Développement de la spectrométrie de masse MALDI -TOF pour l'identification des champignons filamenteux d'intérêt alimentaire et étude de leur résistance aux molécules biocides

Development of MALDI-TOF MS to identify filamentous fungi and study of their resistance towards biocidal molecules

• Auteur / Autrice : Laura Quero
• Direction : Jérôme Mounier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 21/12/2018
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Écologie Géosciences Agronomie Alimentation (Rennes ; 2016-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire universitaire de biodiversité et écologie microbienne
• Jury : Président / Présidente : Emmanuel Coton
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jérôme Mounier, Emmanuel Coton, Sabine Galindo, Jean-Denis Bailly, Patrice Nodet, Victoria Girard, Anne-Gaëlle Ranc
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Sabine Galindo, Jean-Denis Bailly

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectrométrie de masse

Aliments -- Altération

Champignons microscopiques

Mots clés libres

Moisissures d’altération

Identification

Spectrométrie de masse MALDI-TOF

Complexes d’espèces

Néphélométrie laser

Croissance

Food spoilage fungi

Identification

Typing

MALDI-TOF

Laser nephelometry

Growth

Résumé

Les moisissures d’altération sont à l’origine de pertes alimentaires et économiques importantes et certaines espèces peuvent présenter un danger pour la santé humaine et animale avec la production de mycotoxines. Dans ce contexte, la maîtrise de la qualité et de la sécurité des aliments passe par une bonne connaissance des espèces impliquées. Cette connaissance repose sur une identification fiable et rapide et l’obtention d’informations sur les facteurs abiotiques impactant leur développement, tels que les conservateurs, largement utilisés dans l’industrie. Dans ce cadre, les objectifs de thèse étaient de développer l’utilisation de la spectrométrie de masse MALDI-TOF pour l’identification des moisissures et d’évaluer son application à la résolution de complexe d’espèces et au typage, et enfin d’évaluer la néphélométrie laser pour mesurer en haut-débit leur croissance en présence de conservateurs. Dans un premier temps, une base de données robuste a été construite avec près de 6500 spectres correspondant à 136 espèces fongiques. Dans un deuxième temps, la technique MALDI-TOF a été appliquée avec succès à la différenciation de 23 espèces du complexe Aspergillus section Flavi et a permis de différencier des isolats de Penicillium roqueforti appartenant à 3 populations génétiquement différenciées. Enfin, la néphélométrie laser a permis un suivi haut-débit de la croissance de 14 espèces fongiques d’altération en présence de 3 conservateurs et ainsi d’obtenir des informations sur les concentrations minimales inhibitrices de ces derniers. Ces travaux ont démontré l’applicabilité de techniques alternatives permettant d’identifier et de caractériser les moisissures d’altération.

Spoilage fungi represent a major cause of food and economic losses and certain species, which may produce mycotoxins, may also pose a threat to human and animal health. Thus, food safety and quality management relies notably on a good knowledge of the involved species. This knowledge is notably based on their fast and reliable identification and on the study of abiotic factors affecting their growth such as food preservatives, which are commonly used in the food industry. In this context, the objectives of this PhD. thesis were to develop MALDI-TOF mass spectrometry for mold identification and to evaluate its potential for species complex differentiation and strain typing, and finally, to evaluate the use of laser nephelometry to monitor fungal growth in the presence of food preservatives.First, a robust database was developed with 6500 spectra corresponding to 136 spoilage fungi. Then, MALDI-TOF MS was successfully applied to differentiate 23 species of Aspergillus section Flavi and Penicillium roqueforti isolates belonging to 3 genetically distinct populations.Finally, in 14 fungal species, laser nephelometry allowed a high-throughput monitoring of their growth after exposition to 3 different food preservatives and the determination of their associated minimal inhibitory concentrations.Overall, the obtained results demonstrate the usefulness of alternative techniques for identification and characterization of food spoilage fungi.