Peut-on trouver des bactéries dans les bouteilles d’eau réutilisables ?

Temps de lec­ture : 8 minutes

Les bou­teilles d’eau réuti­li­sables sont deve­nues un usten­sile à la mode et per­mettent d’a­gir pour limi­ter l’u­ti­li­sa­tion de leurs équi­va­lents à usage unique. Ces bou­teilles réuti­li­sables pré­sentent de nom­breux avan­tages mais qu’en est-il d’un point de vue micro­bio­lo­gique ? Ces bou­teilles sont-elles plus propres ou plus sales que celles à usage unique ? Peut-on trou­ver des micro-orga­nismes patho­gènes dans ces bouteilles ?

D’où viennent les bactéries trouvées dans les bouteilles ?

Avant son ouver­ture, une bou­teille d’eau miné­rale ou de bois­sons contient natu­rel­le­ment, en très faible quan­ti­té, des bac­té­ries pro­ve­nant des sources de pom­pages et des usines de condi­tion­ne­ments [1 ; 2]. Ces bac­té­ries n’ont pas d’ef­fets néfastes sur la bois­son ou sur les consom­ma­teurs. On trouve éga­le­ment des bac­té­ries, en faible quan­ti­té, dans l’eau du robinet.

Par contre après l’ou­ver­ture d’une bou­teille, de nom­breuses bac­té­ries peuvent conta­mi­ner la bois­son [3]. Il s’a­git par exemple du cas des bac­té­ries pré­sentes dans l’air et celles de la salive lorsque l’on porte la bou­teille à la bouche. L’ouverture d’une bou­teille avec des mains sales peut aus­si conduire à une conta­mi­na­tion du liquide par des bactéries.

Que deviennent les bactéries dans la bouteilles ?

Une fois ren­trée dans la bou­teille, la crois­sance bac­té­rienne va dépendre de plu­sieurs fac­teurs dont notam­ment la com­po­si­tion du liquide [3]. Des bois­sons avec un pH acide comme les sodas et colas peuvent inhi­ber la crois­sance bac­té­rienne. Au contraire la pré­sence de vita­mines, de sucres et d’autres nutri­ments peuvent favo­ri­ser la crois­sance, des bac­té­ries, dans la bois­son. Dans une bois­son, plu­sieurs para­mètres peuvent influen­cer en même temps. Par exemple, le sucre pré­sent dans les colas est favo­rable à la crois­sance des bac­té­ries mais l’ef­fet néga­tif du pH acide est plus important. 

Plusieurs fac­teurs vont influer sur la crois­sance bac­té­rienne dans une bois­son. E. cola est une marque fic­tive de cola pré­sente dans l’univers des jeux vidéos Grand Theft Auto déve­lop­pés par Rockstar Games. Cette maque est une réfé­rence à la bac­té­rie Escherichia coli (E. coli) qui est impli­quée dans des infec­tions alimentaires.

La tem­pé­ra­ture est un autre fac­teur impor­tant lors de la crois­sance bac­té­rienne dans une bois­son. De façon géné­rale, plus la tem­pé­ra­ture aug­mente et plus les bac­té­ries se mul­ti­plient vites. Cela jus­qu’à atteindre une tem­pé­ra­ture opti­mum puis dimi­nuer une fois qu’elle est dépas­sée. La réfri­gé­ra­tion de la bois­son, va réduire sa tem­pé­ra­ture et ain­si dimi­nuer la vitesse de crois­sance des bac­té­ries. Si la bois­son est lais­sées à tem­pé­ra­ture ambiante (15 à 20 °C envi­ron), des bac­té­ries peuvent s’y déve­lop­per en quelques heures [3].

Variation de la vitesse de crois­sance d’une bac­té­rie (Salmonella typhi­mu­rium), ren­con­trée lors d’in­fec­tions ali­men­taires, en fonc­tion de la tem­pé­ra­ture [4].

