Rôle de la toxine dans la gravité de l'infection à E. coli

« Rôle de la toxine dans la gravité de l'infection à E. coli », source Food safety News.

Des scientifiques ont examiné pourquoi l’homme infecté par E. coli risquaient davantage de souffrir de symptômes graves après avoir étudié les toxines produites par la bactérie.

L’équipe a découvert qu’une toxine produite naturellement par E. coli aide les bactéries à coloniser le tractus intestinal des bovins et augmente la transmission de la bactérie à d’autres animaux du troupeau.

Des scientifiques du Moredun Research Institute, du Roslin Institute (Université d’Édimbourg), de Biomathematics et de Statistics Scotland ont montré que des niveaux élevés et rapides d’expression de toxines signifiaient également que les personnes infectées auraient probablement des symptômes plus graves.

L'étude a été financée par la Food Standards Agency et la Food Standards Scotland et publiée dans la revue PLOS Pathogens.

Le rôle clé du type de shigatoxines

E. coli entérohémorragique (EHEC) O157 est un sous-ensemble de E. coli présents dans le tractus gastro-intestinal des bovins mais ne cause pas de maladie chez ces animaux. Cependant, EHEC O157 dans les matières fécales des bovins infectés peut être transmis à l'homme par l'exposition à de l'eau, de la viande ou des légumes contaminés.

EHEC produit des shigatoxines de divers sous-types. Ces toxines peuvent provoquer diverses maladies, de la diarrhée avec ou sans sang à une maladie rénale plus grave et potentiellement fatale. Le sous-type de toxine (stx) le plus dangereux est le sous-type 2a (Stx2a).

Au Royaume-Uni, les souches de phage type (PT) 21/28 O157 sont la principale cause d'infections à EHEC menaçant le pronostic vital et ce type de phage code couramment les types de toxines Stx2a et Stx2c.

« Notre étude montre pour la première fois que la toxine Stx2a joue un rôle clé en permettant à E. coli O157 de coloniser l'intestin des bovins, en augmentant la capacité des bactéries Stx2a positives à se transmettre entre animaux et à se répandre dans l'environnement », a dit le Dr Tom McNeilly, de l'Institut de recherche Moredun.

« Cela est important, car on pense que la plupart des infections humaines proviennent de bovins et que les infections à E. coli O157 contenant Stx2a sont associées à des formes plus graves de maladie humaine. »

Lors d'une série d'essais contrôlés sur des bovins, les chercheurs ont montré que les veaux recevaient par voie orale une souche PT21/28 excrétée à des niveaux significativement plus élevés que ceux recevant une souche PT32.

L'hypothèse selon laquelle Stx2a est importante pour la super-excrétion et la transmission de veau à veau a été testée en comparant les dynamiques d'excrétion et de transmission des souches de E. coli O157 avec et sans Stx2a.

Une survie plus longue et des niveaux plus élevés

L'étude a examiné le rôle de Stx2a dans la colonisation de l'intestin des bovins et a montré qu'il est essentiel pour la transmission croissante des EHEC O157 entre les bovins en raison de deux facteurs.

Premièrement, Stx2a est produite plus rapidement par la bactérie que les autres shigatoxines et, deuxièmement, Stx2a favorise la persistance de la bactérie sur les cellules qui tapissent le tube digestif du bétail en réduisant leur taux de renouvellement.

Cela permet aux cellules infectées de survivre plus longtemps et augmente la probabilité que le bétail élimine les bactéries dans leurs selles plus longtemps et à des niveaux plus élevés. Cela augmente donc le risque que des bactéries puissent être transmises à d'autres bovins du troupeau, ainsi qu'à l'homme.

Le professeur David Gally de l'Institut Roslin a dit que l'étude explique que le sous-type Stx2a est courant chez les souches de E. coli O157 car il peut être produit plus rapidement que d'autres sous-types de Stx.

« Deuxièmement, nos travaux démontrent à quel point la toxine peut offrir un avantage chez l’hôte animal, essentiellement en arrêtant le renouvellement habituel des cellules intestinales qui éliminerait les E. coli adhérents; ainsi, les bactéries se colonisent plus facilement, persistent dans l'intestin et peuvent être excrétées à des niveaux élevés pour infecter d'autres animaux et éventuellement l’homme. »

L’Institut de recherche Moredun, Roslin Technologies, le Collège rural d’Ecosse et l’Institut Roslin de l’Université d’Édimbourg ont financé également le développement commercial d’un vaccin contre le bétail pour E. coli O157:H7.

Le vaccin expérimental a été mis au point pour limiter l’excrétion de E. coli O157: H7 par les bovins et la transmission entre bovins.

Roslin Technologies réalisera un essai de validation en deux étapes de mai à septembre 2020 dans le Nebraska. Des essais sur le terrain examineront les bovins super-excréteurs, c'est-à-dire le passage de grands volumes de bactéries dans les matières fécales, afin de déterminer si le vaccin prévient l'excrétion de la bactérie et s'il est viable pour un usage commercial.