Thèse de doctorat : Sciences agronomiques : INPL : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Reproduction de : Thèse d'exercice : Médecine vétérinaire : Toulouse 3 : 2007. / Titre provenant de l'écran titre. Bibliogr. p. 130-137.

Staphylococcus aureus (S. aureus) est responsable de divers types d’infections chez l’homme et les animaux. Dans l’industrie laitière, ce pathogène est régulièrement mis en cause dans les infections intra-mammaires sous-cliniques qui persistent chez la vache et qui est à l’origine d’importantes pertes économiques. Le caractère chronique de cette infection lié aux échecs de l’antibiothérapie, sa difficile détection et l’inexistence de vaccin efficace ont suscité des recherches plus approfondies sur les S. aureus à l’origine de la mammite sous-clinique qui persiste afin de les diagnostiquer et de mieux les contrôler. Dans mon étude, j’ai caractérisé des marqueurs génétiques et phénotypiques de S. aureus persistant pour les utiliser comme un outil de diagnostique. La découverte de caractéristiques inhérentes aux souches causant des mammites bovines persistantes permettrait l'identification rapide de souches potentiellement problématiques en début d'infection et la prise de décisions justes prenant en compte la gestion thérapeutique et la gestion des troupeaux. La caractérisation des souches persistantes a commencé par la détection du profil des superantigènes qui sont des immuno-modulateurs de l’hôte. Ce profile nous a permis d’observer l’absence de l’îlot génomique νSaβ-1 chez les souches sous-cliniques. Cependant, la présence de seg augmente la probabilité de causer une infection non-persistante. L’étude du phénotype a permis d’observer une corrélation entre la production de biofilm et le niveau d’activation du système agr chez les souches persistantes et non persistantes. Nous avons observé une surexpression du biofilm suivi d’une sous-expression d’hld chez les souches persistantes et le phénomène inverse chez les souches non persistantes. Le typage par le gène spa a révélé que deux lignées bactériennes (t267 et t529) sont responsables de la majorité des cas de mammites sous-cliniques persistantes et cliniques au Canada.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La mammite bovine est une inflammation de la glande mammaire causée par un traumatisme ou par une infection. Au Canada, l’agent pathogène le plus souvent retrouvé dans les cas de mammites bovines est Staphylococcus aureus (S. aureus). Cet agent pathogène peut causer des mammites cliniques avec des symptômes graves et apparents, mais il peut aussi provoquer des mammites sous-cliniques ne présentant aucun symptôme. Cette infection engendre des pertes économiques importantes dans le secteur de la production laitière, principalement par le retrait du lait lors d’infection clinique et lorsqu’un antibiotique est utilisé. Il est ainsi important d’apporter de nouveaux outils aux producteurs laitiers pour contrer la mammite bovine. Prédire les symptômes associés à la mammite bovine causée par S. aureus pourrait améliorer la gestion des mammites en identifiant rapidement les souches problématiques. Pour ce faire, une caractérisation génotypique et phénotypique de 587 souches de S. aureus isolées dans l’ensemble du Canada a été effectuée dans le but de prédire l’apparition de symptômes cliniques et la durée de l’infection. Les séries d’isolats provenant du même quartier suivi sur une longue période de temps avec la manifestation d’au moins une mammite clinique ont été comparées aux isolats de séries sans aucune mammite clinique. Cette comparaison a été effectuée dans le but de différencier les deux types d’infection selon les caractéristiques de la souche de S. aureus impliqués. Les facteurs comparés sont la présence de gènes de virulence (seg, lukM et tst), la formation de biofilm in vitro et l’origine clonale des souches de S. aureus selon le typage spa. Des différences significatives ont été trouvées dans la distribution des types spa (p=0,018) et la présence du gène lukM (p=0,009) entre les souches causant des mammites cliniques ou sous-cliniques. Une régression logistique, qui prend en compte tous les facteurs de la comparaison, a été effectuée. Cela a permis de faire l’importante observation qu’à chaque log additionnel de biofilm, les chances d’avoir des signes cliniques augmentent de 97% (p=0,05). Pour déterminer quels facteurs influençaient la durée de l’infection, chaque facteur a été utilisé individuellement dans des tests d’analyse de survie. Aucun facteur n’est ressorti significatif dans ces tests lorsque pris individuellement, mais lorsque tous les facteurs sont pris en compte dans une régression logistique, quelques différences peuvent être observées. Nous avons déterminé que les types spa t529 et t359 ont respectivement 3,5 à 4,5 fois plus de chance de se faire éliminer en comparaison au type spa t13401 (p = 0,047 et 0,019). De nombreux facteurs ont été corrélés avec les types spa, tels que la possession de seg par t529 et la formation de biofilm variable selon le type spa. Ces résultats tendent à montrer qu’un outil de prédiction pourrait être développé avec une caractérisation plus poussée des types spa. L’outil de prédiction pourra alors permettre une meilleure gestion des cas de mammite bovine causés par S. aureus.

Thèse de doctorat : Sciences agronomiques : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.

