A propos des bactéries productrices de toxines

«Identifier plus rapidement les bactéries productrices de toxines», source Anses.

Améliorer l’identification des bactéries productrices de toxines est un vrai défi pour comprendre les épisodes d’intoxications alimentaires. Dans le cadre du Programme conjoint européen «One Health» coordonné par l’Anses, l’agence a coordonné un projet collaboratif européen sur les bactéries productrices de toxines qui provoquent le plus de toxi-infections alimentaires collectives (TIAC).

Staphylococcus aureus, Bacillus cereus et Clostridium perfringens étaient au cœur du projet européen TOX-Detect. Ce trio n’a pas été choisi au hasard : il s’agit des bactéries productrices de toxines les plus fréquemment impliquées dans les toxi-infections alimentaires collectives (TIAC). Selon le rapport de l'Union européenne sur les zoonoses One Health 2021 publié par l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) les toxines bactériennes sont la deuxième cause de TIAC après les bactéries elles-mêmes (17%).

Le projet, coordonné par l’Anses, a débuté en 2018 pour une durée de 3 ans. Il a été financé par le programme One Health European Joint Programme (EJP) et a impliqué l’Institut Pasteur, l’Inrae ainsi que différents partenaires de plusieurs pays européens.

«Selon les souches bactériennes, l’expression des facteurs de virulence n’est pas la même. Ces facteurs de virulence sont par exemple la présence de protéines d’adhésion ou la production de toxines, dans l’aliment ou dans l’organisme. Ils servent aux bactéries à contrer les défenses que l’hôte pourrait leur opposer, explique Yacine Nia, co-coordinateur du projet et chef d’unité adjoint de l’unité Staphylococcus, Bacillus, Clostridium (SBCL), du laboratoire de sécurité des aliments de l’Anses. La capacité de la bactérie à nuire à l’organisme sera plus ou moins élevée en fonction de ces facteurs de virulence.»

La plupart des intoxications provoquées par les toxines des trois bactéries étudiées engendrent des symptômes de type gastro-intestinaux (nausées, vomissements, douleurs abdominales, diarrhées). Des décès peuvent survenir, notamment chez les sujets les plus sensibles.

Parmi les sujte d’intérêt,

- Une méthode rapide d’identification de l’espèce bactérienne

- Reconnaître les bactéries grâce à la masse de leurs protéines

- Une spectrothèque adaptée aux bactéries isolées d’aliments, d’animaux ou dans l’environnement

Informations et les publications du projet TOX-Detect sur le site du One Health EJP.

Mise à jour du 18 décembre 2023

Selon un article de Joe Whitworth de Food Safety News sur le bilan 2022 des zoonoses au sein de l’UE,

Avec 1 020 cas, la France est responsable de près de 90% de tous les foyers de cas causés par des toxines bactériennes dans l'UE. Les toxines de Bacillus cereus se sont classées en première position et ont été l'agent causal de cinq épidémies avec plus de 100 cas, signalées par l'Espagne et la France.

Norvège : Une étude montre que le risque de botulisme est plus élevé pour les produits de poisson faits maison

«Une étude montre que le risque de botulisme est plus élevé pour les produits de poisson faits maison», source Food Safety News du 11 juin 2023.

Selon des scientifiques, le risque de botulisme d'origine alimentaire est toujours d'actualité lorsqu'il s'agit d'un produit traditionnel de poisson en Norvège, surtout s'il est fait maison.

Une étude a évalué le risque de contamination pendant le processus de préparation du poisson et les conditions nécessaires à la formation de neurotoxines. La toxine botulique est une neurotoxine produite par Clostridium botulinum.

Le poisson fermenté norvégien, connu sous le nom de rakfisk, est une méthode traditionnelle de conservation pendant l'hiver. S'il est mal préparé ou stocké, le poisson peut être contaminé par Clostridium botulinum. L'hygiène est l'un des principaux facteurs préventifs pour diminuer la contamination.

Les scientifiques ont dit que le botulisme est une maladie rare en Norvège, mais qu'il était possible d'être infecté après avoir mangé du rakfisk insuffisamment préparé. La toxine botulique la plus courante dans le pays est de type E.

Cas de botulisme liés au rakfisk

Les chercheurs ont examiné les données du Système norvégien de surveillance des maladies transmissibles (MSIS). L'étude a été publiée dans le Journal of Microbiology, Biotechnology, and Food Sciences.

Un rapport par l'Autorité norvégienne de sécurité alimentaire (Mattilsynet) sur la surveillance des producteurs de poissons d'eau douce à petite échelle a recensé 38 cas de botulisme d'origine alimentaire de 1977 à 2015. Lorsque le rakfisk traditionnel norvégien a été mis en cause, c'est en raison de règles inadéquates dans un environnement non professionnel.

