Problématiques causées par la présence de bactéries du genre Listeria

Méthodes d’isolement, de détection et d’identification des Listeria

Listériose : maladie infectieuse

La listériose met en cause l’invasion du sang et de divers tissus par des bactéries appartenant à des sérotypes de L. monocytogenes. Ces microorganismes, parasites intracellulaires facultatifs, sont capables de se multiplier dans les macrophages et de s’introduire dans une grande variété de cellules non phagocytaires telles que les entérocytes, les hépatocytes et les cellules endothéliales (Berche, 2005). Habituellement, le processus pouvant mener à l’apparition d’une listériose débute par l’ingestion d’aliments contaminés. La paroi du système digestif représente donc la principale porte d’entrée de la bactérie (Farber & Peterkin, 1991; Schlech et al., 1983). La muqueuse intestinale, constituée d’un système de défense très organisé, offre une protection contre de nombreux pathogènes auxquels elle est exposée. À cet endroit, pour parvenir à s’étendre dans l’organisme, L. monocytogenes doit franchir différents niveaux de sécurité dont les composantes peuvent être de nature chimique, physique et immunologique. Chez les sujets immunocompétents, l’acidité gastrique, la production efficace de mucus, les bactéries commensales à même le microbiote, ainsi que la présence d’immunoglobulines (IgA), bloquent les bactéries pathogènes ingérées et, la plupart du temps, le système immunitaire neutralise ces microorganismes infectieux avant qu’ils ne puissent déclencher une infection (Tennant et al., 2008).

Toutefois, lorsque l’aliment est fortement contaminé ou lorsque les parois intestinales présentent des lésions, les bactéries déjouent plus facilement les systèmes de sûreté et peuvent parvenir à s’infiltrer à l’intérieur de l’organisme (Fig. 1.12). Par surcroît, lorsque la santé de l’individu est précaire, une diminution de l’activité des globules blancs peut survenir

et nuire à l’homéostasie cellulaire. La barrière physique, constituée de cellules épithéliales, pour être pleinement efficace, doit être recouverte de mucus contenant un enchevêtrement de polysaccharides et de protéines. Ce mucus gélatineux, cumulé le long des différentes cellules jointées constituant l’épithélium digestif (caliciformes, de Paneth, entérocytes et cellules M), possède un pH variable selon l’activité du microbiote et contient de nombreux peptides antimicrobiens (défencines), sécrétés par différentes cellules et, plus spécifiquement, par les cellules de Paneth situées à la base des cryptes intestinales (Fig. 1.13). Sous la paroi épithéliale, derrière les cellules appelées les cellules M (microfold), se trouvent des plaques à intervalles réguliers, les plaques de Peyer. Elles contiennent d’abondants globules blancs (lymphocytes B et T, macrophages et cellules dendritiques). À cet emplacement, les cellules M jouent un rôle majeur de protection contre l’envahissement par des pathogènes, car avec les plaques, elles représentent une ligne de défense à la fois physique et immunitaire contre les agents infectieux. En plus de former une barrière cellulaire, puisque fermement liées aux entérocytes, les cellules M peuvent déclencher une réponse immunitaire en collaborant avec les cellules dendritiques. Par coopération, elles permettent de neutraliser les intrus présents dans la lumière intestinale en transportant leurs antigènes vers les tissus sous-jacents, dans le secteur des plaques de Peyer. De façon paradoxale toutefois, les cellules M peuvent servir aussi de voie d’entrée pour de nombreux microorganismes pathogènes, dont Yersinia, Shigella, Salmonella et Listeria (Tran Van Nhieu & Cossart, 2001).

