquante : Le séquençage génétique révèle une source inattendue de pathogènes dans les eaux de crue.

Une image de la NASA contenant des données visibles et infrarouges révélant la présence de matière organique dissoute - y compris des agents pathogènes potentiellement résistants aux antibiotiques - dans les voies navigables le long de la côte de la Caroline du Nord après l'ouragan Florence. Crédit : NASA

Une recherche contredit les croyances précédentes sur les sources de contamination par la salmonelle en Caroline du Nord, pointant les rivières et les cours d'eau plutôt que les fermes porcines, et appelle à des stratégies révisées de contrôle des maladies.

Les chercheurs rapportent dans le journal Geohealth que les rivières locales et les cours d'eau étaient la source de la contamination par la Salmonella enterica le long de la côte de la Caroline du Nord après l'ouragan Florence en 2018 - et non les nombreuses fermes porcines précédemment suspectées dans la région.

Ces résultats ont des implications critiques pour le contrôle de la propagation des maladies causées par des agents pathogènes résistants aux antibiotiques après des événements d'inondation, en particulier dans les régions côtières des pays en développement fortement touchés par l'augmentation des tempêtes tropicales.

L'étude, dirigée par le professeur de génie civil et environnemental de l'Université de l'Illinois à Urbana-Chamapaign, Helen Nguyen, et l'étudiante diplômée Yuqing Mao, trace la présence et l'origine de S. enterica à partir d'échantillons environnementaux de la Caroline du Nord en utilisant la traçabilité 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 aux seuls États-Unis”, a déclaré Nguyen. “Ces infections se propagent facilement dans le monde entier et constituent un fardeau majeur pour les systèmes de soins de santé en pleine expansion, mais elles sont évitables grâce à l'atténuation.”

L'étude rapporte que les marqueurs génétiques des matières fécales humaines et animales sont souvent présents dans les eaux de crue, ce qui laisse supposer que les sources d'eaux usées, les systèmes septiques et les fermes d'élevage sont responsables de la propagation de bactéries résistantes aux antibiotiques et de matériel génétique dans l'environnement. Cependant, aucune étude connue n'a identifié de manière concluante les points de contamination.

“La Caroline du Nord côtière est une excellente zone d'étude car il y a une concentration élevée de fermes porcines et de systèmes septiques privés, et les inondations côtières causées par des tempêtes tropicales sont assez courantes”, a déclaré Nguyen.

Trois semaines après l'ouragan Florence, l'équipe de Nguyen a prélevé 25 échantillons d'eau dans les cours d'eau en aval des fermes porcines dans les zones de production agricole de la Caroline du Nord, dont 23 contenaient la bactérie S. enterica.

“Nous avons analysé des marqueurs génétiques en suspension libre - chromosomes et plasmides - en utilisant la séquençage de génome entier de haute fidélité et nous avons constaté que S. enterica dans les échantillons prélevés après l'ouragan Florence ne provenait ni des animaux ni du fumier”, a déclaré Nguyen.

L'équipe a génétiquement retracé l'origine des bactéries jusqu'aux nombreuses petites rivières et aux cours d'eau locaux de la région - ce qui signifie que ces agents pathogènes sont déjà établis dans l'environnement naturel.

“Avec le changement climatique qui apporte des températures plus chaudes - dans lesquelles les bactéries prospèrent - et peut-être des tempêtes tropicales plus importantes et plus fréquentes, l'importance de nos découvertes doit être reconnue par les chercheurs et les décideurs”, a déclaré Nguyen. “Les eaux usées agricoles et humaines ne devraient pas être les seules sources prises en compte lors de la conception de plans d'atténuation pour prévenir la propagation de bactéries pathogènes après des 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 de pathogènes à partir de fèces d'oie du Canada en Illinois.

Référence : “Local and Environmental Reservoirs of Salmonella enterica After Hurricane Florence Flooding” par Yuqing Mao, Mohamed Zeineldin, Moiz Usmani, Antarpreet Jutla, Joanna L. Shisler, Rachel J. Whitaker and Thanh H. Nguyen, 3 novembre 2023, GeoHealth. DOI: 10.1029/2023GH000877

Des chercheurs de l'Institut Carl R. Woese pour la biologie génomique, du Carle Illinois College of Medicine et de l'Université de Floride ont également contribué à cette étude.

L'IGB, le Collège d'ingénierie Grainger, la Fondation Allen et l'EPA ont soutenu cette étude.