ENSURED

Le projet ENSURED (Nouvelle stratégie ouverte de surveillance des impuretés dans les produits de fermentation microbienne des denrées alimentaires commercialisés : Compléments alimentaires et vitamines comme preuve de concept) financé par le service public fédéral Santé publique, Sécurité de la chaîne alimentaire et Environnement, est un projet coordonné par Sciensano et réalisé en collaboration avec le CRA-W, l’ILVO et le CER.  Il s’étend de mars 2023 à février 2026.

Contexte

Les produits issus de la fermentation microbienne, notamment les vitamines et les compléments alimentaires, sont largement consommés. Leur pureté est essentielle pour garantir la sécurité des consommateurs. Pourtant, plusieurs études ont révélé la présence d'impuretés biologiques inattendues, telles que des micro-organismes génétiquement modifiés (MGM), des bactéries porteuses de gènes de résistance aux antibiotiques ou encore des allergènes non déclarés.

Les méthodes de contrôle traditionnelles ciblent généralement des contaminants prédéfinis et nécessitent le recours à différentes techniques analytiques. Le projet ENSURED vise à dépasser ces limites en développant des approches innovantes permettant une détection plus large des impuretés biologiques, y compris celles qui ne sont pas recherchées a priori.

Objectifs

Le projet ENSURED a pour objectif de développer et d'évaluer une stratégie analytique combinant des méthodes génomiques et protéomiques, ciblées et non ciblées, pour identifier les impuretés biologiques dans les produits issus de la fermentation microbienne.

Le projet vise également à évaluer les performances des différentes méthodes et à dresser un premier état des lieux des contaminations biologiques présentes dans les compléments alimentaires commercialisés en Belgique.

Matériel et méthode

Sciensano et le CRA-W se sont focalisés sur les méthodes génomiques, l’ILVO et le CER sur les méthodes protéomiques. Le CRA-W a proposé une méthode de séquençage à haut débit ciblé reposant sur la technologie de capture et d'enrichissement de séquences d'ADN (SureSelect, Agilent Technologies), couplée au séquençage Illumina MiSeq.

Le panel  de sondes de capture développé comprend des cibles associées à des espèces végétales, notamment des plantes allergènes et une espèce toxique, ainsi que des séquences caractéristiques de micro-organismes génétiquement modifiés, telles que des gènes de résistance aux antibiotiques et des éléments génétiques associés à la production de riboflavine (vitamine B2).

Un outil bioinformatique spécifique a également été mis en place pour identifier les séquences détectées, évaluer leur couverture du gène par le séquençage et indiquer les gènes détectés.

En parallèle, Sciensano a développé une approche de métagénomique non ciblée permettant d'exploiter les séquences ADN issues des échantillons. L'ILVO a développé une approche de métaprotéomique pour rechercher des protéines d'origine biologique, notamment des allergènes, tandis que le CER a mis en œuvre des méthodes ciblées pour la détection des allergènes, des mycotoxines et du gluten.

Ces approches ont été évaluées sur des échantillons modèles, puis appliquées à une étude pilote portant sur 121 compléments alimentaires collectés sur le marché belge.

Résultats

Les travaux du CRA-W ont démontré le potentiel de la technologie de capture ciblée couplée au séquençage à haut débit pour rechercher simultanément de nombreuses impuretés génétiques dans des matrices complexes.

Les essais réalisés sur des échantillons modèles à faible teneur en ADN ont permis de détecter la plupart des cibles recherchées, notamment des séquences végétales et des éléments associés aux micro-organismes génétiquement modifiés. Certaines limites ont néanmoins été observées, soulignant la nécessité de poursuivre l'optimisation du panel et l'évaluation de sa sensibilité.

Les travaux complémentaires des partenaires ont permis de mettre en évidence la pertinence d'une approche combinant plusieurs technologies analytiques.

L'étude de surveillance pilote a révélé qu'environ 45 % des 121 produits analysés présentaient au moins un signal associé à une préoccupation potentielle pour la sécurité alimentaire. Les impuretés identifiées comprenaient notamment des micro-organismes viables porteurs de gènes de résistance aux antibiotiques ou de gènes associés à la production de toxines, des allergènes potentiellement non déclarés, des mycotoxines et des éléments génétiques associés à des micro-organismes génétiquement modifiés.

Conclusions

Le projet ENSURED a démontré l'intérêt de combiner des approches génomiques et protéomiques, ciblées et non ciblées, pour améliorer la surveillance des impuretés biologiques dans les compléments alimentaires.

La contribution du CRA-W a permis de démontrer la faisabilité d'une approche de séquençage ciblé multiplexé, capable de rechercher simultanément un large éventail de séquences génétiques d'intérêt. Cette technologie constitue un outil complémentaire aux méthodes conventionnelles de PCR et aux approches métagénomiques non ciblées.

Les résultats soulignent également l'importance de disposer de méthodes adaptées aux matrices analysées et de combiner différentes approches pour améliorer la fiabilité de l'identification des contaminants.

Perspectives

Les perspectives concernent principalement l'amélioration de la sensibilité et de la robustesse de la méthode de séquençage ciblé développée par le CRA-W, ainsi que l'élargissement du panel de séquences recherchées.

L'intégration de cette approche dans une stratégie de surveillance combinant screening génomique et protéomique et analyses de confirmation pourrait contribuer à renforcer les contrôles de qualité et la sécurité des produits alimentaires.

À plus long terme, les outils développés dans ENSURED pourraient être adaptés à d'autres matrices alimentaires et aux aliments pour animaux, afin de détecter plus efficacement des contaminants biologiques inattendus.

Partenariat