Etude du développement de la réponse humorale dirigée contre la capsule polysaccharidique de Streptococcus suis et Streptococcus du groupe B

Streptococcus suis et Streptococcus du groupe B (GBS) sont deux bactéries encapsulées qui induisent des pathologies similaires chez l’homme et/ou l’animal, incluant septicémies et méningites. La capsule polysaccharidique (CPS) est un facteur de virulence clé de ces deux pathogènes et les anticorps (Ac) anti-CPS présentent un bon potentiel protecteur. Néanmoins, ces molécules sont faiblement immunogéniques et les mécanismes de la génération de la réponse humorale anti-CPS demeurent méconnus. L’objectif principal de cette thèse était d’évaluer les caractéristiques et les mécanismes du développement de la réponse Ac dirigée spécifiquement contre les CPS de S. suis et GBS, ainsi que l’effet de la biochimie de la CPS dans cette réponse. Nous avons étudié S. suis types 2 et 14 et GBS types III et V, dont les CPS présentent plusieurs similarités dans leurs compositions et leurs structures, incluant la présence d’acide sialique, un sucre potentiellement immunosuppresseur, tout en possédant une antigénicité propre. Nous avons tout d’abord analysé la nature de la réponse Ac anti-CPS sérique face à la bactérie entière. Les souris infectées par S. suis développent une réponse très faible (S. suis type 2) voire insignifiante (S. suis type 14) de profil isotypique restreint à l’IgM et sont incapables de monter une réponse mémoire efficace face à une seconde infection. Un profil similaire est obtenu chez le porc infecté par S. suis type 2. On détecte des titres d’IgM anti-CPS significatifs chez les souris infectées par GBS (type III ou V). Toutefois, la magnitude de la réponse reste globalement faible et aucune commutation de classe n’est observée. Nous avons ensuite examiné l’influence de la biochimie de la CPS sur ces profils de réponse en conduisant des expériences avec la CPS hautement purifiée de ces pathogènes. Tandis que la CPS de GBS type III administrée aux souris conserve des propriétés immunogéniques similaires à celles observées durant l’infection par la bactérie intacte, les CPS de S. suis type 2 et GBS type V perdent toute capacité à induire une réponse Ac spécifique. L’analyse de l’interaction in vitro des CPS avec les cellules dendritiques (DC) murines, des acteurs clés dans la détection des pathogènes et l’orchestration des réponses immunitaires subséquentes, révèle que ces molécules stimulent la production de niveaux conséquents de chémokines via différents récepteurs. Néanmoins, les CPS sont inaptes à induire la sécrétion de cytokines et elles interfèrent avec la capacité des DC à exprimer BAFF, une cytokine clé dans la différenciation des lymphocytes B en plasmocytes. L’utilisation de CPS chimiquement désialylées démontre que l’acide sialique ne joue aucun rôle immunosuppresseur majeur dans le développement de la réponse Ac dirigée contre les CPS purifiées de S. suis ou GBS, ni sur l’interaction des CPS avec les DC in vitro, ni sur profil de la réponse in vivo. D’autres propriétés biochimiques intrinsèques à ces CPS seraient responsables de l’inaptitude de l’hôte infecté à monter une réponse Ac adéquate et les identifier constituera un outil précieux pour une meilleure compréhension de l’immunopathogénèse de S. suis et GBS ainsi que pour développer des moyens de lutte efficaces contre ces bactéries.

Gastric stability and oral bioavailability of colistin sulfate in pigs challenged or not with Escherichia coli O149: F4 (K88)

The aim of the present study was to investigate the in vitro gastric stability of colistin sulfate (CS) and its antimicrobial activity against Escherichia coli and to study the impact of ETEC O149: F4 (K88) infection in pigs on CS intestinal absorption. The stability profile of CS was evaluated in a simulated gastric fluid (SGF). Antimicrobial activity of CS and its degradation products were examined in a 96-well polystyrene microplate model. The effect of experimental infection with ETEC O149: F4 on CS intestinal absorption was determined by quantification of CS systemic concentration using a validated LC–MS/MS method. A rapid degradation of CS accompanied by an increase in CS antimicrobial activity by comparison with non-degraded CS (P < 0.0001) was observed in SGF. Additionally, CS levels were not quantifiable in systemic circulation using a highly sensitive method and concurrent oral challenge did not affect CS absorption in an induction model of subclinical post-weaning diarrhea (PWD).

