Découvrir ce qui rend cette shigatoxine encore pire que la diarrhée

«Découvrir ce qui rend cette toxine encore pire que la diarrhée», source Université du Connecticut.

EurekAlert! propose ce titre à cette information, 

La shigatoxine n’est pas sensée vous tuer. La terrible toxine libérée par E. coli entérohémorragique semble destinée à réduire le système immunitaire, pas à tuer l'hôte.

L'intoxication alimentaire par E. coli est l'une des pires intoxications alimentaires, provoquant une diarrhée sanglante et des lésions rénales. Mais tout le carnage pourrait n'être qu'un effet secondaire involontaire, rapportent des chercheurs d'UConn Health dans le numéro du 27 novembre de Science Immunology (article disponible en intégralité) Leurs travaux pourraient conduire à des traitements plus efficaces pour cette maladie potentiellement mortelle.

Escherichia coli est un groupe diversifié de bactéries qui vivent souvent dans les intestins des animaux. De nombreux types de E. coli ne nous rendent jamais malades; d’autres variétés peuvent provoquer la diarrhée du voyageur. Mais avaler ne serait-ce que quelques cellules du type de E. coli qui produit la shigatoxine peut nous rendre très, très malade. La shigatoxine endommage les vaisseaux sanguins dans les intestins, provoquant une diarrhée sanglante. Si la shigatoxine pénètre dans la circulation sanguine, elle peut provoquer une insuffisance rénale.

«Ceci est particulièrement courant chez les enfants; environ 15% des enfants atteints d'infections à E. coli producteurs de shigatoxines contractent une maladie rénale, et certains peuvent souffrir de lésions rénales sur le long terme», explique l'immunologiste d'UConn Health, Sivapriya Vanaja.

Un groupe de E. coli producteurs de shigatoxines, appelé les E. coli entérohémorragiques ou EHEC (enterohemorrhagic E. coli), est particulièrement courant aux États-Unis. Lorsque vous entendez qu’un lot de laitue romaine est rappelé en raison d’une épidémie dangereuse d’intoxication alimentaire, c’est presque certainement à cause des EHEC.

Les EHEC vivent normalement dans les bovins sans les rendre malades. Il était relativement courant d'avoir des épidémies liées à des EHEC provenant de la viande hachée préparée de manière non hygiénique, mais les réglementations strictes dans les abattoirs ont rendu cette situation moins courante. Il est maintenant plus probable que les EHEC apparaissent sur des légumes cultivés dans des champs adjacents au ruissellement du bétail ou du fumier.

Mais peu importe d'où elle vient, une fois que les EHEC pénètrent dans un être humain, l'infection est difficile à traiter. Les antibiotiques ont tendance à aggraver les choses - lorsque les bactéries se sentent en train de mourir, elles produisent plus de shigatoxines. Et les EHEC sont très efficaces pour inhiber la partie du système immunitaire qui répond normalement tôt à ce type d'infection, ce qui leur permet de se développer sans contrôle dans l'intestin humain.

Dans une étude dirigée par Morena Havira, stagiaire en postdoc dans le laboratoire de Vanaja, l’équipe a voulu savoir comment les EHEC suppriment le système immunitaire. Le corps réagit normalement aux stades précoces des infections à E. coli en activant une enzyme qui déclenche une alarme à l'intérieur des cellules. La cellule éclate pour libérer un nuage de molécules d'avertissement qui appellent d'autres parties du système immunitaire à venir combattre les bactéries.

Mais les EHEC écrasent cette réponse précoce. Pour comprendre comment cela fonctionne, Vanaja et ses collègues ont décidé de voir quel gène individuel dans les EHEC était responsable. Ils ont pris de nombreuses variétés différentes d'EHEC à partir d'une banque de mutants bactériens et ont infecté des cellules immunitaires avec eux.

L'équipe a découvert que les cellules infectées par des EHEC qui n'avaient pas le gène codant pour la shigatoxine avaient une réponse immunitaire plus élevée que les EHEC normaux.

«C'était surprenant. La shigatoxine est très bien étudiée pour son activité toxique; on ne savait pas qu’elle avait une autre fonction», explique le Dr Vanaja. Ainsi, la suppression furtive du système immunitaire par la shigatoxine peut avoir un lien avec tout le drame sanglant qui s'ensuit. Encouragés par cette observation passionnante, ils ont mené une série d'études moléculaires détaillées, qui ont révélé que la shigatoxine empêche une protéine d'éclater la cellule infectée et d'alerter le corps de l'infection.