En 2020, deux cas de botulisme ont été enregistrés, la source suspectée d'infection étant le rakfisk fait maison. Trois éclosions à Listeria ont été signalées après que des personnes aient consommé du rakfisk au cours des dernières années, dont une à la fin de 2018 et au début de 2019 qui a causé 13 cas de listériose.

En 2021, l'Autorité norvégienne de sécurité alimentaire a inspecté 53 producteurs de rakfisk et entreprises qui manipulent le poisson comme matière première. Les problèmes constatés étaient liés aux systèmes de management des risques et à la nécessité d'améliorer l'analyse des dangers, la documentation et les prélèvements.

Approche avec plusieurs barrières

Le poisson fermenté norvégien est fabriqué en suivant quatre étapes et stratégies pour prévenir la contamination par des bactéries. La température et la concentration en sel sont parmi les obstacles les plus importants pour prévenir la croissance microbienne indésirable.

La première étape de la procédure de traitement consiste à tuer le poisson et la seconde couvre l'élimination du contenu abdominal. Troisièmement, le poisson est lavé sous de l'eau à haute pression pour éliminer les matières contaminantes avant d'être trié et mis dans des seaux, où du sel est ajouté. Il est ensuite placé en chambre froide.

Dans la dernière étape, au cours des deux premiers jours de stockage à froid, la saumure est créée à partir de l'ajout de sel au poisson. Ils sont recouverts de saumure et les seaux sont stockés pendant une durée variable. La durée pendant laquelle le poisson est placé dans une chambre froide dépend de la température et de la concentration en sel.

«Une connaissance approfondie du processus de fermentation et des dangers potentiels d'un mauvais stockage a abouti au développement du principe des barrières (hurdle principle) qui a effectivement mis en place plusieurs barrières. Le principe de des battières prévient efficacement le développement de la toxine botulique dans le poisson stocké», ont dit les chercheurs.

«Les directives et contrôles stricts de l'Autorité norvégienne de sécurité alimentaire ont permis d'améliorer les connaissances et généralement une meilleure qualité du processus de fermentation. Les cas qui ont été signalés sont invariablement dus à du rakfisk fait maison où le produit final a été contaminé par Clostridium botulinum formant des toxines et des conditions permettant la formation de neurotoxine.

Des champignons en conserve liés à une intoxication à staphylocoques en Espagne

Récemment, l’Espagne avait lancé une alerte à l’histamine concernant des pizzas au thon d’italie, le blog vous en avait parlé ici.

Voici maintenant «Champignons liés à une intoxication à staphylocoques en Espagne», source Food Safety News.

Deux personnes sont malades en Espagne après avoir mangé une certaine marque de champignons (Boletus edulis).

Deux cas d'intoxication alimentaire staphylococcique ont été rapportés liés à des champignons frits dans de l'huile d'olive dans des bocaux en verre de la marque ‘El Agricultor’. L'Agence espagnole de sécurité alimentaire et de nutrition (AESAN) a dit avoir été informée de l'incident par des responsables de la région de La Rioja.

L'intoxication alimentaire staphylococcique est causée par la consommation d'aliments contaminés par des toxines produites par la bactérie Staphylococcus aureus.

Produit impliqué

Le pot concerné de «Hongos fritos en aceite de oliva» de 180 grammes porte la date du 2 février 2026 et le numéro de lot du 2 février 2021. Un rappel élargi comprend également les marques Emperatriz, Huerta Real, Boletus, Lierni et Radvi.

La distribution comprend la Navarre, le Pays basque, les Asturies, la Catalogne, la Castille-La Manche, les îles Canaries et La Rioja.

Les informations ont été reçues via le Système coordonné pour l'échange rapide d'informations (SCIRI) afin que les autorités locales puissent vérifier le retrait et le rappel des produits concernés de la vente.

L'AESAN a conseillé aux personnes qui ont le produit incriminé à la maison, de ne pas le consommer et de le rapporter au lieu d'achat.

L'agence a ajouté que si quelqu'un mange le lot concerné et présente des symptômes tels que nausées, vomissements, diarrhée ou douleurs abdominales, il doit se faire soigner.

Les symptômes d'intoxication alimentaire staphylococcique se développent généralement dans les 30 minutes à huit heures après avoir mangé ou bu un produit contaminé et ne durent pas plus d'une journée. Le traitement le plus important consiste à boire beaucoup de liquides. Les bactéries Staphylococcus aureus sont tuées par la cuisson, mais les toxines ne sont pas détruites et peuvent encore causer des cas de maladie.

Complément

On lira la notification au RASFF de l'UE par l'Espagne du 26 août 2022 à ce sujet. 