La plu­part du temps, cette crois­sance bac­té­rienne est invi­sible à l’œil nu. Dans cer­tains cas, elle se tra­duit par l’ap­pa­ri­tion d’un trouble dans le liquide ou la pré­sence d’un pré­ci­pi­té. L’apparition d’un bio­film peut être obser­vé si les micro-orga­nismes se fixent sur les sur­faces à l’in­té­rieur de la bouteille.

La crois­sance des bac­té­ries ne signi­fie par for­cé­ment un dan­ger pour la consom­ma­tion. De nom­breuses bac­té­ries sont inof­fen­sives pour les êtres humains. D’autres bac­té­ries peuvent seule­ment modi­fier le goût des bois­sons (pro­prié­tés orga­no­lep­tiques) sans entrai­ner de risques pour la consom­ma­tion. Néanmoins, cer­taines bac­té­ries sont patho­gènes et peuvent engen­drer une infec­tion lors de leur ingestion.

Découverte d’une bactérie pathogène dans une bouteille d’eau réutilisable

Dans le cadre d’un pro­jet de science par­ti­ci­pa­tif, une bac­té­rie poten­tiel­le­ment patho­gène a été décou­verte dans une bou­teille d’eau réuti­li­sable. Ce pro­jet appe­lé Swab and send, et tra­dui­sible en fran­çais par “écou­villon­ner et envoyer”, vise à décou­vrir de nou­veaux anti­bio­tiques. Les citoyens sont invi­tés à écou­villon­ner des objets du quo­ti­dien puis à envoyer les écou­villons à un labo­ra­toire uni­ver­si­taire. Les bac­té­ries ou moi­sis­sures sont ensuite culti­vées puis la pro­duc­tion d’anti­bio­tiques est tes­tée. Plus d’in­for­ma­tions sont dis­po­nibles sur le site inter­net et via le has­tag twit­ter #swa­band­send asso­ciés à ce projet.

La pro­duc­tion d’anti­bio­tiques est tes­tée vis-à-vis des bac­té­ries Micrococcus luteus, Escherichia coli, Staphylococcus aureus et les levures Candida auris et Candida albi­cans.

Parmi les micro-orga­nismes reçus dans le cadre de cette étude, une bac­té­rie a été iso­lée d’une bou­teille d’eau réuti­li­sable. L’analyse de son ADN a per­mis d’i­den­ti­fier cette bac­té­rie comme appar­te­nant à l’es­pèce Klebsiella gri­mon­tii [5].

Le nom de l’es­pèce gri­mon­tii est un hom­mage à Patrck Grimont, un micro­bio­lo­giste fran­çais qui a tra­vaillé sur la taxo­no­mie de Klebsiella.

Les bac­té­ries du genre Klebsiella sont trou­vées géné­ra­le­ment dans l’en­vi­ron­ne­ment (eau, sols, …) ain­si que dans le tube diges­tif et le sys­tème res­pi­ra­toire d’a­ni­maux [5 ; 6]. Ces bac­té­ries pré­sentes dans le micro­biome intes­ti­nale peuvent être des patho­gènes oppor­tu­nistes. C’est-à-dire qu’elles deviennent patho­gènes lorsque les condi­tions sont favo­rables pour elles, mais qu’elles sont inof­fen­sives le reste du temps. Les Klebsiella patho­gènes sont impli­quées dans l’in­fec­tion de plaies, des colites hémor­ra­giques asso­ciées aux anti­bio­tiques et des bac­té­rié­mies. La viru­lence de ces bac­té­ries peut s’ex­pli­quer par la pré­sence d’une cap­sule et la pro­duc­tion de toxines.

Klebsiella grimontii SS141, est-elle pathogène ?

Dans cette étude, les auteurs n’ont pas tes­té direc­te­ment si la bac­té­rie décou­verte est capable d’in­fec­ter un corps humain. Par contre, L’analyse de sa séquence d’ADN a per­mis de détec­ter les gènes inter­ve­nant dans la pro­duc­tion d’une toxine appe­lée kle­boxy­my­cine [6]. Cette toxine per­met­trait à cette bac­té­rie “d’at­ta­quer” les cel­lules de l’intestin.