Maintenant que Vanaja et ses collègues connaissent l'étape moléculaire spécifique avec laquelle la shigatoxine interfère à l'intérieur des cellules immunitaires, ils essaient de comprendre comment, exactement, elle la bloque. Une fois qu'ils le sauront, ils peuvent trouver des médicaments qui préviennent la toxine d'interférer avec les réponses immunitaires.

Pays-Bas : Optimisation des critères de notification pour la surveillance de Escherichia coli producteurs de shigatoxines

Voici un article, Optimisation des critères de notification pour la surveillance de Escherichia coli producteurs de shigatoxines, Pays-Bas, paru dans Emerging Infectious Diseases.

Résumé

Nous décrivons les conséquences de 2 changements majeurs dans les critères de notification pour la surveillance de Escherichia coli productreurs de shigatoxines aux Pays-Bas. Le changement de déclaration des infections aiguës et plus graves semble être un bon compromis entre la charge de travail, la redondance et la pertinence pour la santé publique, à condition que les isolats restent disponibles pour le typage et le séquençage.

Escherichia coli producteurs de shigatoxines (STEC) est un pathogène zoonotique qui provoque des maladies allant de la diarrhée légère au syndrome hémolytique et urémique (SHU) et la mort. L'infection survient principalement par la consommation d'aliments contaminés ou par contact avec des animaux ou du fumier. Dans la plupart des pays d'Europe, les infections à STEC sont à déclaration obligatoire au niveau national. En 2017, le taux moyen de notification en Europe était de 1,8 cas/100 000 habitants. Étant donné que les STEC peuvent provoquer des maladies graves et des épidémies sa notification est essentielle.

En combinant les données épidémiologiques sur les cas avec les informations sur le typage des agents pathogènes, qui sont devenues de plus en plus basées sur le séquençage du génome ces dernières années, les Pays-Bas ont mis en œuvre une surveillance des STEC pour suivre les tendances de l'incidence et des types circulants et détecter et définir les épidémies. La surveillance des STEC fournit également des données pour éclairer les actions de santé publique visant à prévenir et à contrôler la propagation du pathogène.

Les Pays-Bas ont commencé la surveillance de STEC O157 en 1999. L'introduction de la PCR, en particulier la PCR ciblant les gènes producteurs de shigatoxines, a facilité le diagnostic de tous les STEC et la PCR était plus rapide et plus sensible que la culture standard. Une étude pilote aux Pays-Bas entre 2005 et 2006 a montré la présence courante d'infections STEC non-O157 ; par la suite, la surveillance STEC O157 a été étendue à tous les STEC en juillet 2007. L'extension a provoqué une surcharge de rapports au service régional de santé publique, avec pour résultat que les informations au niveau des cas sur la maladie et son évolution ont été manquées. En outre, les informations disponibles suggéraient que la plupart des rapports provenaient de cas présentant des symptômes légers sur le long terme. En juillet 2016, les critères de notification ont été réduits pour cibler les infections aiguës et plus graves à STEC. Nous avons examiné les effets des modifications des critères de notification sur la surveillance des STEC aux Pays-Bas.

Conclusions

L'introduction de la PCR a facilité la détection de tous les STEC aux Pays-Bas. Cependant, les STEC sont un groupe hétérogène et certains sérotypes sont plus susceptibles de provoquer une maladie grave que d'autres. L'élargissement de la surveillance à tous les STEC a entraîné une multiplication par 20 des cas signalés, dont certains provenaient de cas présentant des symptômes légers et sur le long terme. Parce que la PCR est plus rapide, moins chère et plus facile que la culture, elle pourrait être demandée plus pour des résultats rapides dans les cas de maladie moins grave. En outre, de nombreux laboratoires ont mis en œuvre des tests multiplex par PCR à transcription inverse dans lesquels un échantillon est testé pour plusieurs maladies en une seule fois, au lieu de tester une maladie à la fois. Une étude en Norvège a montré que dans les laboratoires introduisant un test multiplex comme méthode de détection standard, le nombre de rapports STEC, en particulier de STEC de faible virulence, a considérablement augmenté par rapport aux laboratoires sans cette méthode. L'introduction d'un test multiplex conduit également à une augmentation de la détection des infections concomitantes.