Aux lecteurs du blog

La revue PROCESS Alimentaire censure pour une triste question d’argent les 10 052 articles initialement publiés gracieusement par mes soins de 2009 à 2017 sur le blog de la revue, alors que la revue a bénéficié de la manne de la publicité faite lors de la diffusion de ces articles. La revue PROCESS Alimentaire a fermé le blog et refuse tout assouplissement. Derrière cette revue, il faut que vous le sachiez, il y a une direction aux éditions du Boisbaudry, pleine de mépris, et un rédacteur en chef complice !

Ostreopsis : un nouvel envahisseur des plages basques ?

«Ostreopsis : un nouvel envahisseur des plages basques ?», source Vigil’Anses n°17, juin 2022.

A l’été 2021, Ostreopsis, une micro-algue non visible à l’œil nu, a intoxiqué plus de 600 personnes ayant fréquenté les plages basques. Un phénomène possiblement récurent qui mérite notre vigilance ! 

Je suis en ce moment au bord des plages du Pays basque, pas vraiment pour aller à la rencontre d'Ostreopsis, mais plutôt pour mieux connaître l'identité de ce pays ...

En cas de contamination de l’eau de mer par Ostreopsis, les professionnels de la plage (maîtres-nageurs sauveteurs…) et les riverains du front de mer peuvent être particulièrement exposés. 

La prolifération de cette micro-algue se traduit par :
- l’apparition d’une mousse marronne à la surface de l’eau,
- une forte mortalité de certains mollusques sur les plages
L’intoxication peut se transmettre :
- par voie respiratoire via les embruns (sur la plage ou dans l’eau),
- par voie cutanée lors de la baignade.

Chez l’être humain, les intoxications par Ostreopsis sont le plus souvent bénignes. Elles ressemblent à une grippe et peuvent provoquer :
- maux de gorge,
- rhinite,
- toux,
- gêne respiratoire,
- fièvre,
- maux de tête,
- irritations cutanées,
- courbatures.

Ces microalgues produisent des toxines proches de la palytoxine, responsables de :
- Signes neurologiques : sensation de fourmillement, de brûlure et maux de tête,
- Signes ORL et respiratoires : nez qui coule, toux, gêne respiratoire,
- Signes cutanés ressemblant à de l’urticaire,
- Signes cardiaques : tachycardie, hypertension artérielle,
- Signes digestifs : nausées, vomissements, diarrhée,
- Signes généraux : fièvre, douleurs musculaires et articulaires.

Fort heureusement, tous les patients suivis par le Centre anti-poison ont tous guéri en deux (exposition aigue) à sept jours (exposition subaiguë). Il n’y a eu aucun décès ni même de cas de gravité forte.

Aux lecteurs du blog

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Le Danemark retrace la source présumée de cas de botulisme

«Le Danemark retrace la source présumée de cas de botulisme», source article de Joe Whitworth paru le 23 mars 2021 dans Food Safety News.

Un produit alternatif au caviar a été lié à une épidémie de botulisme au Danemark.

L'incident s'est produit après que six personnes ont consommé ensemble dans une entreprise au début du mois de mars dans le sud du Danemark. Trois ont été hospitalisés en raison du botulisme et deux autres personnes ont signalé des symptômes bénins.

Agustson A/S, le producteur, a rappelé des œufs rouges de poisson (poisson chat selon une source) en raison du risque que certains pots du lot contiennent des toxines produites par Clostridium botulinum.

Le Statens Serum Institut (SSI) a examiné un certain nombre de restes alimentaires recueillis par Fødevarestyrelsen (Administration vétérinaire et alimentaire danoise).

Dans un pot en verre d’œufs ouvert presque vide, les analyses de laboratoire de SSI ont permis de détecter des toxines. Cependant, il n'y avait aucun autre élément positif dans aucun des autres aliments ou dans les deux autres pots d'œufs.

Croissance retrouvée dans un pot

Le botulisme est une maladie très rare causée par des toxines produites par la bactérie Clostridium botulinum.

Les patients ont été traités avec de l'antitoxine botulique et leur état s'améliore. L'analyse des selles d'un patient montre qu'il s'agit d'une toxine de type B.

Le «Nora Seafood Rød stenbiderrogn» rappelé en pots de 60 grammes a été produit le 23 avril 2020. Il a une date de péremption du 23 octobre 2021 et le numéro de lot est L0114. Il a été vendu dans les magasins Netto à travers le pays.

Il a été conseillé aux consommateurs qui ont acheté ce lot de le jeter ou de le rapporter au magasin où il a été acheté.

Nikolas Kuhn Hove, de Fødevarestyrelsen, a déclaré que la toxine botulique n'était pas suspectée dans d'autres lots du même fournisseur.

