Yersinia enterocolitica et Yersinia pseudotuberculosis

Yersinia enterocolitica et Yersinia pseudotuberculosis 

L’historique

Y. pseudotuberculosis fut décrite pour la première fois en 1883 par Louis-Charles Malassez et William Vignal (13, 14). Au cours du temps, cette bactérie reçut de nombreux noms : bacille de la tuberculose zoogléique (1883), Bacillus pseudotuberculosis (1889), Bacterium pseudotuberculosis rodentium (1894), Pasteurella pseudotuberculosis (1936) jusqu’en 1974 où elle obtient son nom actuel (1, 15). Pendant près d’un demi-siècle, la bactérie n’est quasiment isolée que chez l’animal. Il faut attendre la fin des années 50 pour qu’on reconnaisse la grande fréquence de la maladie chez l’homme (16). Y. enterocolitica fut décrite pour la première fois en 1934 aux États-Unis par McIver and Pike comme une probable nouvelle espèce sous le nom de Flavobacterium pseudomallei Whitmore (17). En 1939 et à partir de cette isolat, Schleifstein et Coleman décrivirent cette bactérie comme proche de Pasteurella pseudotuberculosis (l’ancien nom de Y. pseudotuberculosis) et ils la nommèrent dès 1943 Bacterium enterocoliticum (18, 19). Elle fut également isolée en Europe une dizaine d’années après. De nombreux noms lui furent attribués : Pasteurella pseudotuberculosis type b, Pasteurella X, Pasteurella Y, Germe X et enfin Yersinia enterocolitica en 1964 (20). Il est apparu plus tard que de nombreuses espèces apparentées à Y. enterocolitica étaient des espèces de Yersinia environnementales différentes et non pathogènes. On retrouva la bactérie chez de nombreuses espèces animales mais très peu de cas humains furent reportés jusqu’à la fin des années 60, date à partir de laquelle ce nombre augmenta de façon spectaculaire. En 1976, survient une première anadémie dans cinq écoles de l’État de New York (21). Après avoir consommé du lait chocolaté, 222 enfants et employés tombèrent malades. Cette anadémie conduisit à une véritable prise de conscience de l’importance de cette bactérie en pathologie humaine.

Le cycle infectieux et les réservoirs 

L’espèce Y. enterocolitica est un groupe hétérogène de souches caractérisées par six biotypes et soixante sérotypes (22). Les biotypes peuvent être différenciés selon leur degré de pathogénicité : le biotype 1A est considéré comme non pathogène, les biotypes 2, 3, 4 et 5 comme faiblement pathogènes et le biotype 1B comme très pathogène. Il existe de nombreux sérotypes mais seulement onze ont été associés à des cas humains et la majorité le sont seulement avec quatre sérotypes : O:3, O:5,27, O:8 et O:9 (21). Il existe une corrélation entre le biotype et la répartition géographique des souches isolées chez l’homme. Ainsi le sérotype O:3 est réparti dans le monde entier. Les sérotypes O:9 et O:5,27 sont plus particulièrement isolés en Europe et le sérotype O:8 aux États-Unis. Il existe 21 sérotypes différents de Y. pseudotuberculosis (O:1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c, 3, 4a, 4b, 5a, 5b, 6, 7, 8, 9,10, 11, 12, 13, 14 et 15) regroupés en 15 groupes (de I à XV) (23). C’est le sérotype I qui est le plus souvent isolé et associé aux infections humaines. Une corrélation est également retrouvée entre le sérotype et la répartition géographique des souches isolées chez l’homme. Ce sont les sérotypes I, II, III, V et IV qui sont isolés chez l’homme en Europe, Australie et États-Unis, avec une nette prédominance pour le sérotype I. En Extrême-Orient, ce sont les sérotypes I à V et XV qui sont retrouvés avec une prédominance des sérotypes IV et V.