L’effet de l'interleukine-17 sur la survie et la glucocorticorésistance du neutrophile équin

Les glucocorticoïdes sont les médicaments les plus efficaces pour le contrôle de l'obstruction respiratoire chez les chevaux atteints du souffle, et de l'asthme humain. Toutefois, les neutrophiles persistent dans les voies respiratoires suite à ce traitement. Nous avons précédemment rapporté que les neutrophiles sanguins humains et équins sont sensibles à l'action des glucocorticoïdes. Comme elle contribue à l'insensibilité des cellules épithéliales pulmonaires humaines aux glucocorticoïdes, nous avons émis l'hypothèse que l'IL-17 a un effet similaire sur les neutrophiles et qu’elle contribue à leur persistance dans les voies respiratoires asthmatiques. Objectifs : Évaluer 1. L’expression des deux sous-unités du récepteur de l’IL-17 (l'IL-17RA/IL-17RC) chez les neutrophiles équins hautement purifiés. 2. Si l'IL-17 active directement les neutrophiles et si cette réponse est sensible à l'action des glucocorticoïdes. 3. L'effet de l'IL-17 sur la viabilité et l'apoptose des neutrophiles. Résultats: 1. Les neutrophiles expriment l’IL-17RA/IL-17RC aux niveaux translationnel et protéique. 2. L’IL-17 induit une activation sélective des neutrophiles (surrégulation de l’IL-8), qui n’est pas atténuée par dexaméthasone et 3. l’IL-17 augmente la viabilité des neutrophiles stimulés (LPS) par une diminution de l'apoptose. Nos résultats indiquent que l'IL-17 active directement le neutrophile équin, et que l’augmentation de l’IL-8 (puissant chimioatractant des neutrophiles) qui en résulte n’est pas contrôlée par la dexaméthasone. L'IL-17 pourrait aussi contribuer à la persistance de neutrophiles dans les voies respiratoires chez les chevaux atteints du souffle, en diminuant l'apoptose.

Sexage et phylogénie, à partir des gènes CHD (-Z et -W) et COX-1, des oiseaux de proie du Québec et de perroquets d’attrait vétérinaire

Connaître le sexe d’un oiseau est important pour divers domaines notamment pour les vétérinaires, les écologistes ainsi que pour les éleveurs d’oiseaux qui veulent former des couples qui serviront à la reproduction. Plusieurs espèces d’oiseaux, juvéniles et adultes, n’ont pas de dimorphisme sexuel. L’utilisation de l’ADN est une façon rapide de déterminer le sexe à partir d’un échantillon de sang, de muscle, de plumes ou de fèces. Par contre, la méthode devrait être validée pour chaque espèce et idéalement, standardisée. Le premier objectif de cette étude est de développer une méthode de sexage par séquençage des oiseaux à partir des séquences du gène CHD, en utilisant les oiseaux de proie et les perroquets vus en clinique au Québec. Un deuxième objectif est de faire l’identification de l’espèce à sexer, à partir du gène mitochondrial COX-1 et aussi à partir des séquences CHD-Z et CHD-W, utilisés pour le sexage. Un troisième objectif est d’évaluer les séquences sorties (CHD-Z, CHD-W et COX-1) en vue d’une étude phylogénique. Une extraction d’ADN a été effectuée chez 27 espèces de perroquets, 34 espèces d’oiseaux de proie, une corneille (Corvus brachyrhynchos) et un poulet (Gallus gallus). Une amplification par PCR a été exécutée pour les exons partiels 23 et 24 du gène CHD. Le séquençage de cet amplicon permettait de savoir s’il s’agissait d’un mâle (séquence simple CHD-Z) ou d’une femelle (séquences CHD-Z et CHD-W qui se chevauchent). Afin d’avoir des séquences CHD-W distinctes, un sous-clonage a été fait chez les femelles de chaque espèce. De cette manière, les séquences partielles du gène CHD, Z et W, ont été trouvées pour les espèces échantillonnées. Une étude phylogénique a été effectuée avec les séquences de COX-1, CHD-Z et CHD-W grâce au site « Clustal-Omega ». La méthode de sexage des oiseaux par séquençage du gène CHD est standard et efficace. Le gène COX-1 permet une meilleure identification des espèces parentes et le gène CHD-Z est le plus utile pour étudier la phylogénie profonde.