La barrière intestinale représente malgré tout une surface fortement organisée qui bloque, en général, l’entrée des microbes vers la lamina propria, tissu conjonctif de soutien situé sous les épithéliums de la muqueuse digestive. Les nombreuses cellules immunitaires, notamment les plasmocytes (lymphocytes B activés), circulent de façon permanente de part et d’autre de cette frontière. L’apparition d’une immunodéficience peut conduire les plasmocytes à produire une plus faible concentration d’immunoglobulines (Ig), entraînant une réduction des capacités du système immunitaire à éliminer une infection comme la listériose. Les IgA produites par les plasmocytes, et présentes en forte concentration dans les muqueuses, constituent un autre niveau de sécurité que L. monocytogenes doit franchir pour réussir son invasion. En effet, les IgA, par fixation, jouent un rôle fondamental dans la neutralisation des bactéries pathogènes présentes dans la lumière intestinale, en protégeant entre autres les cellules M contre l’adhérence bactérienne. Ces immunoglobulines, en plus d’informer les cellules dendritiques de la présence d’antigènes indésirables, favorisent la formation de biofilms de la flore commensale qui, en formant un écran, protègent davantage la paroi intestinale (Denning et al., 2007; Mantis et al., 2011). Le mucus, colonisé et enrichi par les espèces commensales, est un milieu compétitif qui limite le contact des pathogènes avec le tissu cellulaire (Muniz et al., 2012). Une baisse de sécrétions de mucus favorise le contact et l’adhérence de bactéries pathogènes aux différentes cellules qui tapissent la paroi interne de l’intestin. En l’absence de mucus et d’une flore intestinale active, les germes tels que L. monocytogenes, situés dans le tube digestif, peuvent parvenir à se disséminer à travers l’organisme d’abord par contact avec l’épithélium, les cellules M ou les entérocytes, et même via les cellules dendritiques et les macrophages présents à proximité. Lors d’une infection, les Listeria qui n’auront pas été éliminées circulent dans les voies sanguines, parfois à travers les monocytes, et peuvent infecter les hépatocytes et les cellules de la rate (Fig. 1.14). Les globules blancs peuvent donc propager à leur insu le pathogène (Rocourt & Jacquet, 2000).