«Nous n'avons aucune raison de soupçonner un problème de la part du consommateur, ni dans la chaîne d'approvisionnement ni à la production. Le lot spécifique a été vendu en juillet, septembre et décembre 2020 et nous n'avons aucun rapport concernant d'autres cas de maladie ou d'autres défauts sur le lot. Heureusement, nous n'avons vu qu'une seule entreprise avec des cas de botulisme. Cela peut montrer que nous n'avons jusqu'à présent qu'un seul pot en verre d'œufs rouges, où Clostridium botulinum a eu la possibilité de croître et de développer une toxine», a-t-il dit

Percée contre le botulisme? Apprivoiser la toxine botulique pour produire des produits thérapeutiques

«Percée contre le botulisme? Apprivoiser la toxine botulique pour produire des produits thérapeutiques», source Boston Children’s Hospital.

Bien que rare, le botulisme peut provoquer une paralysie et est potentiellement mortel. Il est causé par des toxines néfastes pour les nerfs produites par Clostridium botulinum, les toxines les plus puissantes connues. Ces toxines se cachent souvent dans les aliments contaminés (les conserves domestiques étant l’un des principaux coupables). Les nourrissons peuvent également développer le botulisme en ingérant des spores de C. botulinum dans le miel, le sol ou la poussière; la bactérie colonise alors leurs intestins et produit la toxine.

Une fois que la paralysie se développe, il n'y a aucun moyen de l'inverser, si ce n'est d'attendre que les toxines se dissipent. Les personnes atteintes de cas graves peuvent avoir besoin de recourir à des ventilateurs pendant des semaines ou des mois. Mais un nouveau moyen de traitement et d'administration du botulisme, est décrit dans Science Translational Medicine, qui pourrait changer la donne. «Actuellement, il existe des anti-toxines, mais celles-ci ne fonctionnent qu’avant que les toxines ne pénètrent dans les neurones moteurs», explique Min Dong, chercheur au département d’urologie de l’hôpital pour enfants de Boston et auteur correspondant de l’article. «Ce que nous avons développé, c'est la première thérapie qui peut éliminer les toxines après leur entrée dans les neurones.»

Si elle est prouvée chez l'homme, l'approche représenterait une percée dans le traitement du botulisme. Chez la souris, le traitement a réussi à pénétrer dans les neurones et à inverser la paralysie musculaire en quelques heures. Il a également permis aux souris de résister à des doses de toxine botulique qui seraient autrement mortelles.

Un traitement contre le botulisme, piloté par une toxine

Dong et ses collègues devaient surmonter deux barrières techniques qui ont jusqu'à présent contrecarré un traitement efficace contre le botulisme. Curieusement, leur solution résidait dans la toxine botulique elle-même. «L’un des obstacles au traitement a été de traverser la membrane cellulaire, ce qui est difficile pour les médicaments protéiques», explique le premier auteur Shin-Ichiro Miyashita, en postdoc dans le laboratoire de Dong. «L'autre cible des types de cellules spécifiques, et dans ce cas la spécificité envers les neurones moteurs et les terminaisons nerveuses. Nous avons profité du fait que les neurotoxines botuliques ciblent naturellement les neurones moteurs et peuvent fournir une cargaison de protéines à travers les membranes cellulaires.»

Le traitement utilise une toxine botulique (détoxifiée par des mutations introduites) comme véhicule d'administration. La cargaison, le médicament actif, est un mini-anticorps dérivé des anticorps de chameaux, développé par un collaborateur de l'Université Tufts, Charles Shoemaker. Deux de ces soi-disant nanocorps peuvent être administrés en tandem dans les neurones, neutralisant les toxines botuliques de type A et B d'un seul coup, a montré l'équipe.

Apprivoiser la toxine

Mais il y avait encore un problème à résoudre. «Cette approche avait été tentée, mais il était difficile de se débarrasser complètement de la toxicité», explique Dong, «jusqu'à ce que nous ayons identifié la neurotoxine botulique X en 2017. Contrairement à d'autres toxines botuliques, cette nouvelle toxine ne présente aucune toxicité après l'introduction de mutations, et sert comme un outil de livraison sûr.» 

Inversion du Botox

Outre le botulisme, Dong pense que le nouveau traitement pourrait être utile en tant qu'agent «d'inversion du botox». Les injections de Botox, en utilisant de minuscules quantités de toxine botulique de type A, peuvent traiter en toute sécurité sanitaire les rides et de nombreuses autres aspects médicaux telles que les spasmes du cou, la transpiration excessive ou la vessie hyperactive. Cependant, lorsque l'injection tourne mal, le botox peut provoquer une paralysie musculaire indésirable comme effet secondaire, et les patients doivent vivre avec la paralysie pendant des mois. «Nous pouvons potentiellement injecter notre protéine thérapeutique et éliminer le botox dans les neurones et la paralysie en quelques heures», dit Dong.

