La toxine thermostable d’E.coli (STb) est une cause de diarrhée chez l’homme et l’animal. STb se lie au sulfatide, son récepteur, puis s’internalise. Dans le cytoplasme, par une cascade d’événements, STb déclenche l’ouverture des canaux ioniques permettant la sécrétion des ions et la perte d’eau menant à la diarrhée. Les jonctions serrées forment une barrière physique intercellulaire dans les cellules épithéliales intestinales, contrôlant ainsi le flux paracellulaire des ions et de l’eau. Les jonctions serrées sont affectées par divers pathogènes et par leurs toxines. À ce jour, l’effet de STb sur les jonctions serrées n’a pas été étudié. L’étude entreprise visait à explorer l’effet de STb sur les jonctions serrées et la barrière épithéliale des cellules intestinales. Des cellules épithéliales intestinales du colon humain (T84) ont été traitées pendant 24h soit avec la toxine STb purifiée soit avec une souche d’E.coli exprimant STb. La résistance transépithéliale (TER), le flux de marqueurs paracellulaires et la microscopie confocale ont été utilisés pour analyser les effets de STb sur les jonctions serrées. Les monocouches traitées par la souche E.coli exprimant STb et la toxine STb purifiée ont manifesté une forte réduction de TER (p<0.0001) parallèlement à une augmentation significative de la perméabilité paracellulaire à l’Albumine de Sérum Bovin marqué avec l’IsoThioCyanate Fluoroscéine, BSA-FITC (p<0.0001) comparativement aux cellules non traitées et aux cellules traitées par une souche d’E.coli commensale non-toxinogène. L’augmentation de la perméabilité paracellulaire induite par STb a été associée à une dissolution générale et une condensation des fibres de stress centrales des filaments d’actine. Le réarrangement des filaments d’actine a été accompagné par une redistribution et une fragmentation des protéines des jonctions serrées dont l’occludine, la claudine-1 et la Zonula Occludens-1. Les mêmes modifications on été observées après l’intoxication des cellules T84 avec un octapeptide synthétique retrouvé dans la séquence de STb correspondant à une séquence consensus de la toxine ZOT de Vibrio cholerae, impliquée dans la réorganisation des jonctions serrées. Cet effet n’a pas été observé lorsque les cellules ont été traitées avec un octapeptide synthétique comportant les mêmes acides aminés mais distribués de façon aléatoire ou avec la toxine mutée (D30V). Nos résultats montrent pour la première fois que STb induit le dysfonctionnement de la barrière épithéliale intestinale en modifiant la distribution des protéines des jonctions serrées. Ces résultats ouvrent une nouvelle voie pour la compréhension de la pathogenèse de diarrhée causée par la toxine STb. / Escherichia coli heat-stable toxin (STb) causes diarrhea in Man and animals. STb binds to sulfatide, its receptor, followed by its internalization. Inside the cytoplasm, through a cascade of events, STb triggers the opening of ion channels allowing ion secretion and water loss leading to diarrhea. Tight junctions (TJs) are well known for controlling paracellular traffic of ions and water by forming a physical intercellular barrier in epithelial cells. Some bacterial toxinz are known to affect adversibly TJs. To date, the impact of STb on TJs has not been investigated. The present study aimed to explore the effect of STb on TJs and the barrier function in intestinal epithelial cells. Human colon intestinal epithelial cells (T84) were treated for 24h with either purified STb toxin or an E. coli strains expressing STb. TransEpithelial Resistance (TER), paracellular flux marker and confocal microscopy were used to analyze the effect of STb toxin on TJs. An E. coli strains expressing STb as well as purified STb caused a significant reduction of TER (p<0.0001) parallely to an increase in paracellular permeability to BSA-FITC (p<0.0001) compared to untreated cells or a commensal non toxinogenic E.coli strain. The increased paracellular permeability induced by STb was associated with a marked general dissolution and condensation of central F-actin stress fibers. F-actin disorganisation was accompanied by redistribution and fragmentation of occludin, claudin-1 and ZO-1 (Zonula Occludens-1) proteins. These changes were also observed following intoxication of T84 cells with an 8 amino acids peptide found in the STb sequence corresponding to a consensus sequence of Vibrio cholerae Zot toxin, shown to be involved in TJs disassembly. This effect was not observed with the scramble peptide and D30V mutant. Our findings suggest that STb induces epithelial barrier dysfunction by changes in tight junction proteins that could contribute to the observed diarrhea. These results provide new insight into the diarrhea pathogenesis caused by STb.

