Soutenance mémoire
Dans les pays développés, le germe Campylobacter est reconnu comme l’une des causes habituelles de gastro-entérite humaine depuis son identification par Skirrow en 1977 (Skirrow, 1977). Il est l’un des premiers pathogènes responsable des infections entériques d’origine zoonotique (WHO, 2001). Les réservoirs de ces bactéries sont les volailles et d’autres animaux d’élevages, qui occasionnent la contamination de plusieurs catégories de denrées alimentaires. Le contact direct avec les animaux et l’ingestion des aliments souillés sont considérés comme les principales voies de transmission de l’infection à l’homme (Georges-Courbot et al., 1990; WHO, 2001; Coker et al., 2002). Cependant, d’autres voies de contamination existent et ne doivent pas être négligées. D’une manière générale, l’eau de consommation souillée est considérée également comme l’une des sources de campylobactérioses, d’après l’agence française de sécurité sanitaire des aliments (Colin, 2006).
L’existence de Campylobacter spp. dans les milieux aquatiques fut l’objet d’études dans de nombreux cas. En Angleterre, un réseau fluvial traversant les zones rurales et urbaines fut contaminé par ce germe (Bolton et al., 1987 ; Jones et al., 1999). En Nouvelle Zélande, la présence de la bactérie a été révélée dans les eaux de rivières (Savill et al.,2001 ; Eyles et al., 2003 ; Devane et al., 2005). Et aux Etats-Unis, les eaux de montagnes et de rivières ont été échantillonnées pour déterminer la distribution et l’écologie du germe Campylobacter (Carter et al., 1987; Vereen et al., 2007). Pour le cas de Madagascar, aucune étude antérieure n’a été faite sur la recherche de cette bactérie dans les eaux. Il a été mentionné également que la potabilité de l’eau dans la Grande Ile est insuffisante dans les zones rurales (Vicens & Coulanges, 1982).
Généralités sur le germe
Les généralités traitent les aspects descriptifs, systématiques, écologiques et épidémiologiques de la bactérie Campylobacter.
Description et caractéristiques
Position taxonomique du germe
Règne : Bacteria
Embranchement : Proteobacteria
Classe : ε-Proteobacteria
Ordre : Campylobacterales
Famille : Campylobacteraceae
Genre : Campylobacter .
La classification a été prélevée dans la 2nde édition du Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology (Garrity et al., 2004). L’embranchement des Protéobactéria est le groupe le plus important et le plus diversifié du règne Bacteria (Prescott et al., 1999). Ce règne fut défini par une différence fondamentale de ces microorganismes, en étant des cellules procaryotes (Batzing, 2002). Les ε Proteobacteria sont caractérisés par des bacilles à Gram négatif pouvant être incurvées ou hélicoïdales. Cet embranchement est déterminé par la présence d’une protéine spécifique ribosomiale propre aux ε-Proteobacteria (Gupta, 2006). Ce groupe comprend un seul ordre, Campylobacterales. Ce dernier est formé par deux familles : Campylobacteraceae et Helicobacteraceae, dont les caractéristiques sont une croissance en microaérophilie et une mobilité distinctive (Batzing, 2002). Le germe Campylobacter avec les genres Acrobacter et Sulfurospirillum forment la famille des Campylobacteraceae (Vandamme et al., 1991). Certains Campylobacter sont dits thermotolérants dont la température requise pour leur croissance est comprise entre 30°C et 48°C ; avec une température de croissance optimale égale à 42°C (Vandamme et al., 1991). Ce groupe comprend les espèces Campylobacter jejuni, Campylobacter coli, Campylobacter upsaliensis et Campylobacter lari .
Description du germe
Campylobacter est une bactérie, ayant entre 0.2 µm et 0.8 µm de large et 0.5 µm à 5 µm de long, à coloration Gram négative dont la morphologie est spiralée ou incurvée ; leur mobilité en vol de moucheron est caractéristique grâce à un flagelle situé à chaque extrémité des pôles (Prescott et al.,1999). Un taux de 2 à 10 % d’oxygène, 5 à 10 % de dioxyde de carbone, (et si possible 5 à 9 % d’hydrogène) est nécessaire pour sa croissance optimale, ainsi qu’une température comprise entre 37°C et 42° C (Vandamme et al., 1991), d’où l’appellation de Campylobacter thermotolérant.