Le réservoir de ces bactéries est constitué par certains animaux et l’environnement (sol, eau de surface, végétaux souillés par des déjections d’animaux porteurs). La transmission se produit par voie oro-fécale. Après ingestion d’aliments souillés par les Yersinia entéropathogènes, les animaux contaminés deviennent le plus souvent porteurs chroniques, mais ils peuvent également développer une maladie systémique à la suite d’un stress comme la famine ou le froid. L’homme s’infecte par voie orale, soit en consommant des aliments souillés (laits et dérivés, œufs, viandes, végétaux crus ou mal cuits…) ou de l’eau contaminée, soit par contact avec des animaux domestiques ou sauvages porteurs du bacille, soit par transmission interhumaine manuportée depuis un individu malade ou porteur asymptomatique. Après transit dans le tractus digestif où les bactéries exercent leur pouvoir pathogène, elles se retrouvent dans les fèces et peuvent servir de source de contamination pour un nouvel hôte ou l’environnement. Une transmission nosocomiale ou par des produits sanguins infectés existe mais elle est très rare (24).

Y. enterocolitica a été isolée chez une grande variété d’animaux symptomatiques et asymptomatiques. On retrouve des animaux domestiques (chiens, chats), des animaux d’élevage (porcs, vaches, buffles, chevaux, moutons, chèvres, lapins, chinchillas, visons…), des animaux de parcs zoologiques (singes, rongeurs, oiseaux…), des animaux sauvages (cerfs, renards, chats sauvages, castors, ratons, autres petits mammifères, oiseaux, crustacés, grenouilles, escargots…) (23). La distribution de certains biotypes semble étroitement associée à certaines espèces (25). Les souches du biotype 1A sont très fréquemment retrouvées dans l’environnement. Dans certains pays européens, il est même le biotype retrouvé de façon prédominante dans les échantillons de fèces (26, 27). Mais le biotype 1A est considéré comme non pathogène. Cette considération reste un sujet controversé depuis que plusieurs études ont révélé la présence de facteurs de virulence chez certaines souches du biotype 1A (28, 29). Néanmoins, ce biotype n’a jamais été associé avec des cas cliniques humains. Les Y. enterocolitica pathogènes du biosérotype 4/O:3 sont les plus fréquentes et sont retrouvées dans le monde entier, suivies par les souches du biosérotype 2/O:9 (23). Ces deux souches sont plus souvent associées à des cas sporadiques ou des anadémies limitées à un cercle restreint (30). Elles peuvent parfois être responsables d’épidémies (31, 32). Pour les souches du biosérotype 4/O:3, le porc se trouve être le principal réservoir (33). Il est à noter que le porc ne développe aucun signe clinique. En ce qui concerne les souches du biosérotype 2/O:9, elles sont préférentiellement retrouvées chez les bovins, ovins et caprins. Cependant, on ne sait toujours pas pour ce biosérotype si la contamination intervient lors de la manipulation d’animaux, la consommation de leur viande ou la consommation de légumes contaminés par des déjections animales. Les Y. enterocolitica du biotype 1B sont présentes dans l’environnement, notamment l’eau, et chez le porc. Elles sont principalement retrouvées en Amérique du Nord où elles étaient la souche prédominante jusqu’à la fin des années 80. Elles sont aujourd’hui dépassées par les souches 4/O:3. On les retrouve dans une moindre mesure au Japon et très rarement en Europe. Le biosérotype 1B/O:8 peut être responsable de cas sporadiques, notamment lors d’ingestion d’eau contaminée, mais est plus souvent associé à des anadémies au sein de grandes communautés aux États-Unis (34). C’est d’ailleurs ce biosérotype qui fut responsable de la première anadémie de 1976. Les Y. enterocolitica du biotype 3 sont très rarement isolées et leurs réservoirs ne sont pas clairement établis. Elles peuvent être responsables de cas humains, notamment pour le biosérotype 3/O:5,27. Les Y. enterocolitica du biotype 5 ont déjà été isolées chez le lièvre, les ovins et les caprins.Cependant, elles n’ont pas causé d’infections humaines depuis de nombreuses années en France. Le principal réservoir de Y.pseudotuberculosis est constitué par certaines espèces de rongeurs comme les souris et les rats (23). Mais cette bactérie peut être hébergée par un grand nombre d’autres espèces animales : animaux domestiques (chiens, chats), animaux d’élevage (porcs, bovins, ovins…), animaux sauvages (lièvres, chiens viverrins, primates…) ou oiseaux (pigeons, canaries…). Le bacille est d’ailleurs responsable de la mort de nombreux animaux, notamment dans les élevages ou les parcs zoologiques (35). Des infections dues à de l’eau contaminée sont fréquentes dans les zones montagneuses du Japon et de la Corée où le temps est pluvieux et où l’eau utilisée n’est pas traitée. En comparaison avec les pays occidentaux, Y. pseudotuberculosis est rarement isolée dans l’environnement et les infections se produisent avec la consommation de végétaux souillés par des animaux. De plus, la contamination de porc suggère que sa viande peut également être une source d’infection pour l’homme. Aujourd’hui, les infections à Y. pseudotuberculosis apparaissent majoritairement sous forme de cas sporadiques mais peuvent parfois prendre une forme épidémique comme en Scandinavie, au Japon ou en Russie (36). En France, une apparition soudaine de 27 cas d’infection à Y. pseudotuberculosis s’est produite lors de l’hiver 2004-2005 (37).