Les diarrhées post-sevrages causées par des infections à Escherichia coli entérotoxinogène positif pour le fimbriae F4 (ETEC F4), entraînent des pertes économiques importantes chez les producteurs de porc. Depuis quelques années, l’utilisation de probiotiques, comme additif alimentaire pour prévenir ce type d’infection entérique et réduire les traitements aux antimicrobiens, suscite un intérêt grandissant en production porcine. Le but du présent travail est de déterminer l’influence de l’administration des probiotiques Pediococcus acidilactici (PA) et Saccharomyces cerevisiae boulardii (SCB) sur la colonisation et l’attachement des ETEC F4, l’accumulation de fluide intestinal et l’expression de cytokines dans l’iléon de porcelets sevrés. Dès la naissance, différentes portées de porcelets ont été affectées aux traitements suivants : PA, SCB, PA + SCB, témoin et témoin avec antibiotiques (ATB). Une dose quotidienne de probiotiques (1 × 109 UFC) a été administrée aux porcelets des groupes probiotiques durant la lactation et après le sevrage. Sept jours après le sevrage, à 28 jours d’âge, des porcelets positifs pour le récepteur intestinal spécifique pour F4 ont été infectés oralement avec une souche ETEC F4. Les porcelets ont été euthanasiés 24 heures après l’infection (jour 29) et différents échantillons intestinaux ont été prélevés. Chez les porcelets recevant des probiotiques, l’attachement des ETEC F4 à la muqueuse iléale était significativement diminué chez les groupes PA ou SCB en comparaison avec le groupe ATB. Finalement, l’expression de cytokines intestinales était plus élevée chez les porcs du groupe PA + SCB en comparaison avec les porcelets témoins. En conclusion, les résultats de cette étude suggèrent que l’administration de probiotiques pourrait être une alternative pour limiter les infections à ETEC F4 chez le porc. / Postweaning diarrhea (PWD) associated with F4-positive enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC F4) causes important economic losses in swine production. Since a couple of years, the use of probiotics as feed additives to prevent such enteric infections and reduce the use of antimicrobial treatments, has gained in interest. The aim of the present study is to evaluate the effects of Pediococcus acidilactici (PA) and Saccharomyces cerevisiae boulardii (SCB), on ETEC F4 colonization and attachment, accumulation of intestinal fluid and cytokines expression in weaned pig’s ileum. At birth, different litters of pigs were allocated to the following treatments: PA, SCB, PA + SCB, control (CTRL) and control with antibiotics (ATB). Probiotics (1 × 109 CFU) were administered daily to probiotics group during the lactation period and after weaning. One week after weaning, at 28 days of age, all F4-receptor-positive pigs were orally challenged with an ETEC F4 strain. Pigs were slaughter 24 hours later (day 29) and different intestinal samples were collected. In pigs treated with PA or SCB, the attachment of ETEC F4 to the ileal mucosa was significantly reduced in comparison with the ATB group. Finally, intestinal cytokines were upregulated in PA + SCB group in comparison with the CTRL group. In conclusion, these results suggest that administration of probiotics could be an alternative to attenuate ETEC F4 infection in pigs.

No description available.

