Menace des superbactéries : la crise cachée du plastique dans l'agriculture menace notre approvisionnement alimentaire

Par Université de l’Illinois25 août 2023

La forte dépendance de l’agriculture moderne aux plastiques a conduit à la présence généralisée de micro et nanoplastiques dans les sols agricoles. Des chercheurs de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign préviennent que ces plastiques pourraient favoriser la présence de bactéries résistantes aux antibiotiques dans notre approvisionnement alimentaire.

L’agriculture moderne, comme toutes les industries, est fortement dépendante du plastique. Pensez au paillis de plastique qui orne les plates-bandes de légumes, aux canaux en PVC qui gèrent le ruissellement des eaux des champs, aux boucliers en polyéthylène pour les tunnels hauts et aux contenants en plastique pour les semences, les engrais et les herbicides, entre autres. Une étude récente menée par des chercheurs de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign souligne que ces plastiques sont désormais largement dispersés dans les sols agricoles sous forme de microplastiques et de nanoplastiques.

Ce n'est pas nécessairement nouveau ; des microplastiques ont été trouvés dans presque tous les écosystèmes et organismes de la Terre. Le problème, selon les chercheurs du Collège des sciences de l’agriculture, de la consommation et de l’environnement (ACES), est que les micro et nanoplastiques présents dans les sols agricoles pourraient contribuer au développement de bactéries résistantes aux antibiotiques et se retrouver facilement dans notre approvisionnement alimentaire.

"Le plastique lui-même n'est peut-être pas très toxique, mais il peut agir comme un vecteur de transmission de bactéries pathogènes et résistantes aux antimicrobiens dans la chaîne alimentaire", a déclaré l'auteur de l'étude Jayashree Nath, chercheur postdoctoral au Département des sciences alimentaires et de la nutrition humaine de l'ACES. « Ce phénomène n’est pas très connu des gens, nous avons donc voulu le sensibiliser. »

Si le lien entre les microplastiques et la résistance aux antibiotiques est loin d’être évident, voici comment il fonctionne. Premièrement, les plastiques sont un excellent adsorbant. Cela signifie que les substances chimiques et les organismes microscopiques adorent adhérer au plastique. Les produits chimiques qui se déplaceraient normalement rapidement dans le sol – comme les pesticides et les métaux lourds – restent et se concentrent lorsqu’ils entrent en contact avec des plastiques. De même, les bactéries et autres micro-organismes naturellement présents dans le sol se rassemblent préférentiellement sur les surfaces stables des microplastiques, formant ce que l’on appelle des biofilms.

Des fragments microplastiques comme ceux-ci, isolés du sol agricole de l’Illinois, peuvent fournir aux bactéries pathogènes le substrat idéal pour développer une résistance aux antibiotiques et transférer les gènes associés aux bactéries voisines. Un nouvel article de synthèse de l’Université de l’Illinois appelle à des études plus approfondies pour clarifier l’interaction entre les microplastiques et les microbes là où nos aliments sont cultivés. Crédit : Jayita De et Pratik Banerjee, Université de l'Illinois

Lorsque les bactéries rencontrent des substances chimiques inhabituelles dans leur nouveau port d’attache, elles activent des gènes de réponse au stress qui les aident également à résister à d’autres produits chimiques, y compris, parfois, aux antibiotiques. Lorsque des groupes de bactéries s’attachent à la même surface, elles ont l’habitude de partager ces gènes via un processus appelé transfert horizontal de gènes. Les nanoplastiques, qui peuvent pénétrer dans les cellules bactériennes, présentent un type de stress différent, mais ce stress peut avoir le même résultat.

« Les bactéries développent des mécanismes génétiques pour faire face au stress depuis des millions d’années. Le plastique est un nouveau matériau que les bactéries n'ont jamais vu dans la nature, elles évoquent donc maintenant ces outils génétiques pour faire face à ce stress », a déclaré le co-auteur Pratik Banerjee, professeur agrégé au FSHN et spécialiste de l'extension de l'Illinois. « Nous avons également montré que les bactéries peuvent devenir plus virulentes en présence de plastique, en plus de devenir plus résistantes aux antimicrobiens. »

Le transfert de gènes entre bactéries sur des microplastiques a été documenté dans d’autres environnements, notamment l’eau. Jusqu’à présent, le phénomène n’est qu’hypothétique dans les sols agricoles, mais cela ne veut pas dire qu’il ne se produit pas. Nath et Banerjee mènent actuellement des études en laboratoire pour documenter le transfert de gènes.

"Le sol est un domaine sous-étudié dans ce domaine", a déclaré Banerjee. « Nous avons l'obligation de comprendre ce qui se passe dans le sol, car ce que nous soupçonnons et ce que nous craignons, c'est que la situation dans le sol pourrait être encore pire que dans l'eau.