Analysis of 16S rDNA sequences from pathogenic Leptospira serovars and use of single nucleotide polymorphisms for rapid speciation by D-HPLC

Leptospira have a worldwide distribution and include important zoonotic pathogens yet diagnosis and differentiation still tend to rely on traditional bacteriological and serological approaches. In this study a 1.3 kb fragment of the rrs gene (16S rDNA) was sequenced from a panel of 22 control strains, representing serovars within the pathogenic species Leptospira interrogans, Leptospira borgpetersenii, and Leptospira kirschneri, to identify single nucleotide polymorphisms (SNPs). These were identified in the 5' variable region of the 16S sequence and a 181 bp PCR fragment encompassing this region was used for speciation by Denaturing High Performance Liquid Chromatography (D-HPLC). This method was applied to eleven additional species, representing pathogenic, non-pathogenic and intermediate species and was demonstrated to rapidly differentiate all but 2 of the non-pathogenic Leptospira species. The method was applied successfully to infected tissues from field samples proving its value for diagnosing leptospiral infections found in animals in the UK. Crown Copyright (C) 2010 Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Characterisation of Escherichia fergusonii isolates from farm animals using an Escherichia coli virulence gene array and tissue culture adherence assays

Escherichia fergusonii has been associated with a wide variety of intestinal and extra-intestinal infections in both humans and animals but, despite strong circumstantial evidence, the degree to which the organism is responsible for the pathologies identified remains uncertain. Thirty isolates of E fergusonii collected between 2003 and 2004 were screened using an Escherichia coli virulence gene array to test for the presence of homologous virulence genes in E. fergusonii. The iss (increased serum survival) gene was present in 13/30 (43%) of the test strains and the prfB (P-related fimbriae regulatory) and ireA (siderophore receptor IreA) genes were also detected jointly in 3/30 (10%) strains. No known virulence genes were detected in 14/30 (47%) of strains. Following confirmatory PCR and sequence analysis, the E. fergusonii prfB, iss and ireA genes shared a high degree of sequence similarity to their counterparts in E. coli, and a particular resemblance was noted with the E. coli strain APEC O1 pathogenicity island. In tissue culture adherence assays, nine E. fergusonii isolates associated with HEp-2 cells with a 'localised adherence' or 'diffuse adherence' phenotype, and they proved to be moderately invasive. The E fergusonii isolates in this study possess both some phenotypic and genotypic features linked to known pathotypes of E coli, and support existing evidence that strains of E fergusonii may act as an opportunistic pathogens, although their specific virulence factors may need to be explored. Crown Copyright (c) 2008 Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Interaction between attaching-effacing Escherichia coli O26:K60 and O157:H7 in young lambs

Recent surveys have shown that Escherichia coli O26 is prevalent in ruminants compared with E. coli O157. These serogroups share common colonisation factors and we hypothesised that prior colonisation by E. coli O26 may show reduced colonisation by E. coli O157. To test this hypothesis, strains of E. coli O26:K6O and O157:H7 were tested in competitive in vitro and in vivo studies. Using an established 6-week-old lamb model, an experimental group of lambs was dosed orally with E. coli O26:K6O and then E. coli O157:147 four days later. The faecal shedding of O26:K6O and O157:H7 organisms from this experimental group was compared with that from animals dosed with either O26:K6O alone or O157:H7 alone. Shedding data indicated that counts for O157:H7 were unaffected by the competition from O26:K6O, whereas the O26:K6O counts were lower when competing with O157:H7. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The development of a real-time PCR to detect pathogenic Leptospira species in kidney tissue