L’importance des Yersinia entéropathogènes en médecine vétérinaire

Yersinia enterocolitica
Les Y. enterocolitica sont retrouvées dans de nombreux élevages destinés à l’alimentation humaine comme les élevages bovins ou de volailles, et plus particulièrement les élevages porcins (38). En effet, le porc se trouve être le principal réservoir des souches du biosérotype 4/O:3 (33). Bien qu’il ne développe pas de signes cliniques, la bactérie est présente au sein du nasopharynx, de l’oropharynx, des nœuds lymphatiques, de l’intestin et des fèces de l’animal (38).Une étude réalisée en 1988 au Danemark a mis en évidence la présence de la bactérie chez 360 porcs abattus parmi 1458 (39). En 2010, dans une autre étude réalisée en France, la bactérie était présente sur les amygdales de 414 porcs vivants sur 3120 (40). De plus, la bactérie est capable de persister au sein d’un élevage, et cela sur plusieurs lots successifs d’animaux.

Il semble que le processus d’abattage soit la cause la contamination de la viande de porc (41). En raison de leur nature psychrotrophe, les souches pathogènes de Y. enterocolitica présentes dans la viande et les sous-produits peuvent se multiplier pendant leur conservation (38). Ainsi, les basses températures trouvées tout le long de la chaîne du froid fournissent des conditions idéales pour la multiplication de Y. enterocolitica qui peuvent ainsi survivre dans la viande de porc pendant cinq semaines, que la viande soit ou non conservée sous vide (42). Ainsi, la manipulation et la consommation de cette viande crue ou pas assez cuite sont les principales causes d’infection. Il ne faut oublier que les travailleurs en contact avec ces animaux (éleveurs ou employés d’abattoirs) sont plus fortement exposés à une éventuelle contamination (43).

Yersinia pseudotuberculosis

Les conditions d’élevage sont étroitement liées à l’apparition de maladies. Ainsi, des milieux différents du milieu originel de l’animal, une densité de population forte ou une alimentation reconstituée sont favorables au développement de pathologies. Parmi celles-ci, la pseudotuberculoserevêt une importance particulière car elle affecte fréquemment de nombreux élevages et parcs, pouvant même aller jusqu’à de véritables épizooties. En plus d’être responsable d’entérites pouvant aboutir à la mort de l’animal, Y. pseudotuberculosis est aussi une cause non négligeable d’avortements (44). Les infections peuvent être traitées par antibiothérapie en plus d’un traitement symptomatique. Cependant, le diagnostic chez l’animal arrivant bien après l’apparition des symptômes, il est souvent troptardpour espérer une guérison (45). De plus, même si des traitementsthérapeutiques et prophylactiques sont entrepris, il semble impossible d’éradiquer Y. pseudotuberculosis de par sa présence naturelle dans l’environnement et de par l’existence d’animaux porteurs sains dans les élevages et les parcs mais aussi la présence d’animaux autochtones réservoirs. Outre des règles sanitaires élémentaires (hygiène, quarantaine, surveillance de l’eau et des aliments, lutte contre les rongeurs…) une vaccination peut être proposée. En Europe, un vaccin appelé « Pseudovac » est réalisé par la faculté vétérinaire d’Utrecht (Pays-Bas). Ce vaccin entier comportant des bactéries inactivées du sérotype I à VI est fréquemment utilisé. Cependant, son efficacité n’a jamais été prouvée et des cas de pseudotuberculose sont observés chez des animaux vaccinés (35). En Nouvelle-Zélande, le vaccin « Yersiniavax » est proposé parMSD Animal Health. C’est également un vaccin entier inactivé destiné aux cervidés. Il semble conférer une protection significative mais limitée dans son champ d’application à une famille d’animaux et une zone géographique (45). Un vaccin oral contenant une souche vivante atténuée réalisé par l’Institut Pasteur confère une bonne protection chez le cobaye et semble être une bonne alternative à ces vaccins (35). La pseudotuberculose étant une zoonose, le risque d’unecontamination des travailleurs dans les élevages ou les parcs et de tout métier relatif à la manipulation des animaux, vivants ou non, n’est pas à négliger.