Table des matières

INTRODUCTION
CONTEXTUALISATION
1.1. Problématiques causées par la présence de bactéries du genre Listeria
1.1.1. Solutions
1.1.2. But et hypothèses de l’étude
REVUE DE LA LITTÉRATURE
1.2. LISTERIA
1.2.1. Listeria monocytogenes
1.2.2. Historique
1.2.3. Classification
1.2.4. Composition de la paroi cellulaire
1.2.5. Listeria dans l’environnement
1.2.6. Résistances aux contraintes environnementales et mécanismes
1.2.6.1. Résistance à l’ammonium quaternaire
1.2.6.2. Résistance aux antibiotiques
1.2.6.3. Résistance aux phages
1.2.6.4. Système CRISPR-Cas
1.2.6.5. Adhésion aux surfaces – formation de biofilms
1.2.6.6. Communications bactériennes (QS-DS-ES)
1.2.6.7. Traitements thermiques
1.2.6.8. pH et agents de conservation
1.3. Listériose : portrait de la situation mondiale, épidémiologie et recensement
1.3.1. Listeria dans les aliments
1.3.1.1. Les produits laitiers
1.3.1.2. Les produits carnés
1.3.1.3. Les produits marins
1.3.1.4. Les produits végétaux : fruits et légumes
1.4. Listériose : maladie infectieuse
1.5. Mécanismes de virulence
1.5.1. Sécrétion d’hémolysine
1.5.2. Invasion cellulaire : implication des gènes de virulence
1.6. Méthodes d’isolement, de détection et d’identification des Listeria
1.6.1. Étalement sur gélose et techniques biochimiques
1.6.2. Lysotypage et phages à marqueur bioluminescent (phagodétection)
1.6.3. Sérotypage
1.6.4. PCR Polymerase Chain Reaction : technique moléculaire
1.6.5. MDA Molecular Detection Assay : détection moléculaire
1.6.6. Ribotypage
1.6.7. Sondes nucléiques
1.6.8. PFGE Pulsed-Field Gel Electrophoresis : électrophorèse en champ pulsé .
1.6.9. MLST MultiLocus Sequence Typing : typage – séquençage multi-sites
1.6.10. MALDI Matrix Assisted Laser Desorption Ionisation
1.6.11. WGS Whole-Genome sequencing : Séquençage complet du génome
1.7. Bactériophages
1.7.1. Historique des bactériophages
1.7.2. Les listériaphages
1.7.3. Matrice de similitude, arbre phylogénétique et organigramme
1.7.4. Phages A511 et P100
1.7.5. Mécanisme d’infection du phage A511
1.7.6. Cycles : lytique et lysogénique
1.7.7. Résistances (physique, chimique) et stabilité des phages
1.8. Biocontrôle par les phages : propriétés caractéristiques et critères de sélection
1.8.1. Santé publique, innocuité et sécurité
1.8.2. Approbations gouvernementales et commercialisation des phages
1.8.3. Utilisations des bactériophages : classement par domaines
1.8.4. Domaines : phagorepérage et phagoprophylaxie alimentaire
1.8.5. Domaine : phagoassainissement – biofilms
1.8.6. Domaine : phagothérapie (phagobiotiques)
1.8.7. Isolement et observations des bactériophages
1.8.8. Conservation des bactériophages
1.9. Défenses des cellules hôtes contre les phages et formulations multiphages
1.10. Centre de référence pour virus bactériens Félix d’Hérelle
1.11. Immobilisation cellulaire pour production de phages
1.11.1. Techniques d’immobilisation
1.11.2. Adsorption
1.11.3. Polymérisation et agrégation
1.11.4. Inclusion
1.12. Alginate: polymère naturel avantageux pour une production de phages
1.12.1. Composition et propriétés ioniques
1.12.2. Technique de production de phages par inclusion de bactéries
2.1. Avant-propos : contribution des auteurs
2.2. Résumé français
2.3. Abstract
2.4. Introduction
2.5. Materials and Methods
2.5.1. Bacteria, phages and media
2.5.2. Test surfaces
2.5.3. Disinfection procedure
2.5.4. Resistance of phages to QUATAL
2.5.5. Statistical analysis
2.6. Results and Discussion
2.6.1. Phage host range
2.6.2. Adherence of L. monocytogenes to surfaces
2.6.3. Disinfection by listeriaphage suspensions
2.6.4. Mixed disinfecting solutions
2.7. Acknowledgements
2.8. References
3.1. Avant-propos : contribution des auteurs
3.2. Résumé français
3.3. Résumé allemand – Zusammenfassung
3.4. Abstract
3.5. Introduction
3.6. Materials and Methods
3.6.1. Bacteria, phages and media
3.6.2. Alginate gels and cell immobilization by entrapment
3.6.3. Morphology of cells immobilized in beads
3.6.4. Phage adsorption.
3.6.5. Biomass concentration
3.6.6. Phage production
3.6.6.1. Free cells.
3.6.6.2. Immobilized cells used for single and successive phage propagations
3.6.6.3. Statistical analysis
3.7. Results and Discussion
3.7.1. Morphological observations
3.7.2. Phage adsorption
3.7.3. Biomass concentration
3.7.4. Phage production
3.7.4.1. Free cells.
3.7.4.2. Immobilized cells used for single and successive phage propagations.
3.8. Acknowledgments.
3.9. Author contribution.
3.10. Absence of conflicts of interest.
3.11. References
TESTS COMPLÉMENTAIRES
4.1. Hémolyse
4.2. Courbe de croissance
4.3. Congélation des listériaphages
.5. Souches résistantes
4.6. Influence du pH, de la température et de l’aération
4.7. Courbe d’amplification phagique – burst size (effectif viral)
DISCUSSION GÉNÉRALE
5.1. Atteinte des objectifs : phagoassainissement
5.2. Atteinte des objectifs : phagoproduction par immobilisation
5.3. Capacités lytiques sous contraintes, résistance bactérienne et évolution
5.4. Nombre de phages libérés et fiches signalétiques
5.5. Retour sur la persistance de L. monocytogenes dans l’intestin : implication de l’adsorption des phages
5.6. Bilan final
5.7. Conclusion et perspectives
BIBLIOGRAPHIE GÉNÉRALE
Auteurs Organismes et autres
ANNEXES

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