Caractères biochimiques
Le germe Campylobacter est une bactérie à oxydase positive, une des particularités des bacilles à Gram négatif. La réaction d’oxydase met en évidence la capacité de la bactérie à oxyder la forme réduite incolore de dérivés méthylés du paraphénylène diamine, en leur forme oxydée produisant une couleur violacée . La recherche de cette oxydase consiste à déceler la présence d’un enzyme de la chaine respiratoire qui est le cytochrome-oxydase (Prescott et al., 1999). C’est également une bactérie qui possède une enzyme, la catalase qui décompose le peroxyde d’hydrogène (H2O2) en oxygène et de l’eau (H2O + ½ O2) (Prescott et al., 1999). Elle réagit au contact de l’eau oxygénée en produisant des bulles d’oxygènes . Ce germe ne fermente ni n’oxyde les hydrates de carbones (CH2O), leur physiologie ne nécessite pas l’assimilation du sucre et ne le métabolise pas (Prescott et al., 1999).
Pouvoir pathogène du germe
Les bactéries du genre Campylobacter sont des microorganismes connus comme agents responsables de diarrhées. Les espèces Campylobacter jejuni et Campylobacter coli sont actuellement reconnues comme une des principales causes d’entérite aiguë (Skirrow, 1977). L’infection se manifeste chez 68% des enfants lors d’une étude de la place des Campylobacter dans les diarrhées infectieuses de l’enfant (Labenne et al., 1991). Ce germe fut décrit réellement comme pathogène alimentaire dans les années 77 (Skirrow, 1977). La plupart des espèces de Campylobacter sont assez peu pathogènes pour les animaux qui les hébergent généralement de manière asymptomatique. Mais ils peuvent toutefois être responsables d’avortements chez les ruminants et de troubles digestifs chez le porc, les oiseaux et même les carnivores domestiques. A l’origine d’infection diarrhéique chez les humains, cette bactérie figure parmi les premiers pathogènes responsables de maladies gastro-intestinales dans le monde (Tauxe, 1992). Sa virulence est redoutée et fait l’objet de surveillance sanitaire dans les pays développés.
Manifestation clinique
La maladie humaine la plus fréquemment observée est une entérite aiguë, causée par une infection intestinale, pouvant se compliquer par une bactériémie. La présentation clinique diffère selon l’espèce. C. fetus est l’espèce majoritaire en France (Pacanowski et al., 2010). En comparaison avec les patients présentant une bactériémie à C. jejuni ou à C. coli, ceux avec une bactériémie à C. fetus sont plus souvent des hommes, âgés (Pacanowski et al., 2010). La durée d’incubation est comprise entre 2 et 10 jours (Prescott et al., 1999). L’infection entérique se manifeste particulièrement par des diarrhées (90 % des cas), des douleurs abdominales, des selles sanguinolentes, de la fièvre et parfois des nausées et des vomissements (Colin, 2006). La plupart des toxi-infections alimentaires collectives liées à Campylobacter spp. sont associées à la consommation d’eau, d’aliments ou de lait cru contaminés. Chez les enfants, un syndrome de Guillain-Barré est souvent observé ; cette pathologie est une inflammation de plusieurs nerfs qui survient subitement et de façon transitoire due à un mécanisme d’agression de ces nerfs par les anticorps propres à l’organisme.
Habitat du germe
Le germe Campylobacter a pour hôte réservoir les animaux à sang chaud tels que les volailles et les animaux d’élevages (Prescott et al., 1999). Il semble que leur niche écologique soit constituée par le tube digestif de ces animaux. Ces bactéries réussissent à coloniser la muqueuse intestinale d’un large éventail d’hôtes, aviaires et mammaliens, y compris les humains et éventuellement des appareils reproducteurs chez les bovins pour certaines espèces de Campylobacter fetus responsable d’avortements. En général, cette colonisation est, soit un commensalisme comme dans les oiseaux, soit à l’origine d’un syndrome infectieux chez les humains. Bien que Campylobacter ne croisse pas en dehors de l’hôte, il peut rester viable pendant quelques périodes dans l’eau, dans les aliments ; dans ces conditions, ces microorganismes s’adaptent à de nombreuses contraintes environnementales. Une étude menée en Nouvelle Zélande a montré que les écosystèmes d’eau douce, avoisinant les fermes d’élevage, font l’objet d’une contamination à Campylobacter thermotolérants (Eyles et al., 2003).