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Les diarrhées post-sevrages causées par des infections à Escherichia coli entérotoxinogène positif pour le fimbriae F4 (ETEC F4), entraînent des pertes économiques importantes chez les producteurs de porc. Depuis quelques années, l’utilisation de probiotiques, comme additif alimentaire pour prévenir ce type d’infection entérique et réduire les traitements aux antimicrobiens, suscite un intérêt grandissant en production porcine. Le but du présent travail est de déterminer l’influence de l’administration des probiotiques Pediococcus acidilactici (PA) et Saccharomyces cerevisiae boulardii (SCB) sur la colonisation et l’attachement des ETEC F4, l’accumulation de fluide intestinal et l’expression de cytokines dans l’iléon de porcelets sevrés. Dès la naissance, différentes portées de porcelets ont été affectées aux traitements suivants : PA, SCB, PA + SCB, témoin et témoin avec antibiotiques (ATB). Une dose quotidienne de probiotiques (1 × 109 UFC) a été administrée aux porcelets des groupes probiotiques durant la lactation et après le sevrage. Sept jours après le sevrage, à 28 jours d’âge, des porcelets positifs pour le récepteur intestinal spécifique pour F4 ont été infectés oralement avec une souche ETEC F4. Les porcelets ont été euthanasiés 24 heures après l’infection (jour 29) et différents échantillons intestinaux ont été prélevés. Chez les porcelets recevant des probiotiques, l’attachement des ETEC F4 à la muqueuse iléale était significativement diminué chez les groupes PA ou SCB en comparaison avec le groupe ATB. Finalement, l’expression de cytokines intestinales était plus élevée chez les porcs du groupe PA + SCB en comparaison avec les porcelets témoins. En conclusion, les résultats de cette étude suggèrent que l’administration de probiotiques pourrait être une alternative pour limiter les infections à ETEC F4 chez le porc. / Postweaning diarrhea (PWD) associated with F4-positive enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC F4) causes important economic losses in swine production. Since a couple of years, the use of probiotics as feed additives to prevent such enteric infections and reduce the use of antimicrobial treatments, has gained in interest. The aim of the present study is to evaluate the effects of Pediococcus acidilactici (PA) and Saccharomyces cerevisiae boulardii (SCB), on ETEC F4 colonization and attachment, accumulation of intestinal fluid and cytokines expression in weaned pig’s ileum. At birth, different litters of pigs were allocated to the following treatments: PA, SCB, PA + SCB, control (CTRL) and control with antibiotics (ATB). Probiotics (1 × 109 CFU) were administered daily to probiotics group during the lactation period and after weaning. One week after weaning, at 28 days of age, all F4-receptor-positive pigs were orally challenged with an ETEC F4 strain. Pigs were slaughter 24 hours later (day 29) and different intestinal samples were collected. In pigs treated with PA or SCB, the attachment of ETEC F4 to the ileal mucosa was significantly reduced in comparison with the ATB group. Finally, intestinal cytokines were upregulated in PA + SCB group in comparison with the CTRL group. In conclusion, these results suggest that administration of probiotics could be an alternative to attenuate ETEC F4 infection in pigs.