Une plateforme d'administration générale de médicaments neuroactifs?

L'approche guidée par la toxine peut offrir une plate-forme pour introduire des médicaments biologiques dans les neurones pour traiter d'autres troubles, estime Dong. À l’heure actuelle, la plupart des médicaments biologiques n’agissent que sur des cibles à la surface des cellules et ne peuvent pas pénétrer à l’intérieur de la cellule. «Nous fournissons une plate-forme d'administration de médicaments à base de protéines qui permet un ciblage hautement spécifique des neurones et une pénétration efficace des membranes cellulaires», explique Dong. «Combinée à des nanocorps, qui peuvent être développés assez facilement contre toute protéine d'intérêt, cette plate-forme peut être utilisée pour développer des thérapies qui modulent les protéines et les processus biologiques à l'intérieur des neurones. Sa nature modulaire nous permet même de cibler des types de cellules autres que les neurones en commutant le domaine de ciblage cellulaire. Cela pourrait présenter une approche générale pour l'administration de médicaments de précision dans les cellules.»

La plate-forme d'administration basée sur la toxine se compose de la toxine botulique modifiée en haut à gauche (domaine protéase en or, domaine de translocation en bleu et domaine de liaison au récepteur en violet) et du nanocorps (en rose). Lorsque cette protéine de fusion nanocorps-toxine se lie au récepteur (cyan ou bleu-vert) à la surface du neurone, la cellule l'absorbe par le biais du processus d'endocytose, enfermant la protéine de fusion à l'intérieur d'une vésicule (cercle vert clair). Le domaine protéase de la toxine, transportant le nanocorps, traverse ensuite l’intérieur de la cellule. (Image Sicai Zhang/Dong Lab, Boston Children’s Hospital).

A propos de cas d'intoxication alimentaire à l'acide bongkrékique en Chine

Farine de maïs

«Huit décès dans le Heilongjiang, dans le nord-est de la Chine, après avoir mangé des nouilles de maïs maison», source Global Times du 13 octobre 2020.

Huit membres de la famille de Jixi, dans la province du Heilongjiang, dans le nord-est de la Chine, sont décédés après avoir mangé des nouilles de maïs faites maison, tandis qu'un autre membre de la famille est actuellement hospitalisé. Les autorités locales ont confirmé lundi qu'elles avaient été empoisonnées par l'acide bongkrékique toxique retrouvé dans des nouilles et avaient exclu toute possibilité d'empoisonnement intentionnel.

Pour Food Safety News, il y a eu neuf décès.

La famille, avec 12 membres au total, a pris le petit-déjeuner à la maison ensemble le matin du 5 octobre. Les neuf anciens ont mangé les nouilles maison avant de tomber malades, tandis que les trois plus jeunes n'ont pas mangé parce qu'ils n'aimaient pas le goût, selon le gouvernement local.

Les nouilles de maïs qu'ils consommaient sont en fait un aliment local appelé Suantangzi, qui est un type épais de nouilles à base de farine de maïs fermentée. Cependant, une forte concentration d'acide bongkrékique, une toxine respiratoire produite par la bactérie Pseudomonas cocovenenans*, a été détectée dans les nouilles de maïs, ainsi que dans le liquide gastrique des aînés, a déclaré la Commission de la santé de la province du Heilongjiang.

Notamment, la nourriture faite maison avait été congelée dans le réfrigérateur de la famille pendant près d'un an.

L'acide bongkrékique est extrêmement toxique, résistant aux températures élevées et ne peut être éliminé même s'il est bien cuit, a déclaré Fan Zhihong, professeur à l'Université agricole de Chine, cité par le Beijing News. Actuellement, il n'existe aucun médicament disponible pour traiter de tels cas d'intoxication, a-t-elle déclaré.

L'acide bongkrekique est la principale cause d'intoxication par les produits à base de farine fermentée, les champignons blancs frais avariés ainsi que d'autres produits à base d'amidon avarié, ont déclaré des experts. Pour éviter les intoxications, les experts ont rappelé au public d'éviter d'utiliser du maïs trempé ou moisi pour faire de la nourriture, et de ne pas fabriquer ni manger d'aliments à base de céréales fermentées.

Manger des aliments contaminés à l'acide bongkrekique peut entraîner une intoxication pour les humains et les animaux et même entraîner la mort, avec un taux de moralité aussi élevé que 40 à 100%, selon les experts.

NB: Sur ce sujet, on lira, ces deux articles, l'un de 2017, Bongkrekic Acid-a Review of a Lesser-Known Mitochondrial Toxin et l'autre de 2019, An Investigation of Bongkrekic Acid Poisoning Caused by Consumption of a Nonfermented Rice Noodle Product without Noticeable Signs of Spoilage.