La surveillance des sérotypes des STEC et des profils de gènes de virulence reste vitale et pertinente. Le confinement des critères de notification à l'apparition aiguë de la maladie avec> 1 des 3 symptômes prédéfinis a accru la pertinence de la surveillance pour la santé publique. Les données n'ont pas montré d'effets importants des modifications des critères sur STEC O157, ce qui n'implique aucun effet notable sur les notifications de maladie relativement grave dans le cadre de la surveillance. Cependant, un nouveau défi est apparu. Les isolats sont nécessaires pour fournir des informations sur les cas confirmés de STEC et les sérotypes en circulation et sont utilisés pour la détection des épidémies à l'échelle nationale en utilisant le séquençage du génome entier. À l'ère de l'augmentation du diagnostic moléculaire, les laboratoires régionaux effectuent moins de cultures, d'autant plus que les informations sur les sérotypes ne sont pas pertinentes pour le traitement des patients. Les critères de notification actuels aux Pays-Bas semblent être un bon compromis entre la charge de travail des laboratoires médicaux, la redondance des cas moins importants pour la santé publique et la capacité à mener des actions de santé publique. Cependant, nous soulignons que la surveillance nationale est menacée par la réduction des cultures et exhortons les instituts de santé publique et les laboratoires à se coordonner pour éviter la perte de cultures à l'avenir.

NB : On pourra aussi lire le rapport par RIVM de la surveillance des STEC aux Pays-Bas en 2017.

Cible médicamenteuse potentielle identifiée pour des infections dangereuses à E. coli

 « Cible médicamenteuse potentielle identifiée pour des infections dangereuses à E. coli », source UNSW Sydney.

Le traitement d'une souche mortelle de E. coli pourrait être possible, après que les chercheurs de l'UNSW Sydney aient identifié une nouvelle voie moléculaire qui contrôle la puissante shigatoxine.

La forme icosaédrique en forme d'araignée est une représentation abstraite du bactériophage de la shigatoxine avec un génome rouge, stylisé comme le maître marionnettiste d'une infection potentiellement mortelle par EHEC. Image: UNSW Science.

La viande crue est souvent associée à la bactérie, qui peut provoquer une intoxication alimentaire légère, mais certains types de E. coli peuvent être mortels, comme celui qui figure dans de nouvelles recherches menées par des scientifiques de l'UNSW Sydney.

Escherichia coli ou E. coli est une bactérie que de nombreuses personnes associent à une intoxication alimentaire légère, mais certains types de E. coli peuvent être mortels.

Les microbiologistes de l'UNSW Science ont étudié une souche de E. coli qui provoque une infection intestinale grave chez l'homme: E. coli entérohémorragique (EHEC). Leurs résultats ont été publiés cette semaine dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences.

Les Escherichia colientérohémorragiques (EHEC) sont des pathogènes d'origine alimentaire qui libèrent des shigatoxines pendant l'infection, entraînant des lésions rénales et neurologiques.

Le Dr Jai Tree, auteur principal de l’étude, a dit que la découverte par les chercheurs d’une nouvelle voie moléculaire qui contrôle la production de shigatoxines était importante car il n’existait pas de traitement commercialement disponible pour les infections à EHEC.

« Le traitement antibiotique de ces infections n'est généralement pas recommandé car les antibiotiques stimulent la production de shigatoxines, ce qui entraîne un risque accru d'insuffisance rénale, de lésions neurologiques et de décès », a dit le Dr Tree.

« La nouvelle voie que nous avons trouvée réduit la production de toxines et ne devrait pas être stimulée par un traitement antibiotique. Ainsi, nos résultats identifient une nouvelle cible potentielle pour le développement de médicaments capables de supprimer la production de shigatoxines lors d'une infection à EHEC. »

« Nous n'en sommes cependant qu'aux débuts et nous devons mener beaucoup plus de recherches pour comprendre si nos résultats s'appliquent à une large gamme d'isolats cliniques à EHEC et aux deux types de shigatoxines produites par les isolats humains à EHEC. »

Comment les infections EHEC commencent

Le Dr Tree a dit que les personnes pouvaient être infectées par EHEC de plusieurs manières.

« Les EHEC se trouvent principalement dans les fèces des vaches et des moutons et les humains peuvent être infectés par contact avec les animaux de la ferme et leurs excréments, ou via une infection de personne à personne si des personnes entrent en contact avec de minuscules quantités de matières fécales d'une personne malade - pour exemple, directement ou indirectement en touchant des surfaces contaminées », dit-il.