Ce mémoire contribue à identifier les facteurs associés à l’occurrence de la diarrhée chez les enfants de moins de cinq ans en Haïti. Après une revue de la littérature sur les déterminants de la diarrhée infanto-juvénile dans les pays en développement, nommément Haïti, nous tirons profit de la mise en commun de quatre bases de données des Enquêtes démographiques et de santé pour nos analyses quantitatives (n = 14 481). Notre étude s’intéresse notamment à l’impact de l’eau potable améliorée, des toilettes améliorées et du réfrigérateur sur la diarrhée infanto-juvénile. Nous déterminons la robustesse des associations entre ces commodités et l’occurrence de la diarrhée par des modèles de régression logistique. La commodité la plus commune est l’eau potable améliorée (58%). La présence de plus d’une commodité est peu courante (17%). En moyenne, la prévalence de la diarrhée s’élève à 29%. L’eau potable améliorée et le réfrigérateur sont corrélés à une faible occurrence de la diarrhée chez les 24-59 mois et les toilettes améliorées à une faible occurrence chez les 1-5 et 12-23 mois. Les enfants de famille ne possédant qu’une commodité ne sont pas statistiquement différents des plus défavorisés, sauf chez les 24-59 mois. Enfin, nous ne trouvons pas de liens significatifs entre les commodités et la diarrhée chez les 6-11 mois. Nos résultats sont inédits pour Haïti, et soulignent, comme piste d’intervention en prévention de la diarrhée, la nécessité d’augmenter le nombre des commodités familiales, particulièrement les toilettes améliorées privées, qui limiteraient la contamination de l’eau et des aliments. / This master’s thesis contributes to the identification of factors linked to the occurrence of diarrhoea among children under five years of age in Haiti. Following a review of the literature on predictors of childhood diarrhoea in low-income countries, namely Haiti, we take advantage of four databases from Demographic and Health Surveys (n = 14 481) to conduct our quantitative analyses. Our study is concerned mainly with the impact of improved drinking water, improved sanitations and refrigerator on childhood diarrhoea. We use logistic regression models to assess the robustness of the associations between selected factors and the occurrence of diarrhoea among children under five years of age. The most common commodity was improved drinking water (58%). The presence of more than one commodity was infrequent (17%). On average, diarrhoea prevalence was 29%. The improved drinking water and the ownership of a refrigerator were associated with a decreased occurrence of diarrhoea for children aged 24-59 months. The improved sanitation was related to a decreased in the occurrence of diarrhea for children 1-5 and 12-23 months. Children whose family owned only one commodity were not statistically different from the most disadvantaged children, except for children 24-59 months. Lastly, there was no significant link between any commodity and diarrhoea for children 6-11 months. In the context of Haiti, these new findings highlight, as an intervention path in the prevention of childhood diarrhoea, the importance of increasing the number of commodities within families, and, more specifically, improving sanitations which may help reduce the contamination of water and food.

Le Canada est l’un des plus grands pays exportateurs de porc du monde et le Québec à lui seul compte pour 6% de ce commerce mondial. Pour conserver sa compétitivité et l’excellence de ses produits, une connaissance approfondie des agents infectieux circulant au sein des troupeaux est primordiale. Plusieurs pathogènes sont peu étudiés et pourtant retrouvés chez les porcs à travers la planète. Cette étude avait pour but l’évaluation de la prévalence des astrovirus porcins, calicivirus, kobuvirus porcin, rotavirus, torque teno sus virus ainsi que le virus de l’hépatite E lors du suivi de porcelets dans un réseau de production porcine, de la maternité jusqu’en fin d’engraissement. Nous voulions brosser un portrait de l’excrétion de ces virus à travers les différentes étapes de production des animaux. L’échantillonnage de porcelets sains et en diarrhée en pré-sevrage a permis de déterminer lesquelles de ces infections virales constituaient des facteurs de risque pour la diarrhée à ce stade de production. Le virome intestinal, la partie virale du microbiome, a également été caractérisé permettant de connaître la diversité des virus entériques porcins aux différentes étapes de production, ainsi qu’entre les porcelets sains et en diarrhée. De plus, la dissémination du virus de l’hépatite E dans l’environnement ainsi que les sources probables de contamination ont été décrites à l’aide d’échantillons provenant des environnements intérieurs et extérieurs de fermes d’engraissement, de la cour d’un abattoir et de transporteurs d’animaux. Les résultats obtenus ont permis de décrire les dynamiques temporelles d’excrétion de ces virus entériques porcins