Une étude récente publiée dans le Science de l’environnement total revue examine le potentiel d’association d’agents pathogènes helminthes, fongiques et protozoaires avec la plastisphère.
Étude: Pollution plastique et agents pathogènes fongiques, protozoaires et helminthes – Un problème environnemental et de santé publique négligé ? Crédit d’image : Kateryna Kon/Shutterstock.com
Sommaire
Qu’est-ce que la plastisphère ?
La plastisphère est le biofilm microbien distinct qui colonise les débris plastiques dans l’environnement. Les microbes de la plastisphère sont génétiquement divers et différents des communautés libres, ce qui suggère que les plastiques offrent une nouvelle niche de colonisation. Cependant, la plupart des recherches sur la plastisphère ont été menées sur des procaryotes, avec peu d’attention sur les agents pathogènes eucaryotes.
Les études sur les pathogènes eucaryotes de la plastisphère se sont limitées à dans in vitro analyses ou métagénomique à grande échelle. Des études de séquençage à haut débit ont révélé que les lectures eucaryotes sont plus abondantes que les procaryotes dans la communauté de la plastisphère. Ces études suggèrent également la présence d’algues, d’apicomplexes, de ciliés parasites, de dinoflagellés et de diatomées.
Néanmoins, la question de savoir si la pollution plastique facilite la survie, la persistance et la dissémination des agents pathogènes eucaryotes reste mal comprise. Dans la présente étude, les auteurs examinent les données disponibles sur le potentiel des agents pathogènes fongiques, helminthes et protozoaires à coloniser la plastisphère et à mettre en danger la santé humaine.
Pathogènes fongiques
La recherche sur les champignons de la plastisphère s’est limitée à la caractérisation taxonomique. Le séquençage de la région d’espacement interne transcrite de l’acide désoxyribonucléique (ADN) est couramment utilisé pour identifier les champignons pathogènes. Rhodotorule et Cladosporium sur les débris de plastique dans l’eau douce et Cladosporium et Candidose sur des biofilms de polyéthylène ou de nylon-6 dans l’eau de mer ont été signalés.
L’imagerie par microscopie électronique à balayage (SEM) a révélé que des agents pathogènes fongiques potentiels peuvent facilement coloniser les microplastiques. Les champignons sont bien adaptés à la plastisphère en raison de leur mode de nutrition adsorbant, de leur mélanisation, de leurs formes de croissance apicales/invasives, de leur thigmotropisme et de leur capacité à se former/s’associer à des biofilms. Les mécanismes de liaison des champignons aux biofilms plastiques/plastisphères restent à comprendre.
Les agents pathogènes fongiques utilisent probablement une matrice polymère sécrétée pour se lier aux plastiques. Comme les bactéries, les protistes, les cyanobactéries et les microalgues, les champignons sécrètent des exopolysaccharides, qui sont cruciaux pour le développement/maintien des biofilms. Des preuves récentes suggèrent que les hyphes filamenteux de Aspergillus fumigatus poussent incrustés dans des exopolysaccharides, favorisant ainsi l’adhérence aux substrats inorganiques.
La mélanine est impliquée dans la pathogenèse fongique et la résistance mécanique de la paroi cellulaire. La mélanine peut également fournir une barrière physique et favoriser l’adhérence de surface.
À cette fin, Cryptocoque néoformiens subissent une mélanisation en cas de manque de nutriments, ce qui les protège contre les facteurs de stress environnementaux. De nombreux champignons associés aux plastiques sont mélanisés, ce qui pourrait faciliter la survie et la virulence dans la plastisphère.
L’hydrophobicité est essentielle dans l’adhésion plastique-microbe. La plupart des adhésines fongiques sont des protéines de paroi cellulaire modifiées par le glycosylphosphatidylinositol (GPI), y compris les adhésines de la famille des séquences de type agglutinine (ALS). Notamment, l’hydrophobicité des protéines ALS pourrait influencer l’attachement aux surfaces abiotiques.
Protozoaires
Les parasites protozoaires comme Giardia spp., Toxoplasma spp., et Cryptosporidium spp. peuvent survivre dans des environnements terrestres et aquatiques et, par conséquent, infecter différents hôtes à travers des niches écologiques. La transmission des protozoaires aux humains dépend de facteurs affectant leur survie/transport, la plupart des voies de transmission incluant la consommation d’aliments/d’eau contaminés ou par la voie fécale-orale.
Les pathogènes protozoaires peuvent survivre dans des environnements défavorables grâce aux organites à paroi épaisse (kystes/oocystes) qui assurent leur viabilité. Giardia kystes et Cryptosporidium il a été démontré que les oocystes adhèrent aux surfaces abiotiques et survivent ici dans des conditions de laboratoire. L’ajout de matière organique augmente la survie, probablement en raison d’une meilleure agrégation des kystes/oocystes ou de changements dans les parois bicouches des kystes.
Cryptosporidium les oocystes adhèrent facilement aux biofilms sur des coupons de chlorure de polyvinyle ou de polycarbonate et s’intègrent aux biofilms établis. Sous in vitro conditions, les kystes/oocystes de ces protozoaires se lient aux biofilms sur les microfibres de polyester et les microbilles de polyéthylène. Surtout, l’identification des protozoaires dans la plastisphère pourrait être entravée par la sensibilité des techniques existantes.
Helminthes
Les infections par les helminthes surviennent après un contact avec un sol/de l’eau contaminés ou par la consommation d’aliments crus/non lavés.
Les œufs d’helminthes sont hautement infectieux et persistants dans l’environnement. Bien que les preuves suggèrent que les œufs d’helminthes adhèrent facilement aux particules de sol, aucune étude n’a tenté d’identifier les helminthes ou leurs œufs dans la plastisphère, justifiant ainsi davantage de recherches sur les associations entre les helminthes et les plastiques.
Les œufs d’helminthes ont des similitudes structurelles avec les kystes/oocystes de protozoaires, et leurs caractéristiques adhésives peuvent faciliter l’association avec les plastiques environnementaux. De plus, il existe des preuves que Ascaris les œufs adhèrent aux microsphères de polystyrène sous contrôle in vitro conditions, mettant ainsi en évidence le potentiel des helminthes à s’associer à la plastisphère.
Remarques finales
Des agents pathogènes eucaryotes ont été signalés dans la plastisphère principalement par des approches métagénomiques. Les futures études devraient caractériser la plastisphère et la capacité des pathogènes fongiques, helminthes et protozoaires à se transmettre de l’environnement à l’homme. De plus, établir la virulence des agents pathogènes eucaryotes dans la plastisphère est essentiel, car la détection d’un agent pathogène dans la plastisphère seule est insuffisante pour déduire un ou des risques pour la santé humaine.