L’épidémiologie

Les infections dues aux Yersinia sont appelées yersinioses. Cependant, les infections à Y. pseudotuberculosis peuvent être décrites sous le terme de pseudotuberculose. Elles sont réparties dans le monde entier même si leur incidence est supérieure dans les pays froids et tempérés. Ellespeuvent toucher toutes les tranches d’âges. Cependant, il apparait que les deux tiers des infections à Y. enterocolitica touchent les nourrissons et les jeunes enfants de moins de 5 ans. Au contraire, lestrois quarts des infections à Y. pseudotuberculosis surviennent chez les 5-20 ans. Les cas les plus graves sont majoritairement retrouvés chez dessujets affaiblis (personnes âgées, sujets immunodéficients ou souffrant d’une autre pathologie) (46). Même si les infections se produisent toute l’année, un légerpic est observé de juillet à octobre durant les mois chauds pour les infectionsà Y. enterocolitica, alors que les infections à Y. pseudotuberculosis ont tendance àprédominer de décembre à mars (47). Une augmentation spectaculaire de l’incidence de Y. enterocolitica fut observée à partir des années 60. Elle s’explique notamment par une meilleure identification de la bactérie et le développement de la chaîne du froid pour améliorer la conservation des aliments. En effet, de par leur nature psychrotrophe, les bactéries du genre Yersinia sont capables de se multiplier à bassetempérature. Ainsi, un nombre initialement faible de bactéries dans un aliment contaminé varapidement augmenter au cours de sa conservation au réfrigérateur (4°C). Cependant, l’incidence des yersinioses entériques est sans doute encore sous-évaluée en raison de la difficulté toujours présente àréaliser son diagnostic.