La kle­boxy­myxine est une toxine, pro­duite par cer­taines Klebsiella et qui s’at­taque aux cel­lules de l’intestin.

De plus elle pos­sède quatre gènes de résis­tances aux anti­bio­tiques de la famille des bêta-lac­tame tel que la péni­cil­line. Cela est confir­mé en obser­vant la crois­sance de cette bac­té­rie lors­qu’elle est culti­vée avec ces anti­bio­tiques. Cette résis­tance à un anti­bio­tique ren­drait plus dif­fi­cile les trai­te­ments contre cette bactérie.

La com­pa­rai­son du génome de cette bac­té­rie avec celui d’autres souches patho­gènes de Klebsiella indique des simi­li­tudes. Ces indices laissent donc envi­sa­ger que cette bac­té­rie pour­rait être patho­gène.

Comment cette bactérie s’attache aux parois des bouteilles ?

Lorsque des bac­té­ries se fixent à une sur­face, elles peuvent s’en­tou­rer d’une sub­stance vis­queuse, appe­lée bio­film. Cela per­met aux bac­té­ries de se main­te­nir sur la sur­face et leur four­nit une pro­tec­tion vis-à-vis de l’en­vi­ron­ne­ment. La plaque den­taire qui se forme autour des dents est un exemple de bio­film.

Schéma d’un bio­film se for­mant sur la sur­face en plas­tique d’une bou­teille. Le bio­film peut être invi­sible à l’œil nu. Sa for­ma­tion est favo­ri­sée par la pré­sence de micro-fis­sures dans le plastique.

Les scien­ti­fiques anglais ayant décou­vert Klebsiella gri­mon­tii SS141, ont réa­li­sés des expé­riences pour voir si cette bac­té­rie arrive à for­mer un bio­film et se fixer sur des sur­faces. Les résul­tats indiquent que cette bac­té­rie est capable de pro­duire des bio­films sur des plas­tiques comme le poly­pro­py­lène (uti­li­sé dans les bou­teilles) ou le polystyrène.

Perspectives de l’étude

Cette étude rap­pelle que des bac­té­ries peuvent être trou­vées dans des bois­sons et des bou­teilles et même s’y déve­lop­per. Surtout si la bou­teille est réuti­li­sée plu­sieurs fois de suite sans net­toyage. Bien que la majo­ri­té de ces bac­té­ries soient inof­fen­sives cer­taines comme celle décrite dans cet article peuvent s’a­vé­rer patho­gènes.

Il y a encore peu d’é­tudes de micro­bio­lo­gie sur les bou­teilles d’eau réuti­li­sables [7 ; 8]. Cette étude y remé­die et rap­pelle l’im­por­tance de l’hy­giène concer­nant les bou­teilles d’eau réutilisables.

Quelques conseils par rapports aux bouteilles d’eau réutilisables

Avant l’a­chat d’une bou­teille d’eau :

- Choisir une bou­teille avec une ouver­ture faci­li­tant l’ac­cès à l’in­té­rieur et le nettoyage.

- Choisir une bou­teille en verre ou en métal plu­tôt qu’en plas­tique. En effet, des expé­riences ont mon­tré que les bac­té­ries forment plus faci­le­ment un bio­film sur une sur­face en plas­tique que sur du métal ou du verre [9]. Cela est notam­ment dû à la pré­sence de micro-fis­sures dans les sur­faces en plas­tique qui per­mettent aux micro-orga­nismes de s’y développer.

- Certaines bou­teilles d’eau dis­posent d’un filtre à l’in­té­rieur pour limi­ter l’in­ges­tion de bac­té­ries. Cependant, à ma connais­sance, aucune étude scien­ti­fique n’a encore com­pa­ré l’ef­fi­ca­ci­té de ces bou­teilles à celle sans filtres. Des toxines pro­duites par des bac­té­ries pour­raient pas­ser à tra­vers les pores du filtres.