« Cette souche de E. coli peut également se propager en ingérant les bactéries en mangeant de la viande hachée insuffisamment cuite (par exemple, dans des hamburgers), en mangeant des produits frais contaminés comme des légumes pour salade, ou en buvant de l'eau contaminée ou du lait non pasteurisé. »

« Les enfants de moins de cinq ans et les personnes plus âgées sont les plus à risque de développer une infection à EHEC. »

Les épidémies à EHEC moins fréquentes mais mortelles

Le Dr Tree a dit que si la prévalence des EHEC était faible par rapport à d'autres agents pathogènes d'origine alimentaire, la maladie pourrait être très grave, voire mortelle. Les EHEC sont un type de STEC ou Escherichia coli producteurs de shigatoxines.

« Des flambées à EHEC se produisent sporadiquement en Australie et dans le monde. L'épidémie la plus importante s'est produite en Australie-Méridionale en 1995 et a été causée par la mettwurst contaminée, une saucisse fermentée semi-sèche fabriquée à partir de porc haché cru conservé par séchage et fumage », a-t-il déclaré.

« Lors de cette épidémie, 143 personnes ont été infectées - 23 d'entre elles ont subi des lésions rénales et neurologiques. Bon nombre de ces cas graves concernaient des nourrissons qui ont subi des lésions rénales permanentes et qui ont par la suite nécessité une greffe de rein. »

« Une fillette de quatre ans a subi plusieurs AVC et est décédée trois jours après son admission à l'hôpital. Cet épisode a déclenché une enquête majeure sur la sécurité des aliments et les éclosions depuis 1995 sont moins importantes. »

Le Dr Tree a déclaré que dans le monde entier, E. coli producteurs de shigatoxines restait un problème majeur de sécurité des aliments après une importante épidémie en Allemagne en 2011.

« La souche en Allemagne s'est propagée principalement par la consommation de graines germées contaminées et, dans plusieurs cas, par un contact étroit avec une personne infectée », a-t-il dit.

« Au cours de cette épidémie, plus de 4 000 personnes ont été infectées et 50 personnes sont décédées. »

Nouvelle voie ‘se cacher à la vue’

Le Dr Tree a dit que la recherche de l'UNSW était la première découverte d'une nouvelle voie de contrôle des shigatoxines en près de 20 ans.

« En 2001, des chercheurs des universités Tufts et Harvard ont montré pour la première fois comment la production de shigatoxines était contrôlée par un virus bactérien, connu sous le nom de bactériophage, dans le génome. C'est la seule voie connue qui contrôle la production de shigatoxines depuis près de deux décennies », a-t-il dit.

« Nous avons étendu ce travail pour montrer un nouveau mécanisme de contrôle des toxines qui est, de manière surprenante, enfoui dans le début de la séquence d'ADN qui code l'ARN messager de la shigatoxine - une copie de travail du gène. »

« Nous avons découvert qu'une très courte partie de l'ARN messager de la toxine est transformée en un ARN non codant régulateur qui fait taire la toxine et favorise la croissance du pathogène. »

Le Dr Tree a dit que leurs résultats étaient une surprise car les gènes des shigatoxines ont été bien étudiés, avec près de 7 000 études publiées au cours des 40 dernières années.

« Ce n'est que récemment que nous avons pu utiliser les progrès de la technologie du séquençage de l'ARN pour détecter la présence du nouvel ARN régulateur non codant intégré dans l'ARN messager de la shigatoxine », a-t-il dit.

« Ce nouvel ARN régulateur non codant se cachait à la vue depuis près de 20 ans. »

Implications pour le traitement des infections à EHEC

Le Dr Tree a dit que les découvertes des chercheurs avaient ouvert de nouvelles possibilités pour le traitement des infections à EHEC.

« Les patients reçoivent en grande partie des soins de soutien pour gérer les symptômes de la maladie et réduire les effets de la toxine sur les reins », a-t-il dit.

« Nos travaux montrent un nouveau mécanisme de contrôle de la production de toxines qui pourrait se prêter à de nouvelles thérapies à base d'ARN pour inhiber la production de toxines pendant une infection. Nous prévoyons que cela élargirait les options d'intervention et permettrait potentiellement l'utilisation d'antibiotiques qui ne sont actuellement pas recommandés car ils stimulent la production de shigatoxines. »

« De nouveaux traitements pourraient donc réduire le risque de lésions rénales, de complications neurologiques et de décès. Nous sommes impatients de tester ces nouvelles interventions lors de la prochaine étape de notre recherche. »