Table des matières

INTRODUCTION GÉNÉRALE
I. LE GENRE YERSINIA
1. Yersinia enterocolitica et Yersinia pseudotuberculosis
1.1 L’historique
1.2 Le cycle infectieux et les réservoirs
1.3 L’importance des Yersinia entéropathogènes en médecine vétérinaire
1.3.1. Yersinia enterocolitica
1.3.2. Yersinia pseudotuberculosis
1.4 L’épidémiologie
1.5 La physiopathologie
1.6 Les manifestations cliniques
1.7 Le diagnostic
1.7.1 Le diagnostic bactériologique classique
1.7.2 Les autres méthodes de détection
1.8 Les traitements des yersinioses
1.8.1 L’antibiothérapie
1.8.2 L’antibiorésistance
1.9 Le coût économique des yersinioses
2. Le bacille de la peste : Yersinia pestis
2.1 L’historique
2.1.1 La première pandémie : la peste de Justinien
2.1.2 La deuxième pandémie : la peste noire
2.1.3 La troisième pandémie et Alexandre Yersin
2.2 Le cycle infectieux, les réservoirs et les vecteurs
2.2.1 Le cycle infectieux naturel de la peste
2.2.2 La dissémination de la peste à l’homme
2.2.3 Les animaux hôtes
2.2.4 Les animaux vecteurs : les puces
2.2.5 Les foyers de peste
2.3 L’épidémiologie et la répartition de la peste
2.3.1 L’épidémiologie
2.3.2 La réémergence
2.4 La physiopathologie
2.5 Les manifestations cliniques
2.5.1 La peste bubonique
2.5.2 La peste septicémique
2.5.3 La peste pulmonaire
2.5.4 La peste pharyngée et la peste méningée
2.6 Le diagnostic
2.7 Le traitement antibiothérapique de la peste
2.7.1 L’antibiothérapie
2.7.2 L’antibiorésistance
2.8 Yersinia pestis comme arme bactériologique
II. L’ÉMERGENCE DES YERSINIA ET LES FACTEURS DE VIRULENCE
1. L’émergence des Yersinia pathogènes
2. Le plasmide pYV
1.1 Le système de sécrétion de type III
1.2 D’autres gènes du plasmide pYV
3. L’Îlot de Haute Pathogénicité
4. Les loci hms et gmhA
5. Les adhésines chromosomiques
6. L’acquisition horizontale de gènes chez Yersinia pestis
7. Les gènes inactivés chez Yersinia pestis
8. L’évolution du pouvoir pathogène de Yersinia pestis
III. LES ANTICORPS CONTRE LES YERSINIA
1. Les anticorps contre Yersinia pestis
1.1. La vaccination
1.2. L’immunothérapie
1.3. Le mécanisme d’action des anticorps anti-injectisome
1.4. La nécessité de développer la sérothérapie contre Yersinia pestis
2. Les anticorps contre Yersinia entéropathogènes
2.1. L’utilisation d’anticorps pour la détection des Yersinia entéropathogènes
2.2. La nécessité de développer la détection des Yersinia entéropathogènes
OBJECTIFS DES TRAVAUX DE THÈSE
MATÉRIEL ET MÉTHODES
I. LE MATÉRIEL BIOLOGIQUE UTILISÉ
1. Les bactéries
2. Les anticorps
II. L’OBTENTION DES ANTICORPS MONOCLONAUX
1. L’immunisation des souris
2. L’obtention des hybridomes par fusion
3. L’obtention des anticorps monoclonaux dans le liquide d’ascite et isotypage
III. LE CLONAGE DES GÈNES YSCC, YSCF ET LCRV
1. L’extraction de l’ADN plasmidique
2. L’amplification de l’ADN par PCR
3. La préparation des produits de PCR et du vecteur pET-22b(+)
4. Le clonage dans le vecteur pET-22b(+) et la transformation des bactéries compétentes
5. Le criblage des clones de bactéries recombinantes
6. La purification et la vérification des plasmides recombinants
IV. LA PRODUCTION DES PROTÉINES RECOMBINANTES YSCC, YSCF ET LCRV
1. Le test de contrôle d’expression avec induction à l’IPTG
2. La préparation des corps d’inclusion
3. La purification des protéines recombinantes possédant l’étiquette poly-histidine par chromatographie d’affinité sur colonne de nickel
V. LES ANALYSES BIOCHIMIQUES
1. La purification d’anticorps monoclonaux par chromatographie d’affinité sur protéine A
2. L’analyse SDS-PAGE et l’immunoblot
3. La détermination des épitopes de reconnaissance des anticorps
VI. LES DOSAGES IMMUNOMÉTRIQUES
1. La préparation des tests immuno-enzymatiques
1.1. Les tampons et le matériel utilisé
1.2. La préparation des phases solides
1.3. Les traceurs
2. Les tests immuno-enzymatiques
2.1. Les tests ELISA
2.2 Les tests immunométriques à deux sites (appelés aussi dosage sandwich ou ELISA sandwich)
2.3. Le test immuno-enzymatique optimisé
3. Les tests immuno-chromatographiques (ou tests bandelettes)
3.1. La préparation des bandelettes
3.2. La préparation des anticorps traceurs couplés à l’or colloïdal
3.3. La réalisation du test immuno-chromatographique
4. La détection dans des matrices biologiques artificiellement contaminées
VII. LES TESTS IN VITRO ET IN VIVO
1. Les tests in vitro de neutralisation de Y. pestis
2. Les tests in vivo de protection des anticorps monoclonaux
RÉSULTATS
CONCLUSION GÉNÉRALE

Lire le rapport complet