Schéma d’une bou­teille réuti­li­sable avec un filtre pour limi­ter l’in­ges­tion de bac­té­ries. Elles sont pro­po­sées notam­ment pour boire l’eau de sources ou de rivières lors de ran­don­nées. Elles per­mettent de réduire le risque microbiologique.

Lors de l’u­ti­li­sa­tion de la bou­teille d’eau :

- Consommer le plus rapi­de­ment pos­sible une bois­son après son ouver­ture [3].

- Conserver la bou­teille d’eau réuti­li­sable au fri­go tant qu’elle est remplie.

- Nettoyer la bou­teille entre les utilisations.

- Ne pas lais­ser trai­ner une bou­teille à moi­tié enta­mée avec une bois­son dedans

Référence de l’étude

Hubbard, A. T. M., Newire, E., Botelho, J., Reiné, J., Wright, E., Murphy, E. A., Hutton, W., & Roberts, A. P. (2020). Isolation of an antimicrobial-​resistant, biofilm-​forming, Klebsiella gri­mon­tii iso­late from a reu­sable water bot­tle. Microbiology Open. doi:10.1002/mbo3.1023 (lien)


Bibliographie com­plé­men­taire

[1] Leclerc, H., & Moreau, A. (2002). Microbiological safe­ty of natu­ral mine­ral water. FEMS Microbiology Reviews, 26(2), 207222. (lien)

[2] Loy A, Beisker W, & Meier H. Diversity of bac­te­ria gro­wing in natu­ral mine­ral water after bot­tling. Appl Environ Microbiol. 2005;71(7):36243632. doi:10.1128/AEM.71.7.36243632.2005 (lien)

[3] Watanabe, M., Ohnishi, T., Araki, E., Kanda, T., Tomita, A., Ozawa, K., Goto, K., Konuma, H., & Hara-Kudo, Y. (2014). Characteristics of bac­te­rial and fun­gal growth in plas­tic bot­tled beve­rages under a consu­ming condi­tion model. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 49(7), 819826. (lien)

[4] Oscar, T. P. (2002). Development and vali­da­tion of a ter­tia­ry simu­la­tion model for pre­dic­ting the poten­tial growth of Salmonella typhi­mu­rium on cooked chi­cken. International Journal of Food Microbiology, 76(3), 177190. doi:10.1016/s0168-1605(02)000259 (lien)

[5] Passet, V., & Brisse, S. (2018) Description of Klebsiella gri­mon­tii sp. nov. Int J Syst Evol Microbiol.;68(1):377381. doi:10.1099/ijsem.0.002517 (lien)

[6] Tse, H., Gu, Q., Sze, K. H., et al. (2017). A tri­cy­clic pyr­ro­lo­ben­zo­dia­ze­pine pro­du­ced by Klebsiella oxy­to­ca is asso­cia­ted with cyto­toxi­ci­ty in anti­bio­tic-asso­cia­ted hemor­rha­gic coli­tis. J Biol Chem.;292(47):1950319520. doi:10.1074/jbc.M117.791558 (lien)

[7] Liu, H., & Liu, Q. (2017). Rapid micro­bial growth in reu­sable drin­king water bot­tles, Annals of Civil and Environmental Engineering.1, 055062. doi:10.29328/journal.acee.1001007 (lien)

[8] Sun, X., Kim, J., Behnke, C., Almanza, B. A., Greene, C., Miller, J. D., & Schindler, B. D. (2017) The clean­li­ness of reu­sable water bot­tles : How conta­mi­na­tion levels are affec­ted by bot­tle usage and clea­ning beha­viors of bot­tle owners. Food pro­tec­tion trends. 37(6):392402 (lien)

[9] Rogers, J., Dowsett, A. B., Dennis, P. J., Lee, J. V., & Keevil, C. W. (1994) Influence of plum­bing mate­rials on bio­film for­ma­tion and growth of Legionella pneu­mo­phi­la in potable water Systems. Appl Environ Microbiol. 60(6):18421851. (lien)

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