en fonction des stades de production des porcs, démontrant une différence dans l’excrétion de ces virus en fonction de l’âge. Les calicivirus, ainsi que les astrovirus porcins groupes 3 et 5 étaient des facteurs de risque de diarrhée en maternité. Pour la première fois au Canada, la détection et la caractérisation des souches du kobuvirus porcin ont été réalisées, permettant de mieux comprendre leur diversité et leur persistance à travers les stades de production. La diversité du virome entérique porcin a été analysée avec la plateforme de séquençage MiSeq et cette diversité était différente entre les porcelets sains et en diarrhée, ainsi qu’entre les stades de production. Cependant, les traitements enzymatiques utilisés pour le prétraitement des échantillons fécaux ne permettaient pas le séquençage de certains virus à ARN simple-brin. Des souches similaires du virus de l’hépatite E étaient présentes dans l’environnement des fermes, ainsi qu’aux endroits communs à forte circulation des intervenants du réseau. Les activités dans la cour de l’abattoir pourraient donc être impliquées dans la dissémination de ce virus. Cette étude a permis de mieux connaitre la prévalence et la distribution des virus entériques infectant les porcs. De plus, certains des virus entériques étudiés ont été reconnus comme facteurs de risque de la diarrhée en co-infections et devront être étudiés en détail pour comprendre leurs mécanismes en relation avec la diarrhée néonatale. Des interventions plus spécifiques lors d’éclosion de diarrhées porcines, dont l’étiologie est inconnue, pourront donc être réalisées, ainsi que l’élaboration de mesures de biosécurité plus adaptées en fonction du stade de production des porcs. / Canada is a major pork exporter around the world and the province of Quebec alone accounts for 6% of this trade. To maintain the province’s competitiveness and the excellence of its products, a comprehensive understanding of the infectious agents circulating in herds is essential. Several pathogens have been intensively studied, while others have yet to be investigated even though they have been reported in pigs all around the world. This study evaluated the prevalence of porcine astroviruses, calicivirus, porcine kobuvirus, rotavirus, torque teno sus virus and hepatitis E virus, monitored in a pig production network, from the nursing farms to the end of the fattening farms to portray the excretion patterns of these viruses through the different life stages of pigs. The sampling of healthy piglets alongside piglets with diarrhea in the nursing farms allowed to determine which viruses, or co-infections of viruses were factors of diarrhea at this life stage. The intestinal virome, the viral part of the microbiome, was characterized and viral diversity of porcine enteric viruses at different life stages, as well as between healthy and diarrheic piglets were evaluated. Moreover, the dissemination of the hepatitis E virus in the farm environment, as well as the possible sources of contamination were described, from the indoor and outdoor environment of fattening farms, the slaughterhouse yard and animal transporters. The results obtained in this study described the temporal excretion dynamics of these porcine enteric viruses according to the life stages of the pigs, demonstrating the difference in the excretion of the studied viruses according to the life stage. The calicivirus, as well as the porcine astrovirus groups 3 and 5 were found to be risk factors for diarrhea in the nursing farms. For the first time in Canada, the detection and characterization of porcine kobuvirus strains were evaluated and provided a better understanding of their diversity and the persistence of these strains in the network. The porcine enteric virome diversity was analyzed on a MiSeq sequencing platform and this diversity was different between healthy and diarrheic piglets, as well as between the different life stages. However, the different enzymatic treatments used as pretreatments for fecal samples altered the ability to detect certain single-stranded RNA viruses. Similar strains of the hepatitis E virus were present in the indoor and outdoor environment of the fattening farms, as well as in common places of high circulation from the various stakeholders in the pig production network. The activities in the slaughterhouse yard could therefore be involved in the spread of this virus. This study shed light on enteric viruses infecting pigs. In addition, some of the infections from enteric viruses studied were risk factors for diarrhea in co-infections and will need to be studied in more details to understand their mechanisms, in relation to neonatal diarrhea. More specific interventions during outbreaks of porcine diarrhea of unknown etiology could be carried out, as well as the development of more adapted biosecurity measures according to the life stage of the pigs.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal