Caractérisation des dangers Clostridium perfringens et Clostridium difficile dans les filières bovine, porcine et volaille en abattoirs – ClostAbat

La méthodologie du projet a combiné des campagnes de terrain, des analyses microbiologiques et génomiques, ainsi que l’évaluation expérimentale de pratiques et de technologies de maîtrise afin d’étudier C. perfringens et C. difficile dans les filières bovine, porcine et avicole.

Les prélèvements ont été réalisés sur 18 mois, lors de huit à douze visites par filière, dans trois abattoirs représentatifs de chaque secteur, afin de tenir compte de la diversité des cheptels, de la saisonnalité et des conditions d’hygiène. Les échantillons comprenaient les fèces et les carcasses le long de la chaîne d’abattage, des morceaux de viande en découpe et des éléments de l’environnement de production (matériel, machines, surfaces, air), accompagnés de mesures de température, d’humidité et de vitesse de circulation de l’air pour caractériser les conditions physiques.

Chaque échantillon a fait l’objet d’un enrichissement suivi d’un isolement sur milieux spécifiques à chaque pathogène, permettant de détecter et d’isoler les colonies représentatives pour l’étude de leur diversité génétique et de leur potentiel de virulence. Les isolats confirmés ont été caractérisés : pour C. perfringens, le typage moléculaire et la détection des gènes codant pour les principales toxines ont été réalisés par PCR, et pour C. difficile, la détection des gènes de toxines a été effectuée par PCR, complétée par le ribotypage et l’établissement du profil de résistance aux antibiotiques. Ces données ont permis de sélectionner des souches représentatives pour l’analyse de la structure des populations et l’attribution des sources.

Les isolats sélectionnés ont été séquencés afin de caractériser la structure des populations et d’identifier la persistance éventuelle des souches dans les abattoirs, tandis que la diversité et la composition des communautés bactériennes de surface ont été étudiées par séquençage de l’ADNr 16S, pour déterminer la corrélation entre la présence des pathogènes et l’abondance d’autres taxons. Des modèles d’attribution génomique et de machine learning appliquées aux variations alléliques et à la présence/absence de gènes ont permis d’identifier l’origine des souches et les signatures génomiques d’adaptation à l’hôte.

Enfin, les pratiques à risque dans les abattoirs ont été évaluées et comparées aux mesures physiques relevées pour déterminer leur impact sur la contamination, la survie et la résistance des formes végétatives et sporulées. L’efficacité d’un traitement lumineux à base de LED a été testée sur surfaces et viandes contaminées, avec analyse des altérations cellulaires induites.

Cette approche intégrée a fourni une vision globale de la contamination, de la diversité et de la persistance des pathogènes, ouvrant la voie à des recommandations concrètes pour améliorer la sécurité des viandes.

Le projet ClostAbat avait pour objectif de mieux comprendre la présence, la diffusion et la persistance de deux bactéries d’intérêt sanitaire, Clostridium perfringens et Clostridioides difficile, dans les abattoirs français des filières bovine, porcine et avicole. Ces bactéries, naturellement présentes chez les animaux, peuvent contaminer les viandes et, dans certains cas, être responsables de maladies humaines.

Entre 2022 et 2023, près de 1 900 échantillons ont été prélevés dans neuf abattoirs représentatifs, sur les animaux (fèces), les carcasses et viandes, ainsi que dans l’environnement de production (surfaces, équipements et air). Cette approche complète a permis de suivre les contaminations tout au long de la chaîne d’abattage.

Les résultats montrent que Clostridium perfringens est très largement présent dans toutes les filières. Il est fréquemment détecté chez les animaux et dans les environnements d’abattoir, ce qui en fait un danger dit « structurel ». Toutefois, les souches isolées sont majoritairement peu virulentes pour l’Homme et la plupart des contaminations observées résultent de l’introduction répétée de bactéries par les animaux, plus que d’une installation durable dans les abattoirs. La contamination peut néanmoins se diffuser temporairement sur les surfaces, dans l’air et sur les viandes lorsqu’elle n’est pas correctement maîtrisée.

À l’inverse, Clostridioides difficile a été détecté beaucoup plus rarement. Il est absent en filière bovine, très peu présent en filière porcine et principalement observé en filière avicole. Les souches identifiées présentent une grande diversité génétique, mais ne montrent pas de persistance durable dans les abattoirs étudiés.

Le projet a également montré que les niveaux de contamination ne dépendent pas uniquement du portage des animaux, mais surtout des pratiques d’hygiène, de l’organisation des procédés et des conditions environnementales, en particulier l’humidité de l’air et la gestion des surfaces. Des expérimentations ont démontré que certaines conditions très humides favorisent la survie des bactéries, tandis que des approches innovantes, comme les traitements lumineux, peuvent réduire efficacement les formes actives de C. perfringens.

En conclusion, ClostAbat met en évidence que la maîtrise des contaminations en abattoir repose avant tout sur une bonne gestion de l’environnement et des pratiques professionnelles. Ces résultats fournissent des bases scientifiques solides pour améliorer la sécurité sanitaire des viandes, mieux protéger les consommateurs et accompagner les filières dans une démarche de prévention fondée sur l’approche « Une seule santé » (One Health).

Le projet ClostAbat ouvre plusieurs perspectives scientifiques, méthodologiques et opérationnelles majeures pour approfondir la compréhension et la maîtrise des bactéries sporulantes d’intérêt sanitaire dans les environnements d’abattoirs et, plus largement, tout au long de la chaîne alimentaire.

