Les stress liés à la manipulation des volailles entraînerait une adaptation de Campylobacter

Une étude récente, « Poultry handling-related stress alters membrane composition, extracellular vesicle production, survival, and virulence in Campylobacter jejuni Bf », publiée dans la revue Applied and Environmental Microbiology démontre que Campylobacter jejuni survit et se multiplie lorsqu'il est soumis à une combinaison de stress thermique (chaleur) et oxydatif simulant les conditions d'abattage de la volaille.

A savoir

Effets des stress sur Campylobacter jejuni :

• Modifications cellulaires : L'exposition aux stress liés à la manipulation et à l'abattage entraîne un arrondissement des cellules ainsi qu'une perte de mobilité bactérienne.

• Remodelage membranaire : La bactérie modifie la composition de sa membrane et réduit sa fluidité, tout en reprogrammant son métabolisme pour accroître la teneur en ATP intracellulaire.

• Modification des vésicules : Bien que la composition lipidique de la membrane plasmique principale demeure stable, C. jejuni altère le profil lipidique des vésicules extracellulaires qu'elle libère.

• Virulence accrue : Les cellules stressées libèrent des vésicules extracellulaires présentant une toxicité accrue envers les cellules épithéliales Caco-2, ce qui peut faciliter l'invasion de l'intestin humain.

Résumé

Nous avons étudié l'adaptation de la souche aéro-tolérante de Campylobacter jejuni Bf à des conditions mimant l'abattage des volailles. Nous avons démontré que C. jejuni Bf survit et se multiplie activement sous l'effet combiné d'un stress thermique et oxydatif. L'exposition au stress induit un arrondissement cellulaire, une perte de mobilité, un remodelage de la composition membranaire, une diminution de la fluidité membranaire et une reprogrammation métabolique avec une augmentation des niveaux d'ATP intracellulaire. Tout en conservant la composition lipidique de sa membrane plasmique, C. jejuni module la composition lipidique de ses vésicules extracellulaires lorsqu'il est exposé au stress. Notamment, les cellules de C. jejuni stressées libèrent des vésicules extracellulaires présentant une toxicité accrue envers la barrière épithéliale des cellules Caco-2, facilitant potentiellement l'invasion de l'épithélium intestinal.

Importance

Les infections à Campylobacter constituent l'une des principales causes de gastro-entérite d'origine alimentaire dans le monde. Campylobacter pénètre facilement dans la chaîne alimentaire et se transmet à l'homme, principalement par la consommation de viande de volaille contaminée. La forte prévalence d'isolats humains de Campylobacter jejuni aéro-tolérants suggère une corrélation entre leur capacité à survivre en conditions aérobies, leur virulence et leur résistance à des conditions de stress extrêmes. Cependant, le mécanisme sous-jacent demeure mal connu. Nos résultats montrent que les vésicules extracellulaires de C. jejuni participent à une stratégie de survie qui relie l'adaptation environnementale à la pathogénicité.

Extraits de l’article

La persistance de C. jejuni tout au long de la chaîne alimentaire présente un paradoxe, compte tenu de ses exigences de croissance strictes en laboratoire et de sa présence généralisée dans des environnements apparemment défavorables. Une fois les poulets colonisés, C. jejuni se propage rapidement au sein du troupeau et persiste dans le tractus intestinal jusqu'à l'abattage. Lors de la transformation, une fuite de contenu intestinal peut entraîner une contamination des carcasses, avec des charges bactériennes atteignant jusqu'à 6,5 log UFC/g. En Europe, dans le cadre du critère d'hygiène des procédés concernant Campylobacter, la surveillance d'échantillons de volaille a révélé que 16,0 % d'entre eux dépassaient la limite de 3 log UFC/g. Au cours de la transformation de la volaille, C. jejuni est exposé à divers facteurs de stress, notamment la chaleur, le choc thermique par le froid, le stress acide et le stress oxydatif. En cas d'exposition aiguë, les cellules de C. jejuni de forme spiralée prennent une forme coccoïde en raison de dommages oxydatifs. Ce changement morphologique est l'un des événements survenant lorsque les bactéries entrent dans un état viable mais non cultivable, ce qui entrave leur détection sur les milieux de culture conventionnels lors des procédures de contrôle qualité.

Ce phénomène pourrait expliquer la persistance de l'incidence de la campylobactériose dans les pays développés, malgré des normes d'hygiène et de sécurité des aliments avancées. Aux températures de réfrigération, la composition en acides gras membranaires des cellules coccoïdes est presque identique à celle des cellules spiralées, tandis que les taux d'ATP intracellulaire restent élevés. L'observation de cellules de C. jejuni à l'état viable mais non cultivable dans des suspensions cellulaires vieillissantes a révélé une perte de la membrane externe. Par ailleurs, l'instabilité membranaire induite par un stress abiotique favorise le bourgeonnement de vésicules, permettant de relâcher la tension de l'enveloppe cellulaire ou d'exporter des composants endommagés. La production bactérienne de vésicules extracellulaires s'inscrit dans les stratégies d'adaptation et de survie en milieu hostile, notamment lors de la transformation des aliments ou au sein de l'hôte.

Nous montrons dans cette étude comment des stress successifs, reproduisant les étapes de la transformation de la volaille, affectent le fitness et la virulence de C. jejuni. Nous avons utilisé la souche clinique Bf, dont il a été démontré précédemment qu'elle tolère les environnements aérobies et survit à la carence en nutriments dans l'eau stérile en passant à un état viable mais non cultivable de morphologie non coccoïde. Nous nous sommes concentrés sur l'adaptation cellulaire, aux niveaux structurel, lipidomique et protéomique, face à un stress combiné thermique et oxydatif, ainsi que sur l'interaction des cellules adaptées avec la lignée cellulaire intestinale humaine Caco-2.

Sur la base de leurs résultats obtenus avec la souche Bf de C. jejuni, les auteurs suggérent que les Campylobacter aérotolérants pourraient adopter une stratégie d'adaptation membranaire pour surmonter rapidement les conditions de stress et accroître leur virulence.