La présence de Campylobacter dans l’environnement, notamment dans les eaux, varie selon plusieurs facteurs : les effluents, le flux des eaux usées et les déjections des animaux porteurs du germe. La densité de ces germes varie selon les sources de contamination. Des études sur les flux dans le Nord-ouest de l’Angleterre ont montré que les bactéries Campylobacter sont absentes dans des ruisseaux qui traversent les hautes terres, mais sont présentes dans les mêmes cours d’eau passant par les pâturages des bovins (Jones et al., 1990 ; Jones and Hobbs, 1996). La présence de Campylobacter dans l’environnement peut être considérée comme une contamination fécale récente, vu que cette bactérie ne se multiplie que dans son hôte réservoir (Jones, 2001). Ce pathogène a été isolé dans un large éventail d’échantillons environnementaux : les fientes des animaux d’élevage, le sol et l’eau (Brown et al., 2004).
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Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE 1 : CONTEXTE GENERAL
I – Généralités sur le germe
I – 1 – Descriptions et caracteristiques du germe
I – 1 – 1 – Position taxonomique du germe
I – 1 – 2 – Description du germe
I – 1 – 3 – Caractères biochimiques
I – 2 – Pouvoir pathogène du germe
I – 3 – Manifestation clinique
I – 4 – Habitat du germe
I – 5 – Mode de transmission du germe
I – 6 – Exemple à l’appui : Campylobacter jejuni
II – Eau de boisson à Madagascar
II – 1 – Importance de l’eau
II – 2 – Ressources en eau de la Grande Ile
II – 3 – Potabilité de l’eau
II – 4 – Accès à l’eau potable
II – 5 – Pollution de l’eau
II – 6 – Maladies associées à l’eau
PARTIE 2 : MATERIELS et METHODES
I – Prélèvements
I – 1 – Site d’étude et lieux de prélèvements
I – 2 – Stratégie d’échantillonnage
I – 3 – Transport des échantillons
I – 4 – Règles de prélèvement des échantillons d’eau
II – Méthode d’analyses microbiologiques
II – 1 – Recherche de Campylobacter
II – 1 – 1 – Principe
II – 1 – 2 – Isolement et Identification
II – 1 – 3 – Confirmation phénotypique
II – 1 – 4 – Confirmation biochimique
II – 1 – 5 – Confirmation de l’espèce
II – 1 – 6 – Conservation des souches
II – 2 – Analyses de la qualité de l’eau
II – 2 – 1 – Principe
II – 2 – 2 – Préparation des échantillons
II – 2 – 3 – Valeurs maximales admissibles
III – 1 – Généralités sur la méthode de PCR
III – 1 – 1 – Dénaturation
III – 1 – 2 – Hybridation des amorces
III – 1 – 3 – Elongation ou la polymérisation
III – 2 – Principe de la PCR multiplex
III – 3 – PCR conventionnelle
III – 4 – Extraction de l’ADN
III – 5 – Primers ou amorces
IV – Méthode d’analyses statistiques
IV – 1 – Test chi-deux d’indépendance
IV – 2 – Fréquence des échantillons positifs
IV – 3 – Régression linéaire
PARTIE 3 : RESULTATS ET INTERPRETATIONS
I – Sites de prélèvements
II – Analyses microbiologiques
II – 1 – Recherche de Campylobacter
II – 2 – Analyse de la qualité de l’eau
II – 2 – 1 –Dénombrement des colonies
II – 2 – 2 – Aspect des colonies
III – Analyse moléculaire
IV – Analyses statistiques
IV – 1 – Dépendance entre la présence du germe et les catégories d’eau
IV – 2 – Fréquence d’isolement du germe
IV – 3 – Analyse de la corrélation entre la présence de Campylobacter et la charge microbienne
PARTIE 4 : DISCUSSION
I – Fréquence d’isolement du germe
II – Campylobacter dans l’eau
III – Contamination de l’eau
IV – Qualité de l’eau en termes de charge microbienne
V – Analyse moléculaire
CONCLUSION