*Burkholderia gladioli pathovar cocovenenans.

Une toxine fournit des indices sur les effets à long terme de la diarrhée causée par E. coli

Les bactéries E. coli producteurs de toxines (en verte) se fixent aux cellules intestinales humaines exprimant la protéine CEACAM6 (en rouge).

«Une toxine fournit des indices sur les effets à long terme de la diarrhée causée par E. coli», source Washington University School of Medicine.

Les bactéries changent la surface de l'intestin humain pour en bénéficier.

Pour les habitants des pays riches, la diarrhée n'est généralement rien de plus qu'un inconvénient inconfortable pendant quelques jours. Mais pour un enfant pauvre d'un pays en voie de développement, des épisodes répétés de diarrhée peuvent entraîner de graves conséquences sur la santé telles que la malnutrition, un retard de croissance et des déficits cognitifs.

Des chercheurs de la faculté de médecine de l'Université de Washington à Saint-Louis ont découvert qu'une toxine produite par la bactérie Escherichia coli (E. coli), connue depuis longtemps pour causer la diarrhée, a également d'autres effets sur le tube digestif humain. La toxine, ont-ils découvert, modifie l'expression des gènes dans les cellules qui tapissent l'intérieur de l'intestin, les incitant à fabriquer une protéine que la bactérie utilise ensuite pour se fixer à la paroi intestinale.

Les résultats, publiés dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, offrent un indice sur les raisons pour lesquelles des épisodes de diarrhée récurrents mais de courte durée pourraient entraîner des problèmes nutritionnels à long terme.

«Il y a plus que ce que l'on voit avec cette toxine», a déclaré l'auteur principal, James M. Fleckenstein, professeur de médecine et de microbiologie moléculaire. «Il s'agit essentiellement de modifier la surface de l'intestin pour en tirer profit, probablement finalement au détriment de l'hôte. Il y a des décennies, des personnes ont découvert comment la toxine provoque la diarrhée, mais jusqu'à récemment, personne n'avait vraiment les outils pour explorer ce que cette toxine pouvait faire d'autre. Nous essayons de rassembler les pièces du puzzle pour découvrir comment E. coli producteurs de toxines pourrait entraîner la malnutrition et d'autres effets d'entraînement de la diarrhée.»

Fleckenstein et le premier auteur Alaullah Sheikh, chercheur en postdoc, étudient E. coli entérotoxigènes (ETEC), une souche de E. coli productrice de toxines qui est une cause fréquente de diarrhée aqueuse sévère. La soi-disant toxine thermolabile de la bactérie provoque l’ouverture des canaux ioniques sur les cellules intestinales, déclenchant un déversement d’eau et d’électrolytes dans le tube digestif - en d’autres termes, la diarrhée.

Depuis que la thérapie de réhydratation orale a été inventée dans les années 1970, les décès dus à la diarrhée ont chuté de plus de 80% dans le monde. Bien qu'inestimable pour aider les gens à survivre à une crise de diarrhée, la thérapie ne fait rien pour réduire le nombre de cas. Dans le monde entier, les jeunes enfants développent encore la diarrhée en moyenne trois fois par an, les enfants les plus jeunes et les plus pauvres étant les plus touchés par le nombre de cas - et les conséquences à long terme sur la santé.

Fleckenstein et Sheikh ont émis l'hypothèse que la toxine thermolabile des ETEC pourrait faire plus que simplement provoquer une diarrhée aiguë et une déshydratation. Si tel est le cas, cela pourrait expliquer le lien entre les ETEC et la malnutrition, le retard de croissance et d'autres problèmes.

Pour trouver d'autres façons dont la toxine affecte l'intestin, les chercheurs ont cultivé des cellules intestinales humaines et ont traité les cellules avec la toxine. Ils ont découvert que la toxine active un ensemble de gènes appelés CEACAM. Un en particulier - CEACAM6 - code pour une protéine qui se trouve normalement dans les cellules de l'intestin grêle à de faibles niveaux. D'autres expériences ont révélé que la toxine amène les cellules à produire plus de protéine CEACAM6, que la bactérie utilise ensuite pour se fixer aux cellules intestinales et délivrer encore plus de toxine. De plus, en utilisant des spécimens de biopsie intestinale provenant de personnes au Bangladesh infectées par des ETEC, les chercheurs ont montré que l'expression de CEACAM6 augmente dans l'intestin grêle lors d'une infection naturelle.