A LightCycler(R) real-time PCR hybridization probe-based assay that detects a conserved region of the 16S rRNA gene of pathogenic but not saprophytic Leptospira species was developed for the rapid detection of pathogenic leptospires directly from processed tissue samples. In addition, a differential PCR specific for saprophytic leptospires and a control PCR targeting the porcine beta-actin gene were developed. To assess the suitability of these PCR methods for diagnosis, a trial was performed on kidneys taken from adult pigs with evidence of leptospiral infection, primarily a history of reproductive disease and serological evidence of exposure to pathogenic leptospires (n = 180) and aborted pig foetuses (n = 24). Leptospire DNA was detected by the 'pathogenic' specific PCR in 25 tissues (14%) and the control beta-actin PCR was positive in all 204 samples confirming DNA was extracted from all samples. No leptospires were isolated from these samples by culture and no positives were detected with the 'saprophytic' PCR. In a subsidiary experiment, the 'pathogenic' PCR was used to analyse kidney samples from rodents (n = 7) collected as part of vermin control in a zoo, with show animals with high microagglutination titres to Leptospira species, and five were positive. Fifteen PCR amplicons from 1 mouse, 2 rat and 14 pig kidney samples, were selected at random from positive PCRs (n = 30) and sequenced. Sequence data indicated L. interrogans DNA in the pig and rat samples and L. inadai DNA, which is considered of intermediate pathogenicity, in the mouse sample. The only successful culture was from this mouse kidney and the isolate was confirmed to be L. inadai by classical serology. These data suggest this suite of PCRs is suitable for testing for the presence of pathogenic leptospires in pig herds where abortions and infertility occur and potentially in other animals such as rodents. Crown Copyright (C) 2007 Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Restriction fragment length polymorphism of polymerase chain reaction products applied to the differentiation of poultry campylobacters for epidemiological investigations

A technique for subtyping Camplobacter jejuni isolates has been developed by using the restriction fragment length polymorphism (Rnp) of polymerase chain reaction (PCR) products of the fluA and flaB genes. The technique was validated by using strains representing 28 serotypes of C jejuni and it may also be applied to C coli. From these strains 12 distinct RFLP profiles were observed but there was no direct relationship between the RFLP profile and the serotype. One hundred and thirty-five campylobacter isolates from 15 geographically distinct broiler flocks were investigated. All the isolates could be subtyped by using the RFLP method. Isolates from most of the flocks had a single RFLP profile despite data indicating that several serotypes were involved. Although it is possible that further restriction analysis may have demonstrated profile variations in these strains, it is more likely that antigenic variation can occur within genotypically related campylobacters. As a result, serotyping may give conflicting information for veterinary epidemiological purposes. This RFLP typing scheme appears to provide a suitable tool for the investigation of the sources and routes of transmission of campylobacters in chickens.

Virulence factors of Escherichia coli serotypes associated with avian colisepticaemia

The current understanding of the pathogenesis of avian pathogenic Escherichia coli (APEC) in colisepticaemia is limited. This review discusses putative virulence determinants per se, such as a number of surface organelles including fimbriae and flagella; together with other factors such as iron sequestering mechanisms, which are involved in the survival of E. coli in the host rather than initiation of infection. It is concluded that avian colisepticaemia is a multi-factorial disease and that to date only a limited number of virulence factors of APEC have been thoroughly elucidated. Crown Copyright (C) 2002 Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

The multiple antibiotic resistance (mar) locus and its significance

Chromosomally encoded systems involved in low level resistance of bacteria to different classes of antibiotics (mainly beta-lactams, chloramphenicol, quinolones and tetracycline), disinfectants and in resistance to organic solvents have been the focus of considerable interest in recent years. The multiple antibiotic resistance (mar) locus of Escherichia coli and Salmonella is perhaps the best described system involved in this type of resistance which is induced by MarA, the activator protein encoded by the marRAB locus. The mar-locus is reported to mediate resistance primarily by up-regulating efflux of some antibiotics, disinfectants and organic solvents via the AcrAB-TolC efflux pump and down regulating influx through Outer Membrane Protein F (OmpF). Whilst the level of antibiotic resistance conferred by marRAB is only low level, there are increasing data to suggest that marRAB and related systems are important in clinical antibiotic resistance, possibly as a 'stepping stone' to higher levels of resistance. Other related systems include up-regulation of RobA, SoxS and AcrAB which give rise to a similar resistance phenotype to that conferred by up-regulation of MarA. The aim of this paper is to review the function and significance of the mar-locus and related systems with a particular focus on its implications in veterinary medicine. (C) 2002 Published by Elsevier Science Ltd.