Sur le plan scientifique, les résultats soulignent la nécessité de poursuivre les travaux sur les mécanismes écologiques et biologiques de persistance et de dissémination de Clostridium perfringens et Clostridioides difficile, en intégrant plus finement les interactions entre ces bactéries, les microbiotes environnementaux, les surfaces, l’air et les paramètres physico‑chimiques tels que l’humidité. Le développement d’approches multi‑échelles reliant données génomiques, microbiologiques, environnementales et opérationnelles apparaît essentiel pour mieux expliquer la forte variabilité observée entre filières et entre établissements.

Sur le plan méthodologique, les outils et cadres analytiques développés dans ClostAbat, notamment les approches d’attribution des sources basées sur la génomique, l’analyse des microbiotes d’environnements à faible biomasse et les méthodes multivariées reliant profils de contamination et pratiques professionnelles, offrent un fort potentiel de réutilisation et d’extension. Ces outils pourraient être appliqués à d’autres agents pathogènes ou d’altération et transposés à d’autres contextes de production alimentaire. L’amélioration des stratégies d’échantillonnage et de la sensibilité analytique en milieux peu contaminés reste néanmoins un enjeu central pour les travaux futurs.

Au niveau opérationnel, le projet ouvre la voie au développement et à l’évaluation de stratégies intégrées de maîtrise des contaminations, combinant pratiques d’hygiène, gestion de l’environnement et technologies innovantes. Les résultats prometteurs obtenus avec les traitements lumineux, en particulier sur les formes végétatives de C. perfringens, justifient la poursuite d’études visant à évaluer leur efficacité, leur faisabilité et leur intégration dans des conditions industrielles réelles. À plus long terme, ClostAbat contribue à poser les bases nécessaires au développement de modèles prédictifs et d’outils d’aide à la décision, destinés à accompagner les acteurs des filières et les autorités sanitaires dans l’anticipation des situations à risque et la priorisation des actions de maîtrise.

Dans son ensemble, ces perspectives renforcent la pertinence d’une stratégie de prévention fondée sur l’approche « Une seule santé » (One Health), intégrant de manière cohérente les dimensions animale, environnementale et humaine dans une démarche durable de sécurité sanitaire des aliments.

Clostridium perfringens et Clostridioides difficile sont des bactéries pathogènes majeures impliquées dans les infections humaines. C. perfringens est de plus l’un des dangers bactériens identifiés dans les Guides de Bonnes Pratiques d'Hygiène et d'application des principes HACCP du maillon abattage-découpe des filières bovine, porcine et volaille. Les animaux étant porteurs sains de ces deux espèces dans leur tube digestif, les viandes animales sont des cibles privilégiées pour expliquer la survenue d’épisodes toxiques impliquant ces pathogènes. Sans que l'adéquation et la pertinence des mesures de maîtrises mises en place en abattoir et en découpe ne soient remises en cause, peu ou pas de données sont aujourd'hui disponibles en France sur l'importance de ces deux dangers au maillon abattoir et atelier de découpe.

Le projet ClostAbat réunit des partenaires académiques et des instituts techniques avec un large éventail de compétences en sciences des aliments et en clinique humaine afin de développer des connaissances et des outils d'aide à la décision pour permettre aux filières d’avoir une information objective sur l’importance de ces dangers en abattoirs/ateliers de découpe.

Ce projet permettra :
i) de déterminer le statut de contamination d’échantillons de lots de viandes provenant des filières porcines, bovines et volailles à l’égard des dangers C. perfringens et C. difficile à l’abattoir et d’envisager la corrélation entre les prévalences de portage digestif, de l’environnement de production et de contamination des carcasses et produits de découpe.
ii) de déterminer le potentiel pathogène des souches isolées pour l'homme ;
iii) d'identifier des marqueurs épidémiologiques permettant la traçabilité des isolats en fonction des filières animales ;
iv) de définir leur persistance en abattoir et la corrélation potentielle entre leur présence et l'abondance d'autres taxons bactériens dans les populations de surface ;
v) de déterminer l'importance relative des différentes voies de transmission (animale ou environnementale) et leur implication possible dans les maladies infectieuses chez l'homme ;
vi) de transférer les méthodologies utilisées pour le traitement des données aux instituts techniques pour la caractérisation et la surveillance des deux pathogènes dans les différents secteurs de la viande ;
vii) d’établir des recommandations en rédigeant des lignes directrices décrivant les stratégies à mener par les opérateurs afin de réduire efficacement leur implication dans la contamination et leur impact sur la Santé Publique ;
viii) de proposer une stratégie exploratoire alternative pour la gestion de ces dangers par le traitement à la lumière LED et évaluer son impact sur la qualité de la viande.

Le projet comporte 5 programmes de travail (WP) : Le WP1 concerne l'organisation de la collecte des échantillons dans les abattoirs en fonction des spécificités de chaque secteur, le WP2 vise à déterminer les fréquences de contamination dans les trois filières viande au regard des dangers C. perfringens et C. difficile, le WP3 a pour objectif de déterminer le potentiel pathogène des souches isolées pour l'Homme, le WP4 vise à identifier l’importance relative des filières au regard des deux dangers et le WP5 vise à investiguer la possibilité d'utiliser la lumière LED combinée à l'humidité relative/température pour détruire les spores de C. perfringens et C. difficile.

Ainsi, les opérateurs des filières viandes seront mieux à même de justifier l'adéquation et la pertinence des mesures de maîtrise mises en œuvre à l'égard des dangers liés à C. perfringens et C. difficile, et, si nécessaire, de les réexaminer et de diffuser des pratiques de prévention retenues.