«La CEACAM6 est exprimée dans ce qu'on appelle la bordure en brosse de l'intestin grêle, où toutes vos vitamines et nutriments sont absorbés», a déclaré Sheikh. «C'est l'une des premières preuves que les ETEC peuvent modifier la surface intestinale. Nous ne savons pas encore combien de temps cela dure et ce que cela signifie pour les personnes infectées, mais il va de soi que des dommages à cette partie du corps pourraient affecter la capacité à absorber les nutriments.»

Fleckenstein, Sheikh et ses collègues continuent d'étudier le lien entre les ETEC et la malnutrition, le retard de croissance et d'autres conséquences sur la santé.

«Nous essayons en laboratoire de comprendre le rôle des ETEC et de ses toxines en ce qui concerne les effets non diarrhéiques de l'infection à ETEC, en particulier chez les jeunes enfants dans les pays en développement», a déclaré Fleckenstein. «Il y a beaucoup de travail à faire pour explorer comment les toxines pourraient être liées aux conséquences à long terme de la diarrhée.»

Un virus bactérien a contribué à la propagation d'une nouvelle souche de Salmonella

«Un virus bactérien a contribué à la propagation d'une nouvelle souche de Salmonella», source Quadram Institute.

Des chercheurs de l'Institut Quadram ont impliqué un virus porteur de toxine dans l'émergence d'une nouvelle souche de Salmonella chez le porc.

Salmonella est associée à un grand nombre de cas d'infection d'origine alimentaire entraînant des diarrhées et, dans certains cas, des complications graves. La moitié de toutes les infections à Salmonella dans l'Union européenne sont liées aux porcs, et une nouvelle souche appelée ST34 est dominante chez cet animal d'élevage. Le ST34 s'est maintenant propagé dans les populations de porcs du monde entier et est pandémique.

On sait que de nouvelles souches sont apparues à plusieurs reprises depuis le début des registres de surveillance il y a plus de 60 ans. La souche ST34 est un type de Salmonella appelé Typhimurium, qui représente un quart de toutes les infections à Salmonella. Au Royaume-Uni, plus de la moitié de toutes les infections à Typhimurium sont désormais causées par la souche ST34. Typhimurium a augmenté en proportion de toutes les infections à Salmonella pendant plus d'une décennie, en grande partie en raison de l'émergence de cette nouvelle souche.

Contrairement à Salmonella apparentée appelée Enteritidis qui a été largement contrôlée dans les troupeaux de poules pondeuses au Royaume-Uni, peu de progrès ont été accomplis ces dernières années pour lutter contre Salmonella Typhimurium. Le remplacement occasionnel de la souche épidémique dominante de Typhimurium causant la maladie peut en faire une cible mouvante. Par conséquent, il est important de comprendre pourquoi de nouvelles souches émergent et ce qui les distingue des souches précédentes pour concevoir des moyens de lutter contre ce pathogène.

Les virus sont surtout connus pour être à l'origine de certaines des pires infections chez les humains à travers l'histoire, et la pandémie actuelle de SRAS-CoV-2 ne fait pas exception. Ce sont de très petits paquets de matériel génétique qui nécessitent des cellules pour reproduire leur matériel génétique et, ce faisant, provoquent des maladies. Il existe également des virus, appelés bactériophages, qui utilisent des bactéries pour se répliquer et, ce faisant, tuent la bactérie. Cependant, certains peuvent également se cacher à l’intérieur de la cellule bactérienne en fusionnant avec le matériel génétique de la bactérie.

Dans un nouvel article, publié dans la revue Microbial Genomics, article en accès libre, les chercheurs rapportent que c'est ce qui s'est produit peut-être des centaines de fois lors de l'émergence de la souche pandémique ST34 et que cela a aidé la bactérie à se propager dans le monde.

L'étude a été menée par Eleonora Tassinari et le professeur Rob Kingsley du Quadram Institute et de l'Université d'East Anglia et son groupe de recherche, travaillant avec Public Health England (PHE), Animal and Plants Health Agency (APHA), Earlham Institute et Teagasc Food Research Center. Leur étude a été financée par le Biotechnology and Biological Sciences Research Council, qui fait partie de l'UK Research and Innovation.

Ils ont découvert que l'ancêtre commun de l'épidémie chez les porcs britanniques existait il y a environ 30 ans, mais est passé inaperçu jusqu'en 2005, lorsque la surveillance par l'APHA a détecté pour la première fois le ST34 en faible nombre.

L'analyse de la séquence du génome des infections humaines à l'aide des données de PHE a indiqué qu'un virus bactérien appelé mTmV infectait ST34 à plusieurs reprises à partir de 2002.

En analysant la structure de la population de ST34, il était clair que Salmonella hébergeant le virus mTmV dans son matériel génétique devenait plus nombreux au fil du temps et qu'il avait acquis un avantage concurrentiel sur les autres Salmonella dépourvus de virus. L’inspection plus détaillée du virus a révélé qu’il portait un gène appelé sopE codant pour une «toxine» connue pour aider Salmonella à infecter leurs espèces animales hôtes, à provoquer des diarrhées et à être transmises à de nouveaux hôtes dans l’alimentation humaine et animale.

Une infection bactérienne mortelle chez le porc déchiffrée

« Une infection bactérienne mortelle chez le porc déchiffrée », source Université de Berne.

Les porcelets nouveau-nés meurent souvent douloureusement d'une infection d'une bactérie intestinale. Une équipe de chercheurs de trois facultés de l'Université de Berne a maintenant découvert comment la bactérie provoque des saignements intestinaux mortels. Ils ont ainsi fait une percée dans la recherche vétérinaire. Des perspectives prometteuses de vaccinations et de médicaments à usage humain se sont également ouvertes.

La bactérie Clostridium perfringens fait partie du grand genre Clostridium qui peut provoquer diverses maladies mortelles chez les animaux et les humains. Les infections à Clostridium sont répandues. Ces bactéries sont dangereuses car elles produisent des poisons extrêmement puissants (toxines) qui causent des dommages ciblés aux cellules de l'hôte. Les maladies redoutées causées par Clostridium comprennent le botulisme, le tétanos, la gangrène gazeuse et les infections intestinales, par exemple.

Le groupe d'Horst Posthaus de l'Institut de pathologie animale de l'Université de Berne étudie une infection intestinale chez les porcs causée par Clostridium perfringens. Il y a 10 ans, ils étaient déjà en mesure de démontrer que la toxine produite par la bactérie, dite toxine bêta, tue les cellules vasculaires et provoque ainsi des saignements dans l'intestin du porcelet. Jusqu'à présent, cependant, on ne savait pas pourquoi la toxine attaquait spécifiquement ces cellules et pas d'autres.

Julia Bruggisser, biochimiste et doctorante à l'Institut de pathologie animale, a maintenant réussi à résoudre l'énigme de ce mécanisme dans une collaboration interdisciplinaire entre trois facultés. Les résultats de l'étude ont été publiés dans la revue spécialisée Cell Host & Microbe.

Une molécule clé

Il y a environ cinq ans, la technicienne de laboratoire Marianne Wyder de l'Institute of Animal Pathology a découvert une molécule appelée Platelet-Endothelial Cell Adhesion Molecule-1 (PECAM-1 ou même CD31 pour faire court). Elle est située à la surface de diverses cellules et joue un rôle central dans les saignements intestinaux chez les porcelets. Le rôle réel de la molécule CD31 est de réguler l'interaction entre les cellules inflammatoires et les vaisseaux sanguins. Elle survient principalement sur les cellules situées à l'intérieur des vaisseaux sanguins (les cellules dites endothéliales).

Au cours des expériences, il a été remarqué que CD31 et la toxine bêta sont distribués presque à l'identique sur ces cellules. « Notre projet résulte de cette première observation », explique Horst Posthaus. Julia Bruggisser de l'Institute of Animal Pathology a découvert que la toxine libérée par la bactérie dans l'intestin s'attache au CD31. Comme la toxine bêta compte parmi les toxines formant des pores ou porogènes, elle perce ainsi la membrane cellulaire et tue les cellules endothéliales. Cela entraîne des dommages aux vaisseaux et des saignements dans l'intestin.

Des chercheurs de l'Université de Berne unissent leurs forces

La collaboration entre plusieurs groupes de recherche de l'Université de Berne a été essentielle à la réussite du projet. « Pour mes recherches, je travaille dans trois laboratoires de l'université. Bien que ce soit difficile, j'apprends beaucoup et surtout, c'est amusant », explique Julia Bruggisser. En plus de la pathologie animale, elle travaille également avec des groupes dirigés par Britta Engelhardt (Theodor-Kocher Institute) et Christoph von Ballmoos (Département de chimie et biochimie). «Ils avaient les bonnes questions et les bonnes idées. Nous avons pu apporter notre savoir-faire concernant CD31 et les méthodes et réactifs que nous avions développés dans l'étude», explique Britta Engelhardt. «Cela s'est parfaitement assemblé», ajoute Christoph von Ballmoos.

Meilleure prophylaxie et médicaments

La découverte permet de développer de meilleurs vaccins afin de prévenir la maladie mortelle chez le porc. «Mais nous voulons également déterminer si la fixation de la toxine bêta au CD31 sur les cellules endothéliales permet également le développement de nouvelles formes de thérapie, pour les maladies vasculaires chez l'homme par exemple. Nous avons déjà entamé plus de collaborations au sein de l'Université de Berne à cette fin», explique Horst Posthaus.