Staphylococcus aureus est un pathogène opportuniste au potentiel de virulence élevé et particulièrement diversifié. Responsable d'intoxications alimentaires, d'infections localisées suppurées et, dans certains cas extrêmes, d’infections systémiques graves, celui-ci est pleinement capable de causer la mortalité chez des patients immunodéprimés. Pourtant, S. aureus est également la cause de divers types d’infections à fort caractère chronique et de persistance chez l’homme et les animaux, infections qui sont difficiles à traiter par antibiothérapie, et qui le plus souvent échappent au contrôle du système immunitaire. Les mammites à S. aureus sont considérées comme l’une des maladies majeures chez les bovins d’élevage, causant de lourdes pertes économiques pour l’industrie laitière. Elles se caractérisent fréquemment par des formes sous-cliniques et chroniques, rendant leur diagnostic et contrôle difficiles. La vaccination contre les infections intramammaires à S. aureus pourrait permettre de protéger les animaux contre les nouvelles infections, diminuant la propagation contagieuse du pathogène lors de la traite, et permettre ainsi de réduire la prévalence de celui-ci dans les troupeaux. Pourtant, aucune formulation n’a pu montrer de réelle efficacité de protection à ce jour. Puisque le déploiement d’une immunité adaptative strictement basée sur la réponse en anticorps n’est pas adéquat pour protéger contre un pathogène chronique tel que S. aureus, le besoin criant de développer de nouvelles méthodes et formulations de vaccin se penche maintenant sur l’amélioration de la réponse à médiation cellulaire, considérée indispensable pour une meilleure protection. Les vaccins vivants atténués, basés sur leur capacité à imiter une infection naturelle, ont su prouver leur efficacité dans le développement d’immunités spécifiques et fortes contre de nombreux microorganismes, en particulier les pathogènes intracellulaires et chroniques. On a démontré que ces souches atténuées pouvait être utilisées comme vecteurs antigéniques et aider à balancer la réponse vers des fonctions effectrices de l’immunité qui permettent de combattre plus adéquatement ce type d’infections. Cette étude a eu pour objectif principal la construction d’une souche atténuée de S. aureus pour l’utilisation à titre de vaccin vivant contre les infections intramammaires. Cette souche vaccinale atténuée est fondée sur la stabilisation génétique du phénotype small-colony variant, à la fois comme base d’atténuation de la virulence et comme facteur permettant l’internalisation temporaire et non destructive dans les cellules de l’hôte. Cette souche a été caractérisée et évaluée dans un modèle d’infection de cellules en culture et dans un modèle in vivo de mammite chez la souris, qui ont tous deux pu confirmer sa robuste atténuation et établir un première preuve de son innocuité comme vaccin.

Chez le bovin laitier, la mammite est la maladie la plus importante pour l'économie agroalimentaire du secteur laitier et entraîne les plus grandes pertes pour le producteur. Depuis plusieurs décennies, les pressions génétiques visant l'amélioration des traits favorisant la production laitière, mesurée par l'augmentation du rendement (quantité et pourcentage) de lait, protéine et gras du lait, ont eu un effet délétère sur la santé de la vache. Prévenir cette maladie devient une priorité pour les producteurs. On vise à réduire l'usage d'antibiotiques et contenir l'émergence de pathogènes résistants. Afin de renverser la tendance actuelle, l'approche proposée est d'améliorer le système immunitaire des vaches par une sélection génétique favorable au renforcissement de celui-ci. L'objectif du projet consiste à identifier des gènes impliqués dans la réponse immunitaire innée de la vache laitière et qui contribueraient à développer une offensive face aux insultes pathogéniques causant la mammite. Un modèle d'infection in vivo a été créé par l'infusion d' Escherichia coli dans des quartiers de glandes mammaires de vaches saines. Des banques de gènes transcrits ont été créées à partir de l'ARNm des cellules du lait récoltées en début d'infection (cinq heures suivant l'introduction des pathogènes). L'analyse des banques a révélé la présence d'un gène connu pour activer les lymphocytes T, 1'ostéopontine ( SPP1 ). L'induction de ce gène fut confirmée lors d'essais d'infection ex vivo avec Escherichia coli sur des cellules sanguines de vaches saines. Comme SPP1 est une cytokine produite tôt par les macrophages lors d'une infection bactérienne, elle pourrait avoir un impact important sur les défenses contre la mammite. Afin d'identifier des variants génétiques de SPP1 , la recherche de polymorphismes de nucléotides fut réalisée en comparant les séquences d'ADN génomique de deux groupes de taureaux de race Holstein présentant des valeurs d'élevage estimées (VÉE) extrêmes selon une cote attribuée aux cellules somatiques (CCS) du lait. Le séquençage de la région promotrice et des sept exons du gène a permis d'identifier quatre polymorphismes d'un seul nucléotide (SNP), soit SPP1c.-1301G>A, SPP1c.-1251C>T, SPP1c.-430G>A et SPP1c.*41A>C . Pour confirmer l'association de ces SNP dans la population Holstein, un plus grand nombre de taureaux furent génotypés et les haplotypes, déterminés. L'analyse statistique de l'association des VÉE pour la CCS à différentes lactations avec les quatre SNP et haplotypes présents dans la population a confirmé leur impact sur la CCS. L'étude a également porté sur les VÉE de certains autres critères de performance (e.g. pourcentages de gras et protéines du lait) qui seront aussi utiles aux producteurs laitiers afin d'évaluer l'impact de ces SNP sur la production laitière. Certains SNP et leur localisation (promoteur, région 3' UTR) potentialisent l'impact génétique sur la VÉE pour la CCS. Comme cette dernière est en lien avec la mammite, certains SNP pourraient influencer la résistance à cette maladie. Aussi, les SNP découverts dans la région promotrice de SPP1 sont localisés au site de reconnaissance de certains facteurs de transcription. Ils pourraient avoir un impact sur la liaison de ceux-ci à leur séquence consensus; ceci amènerait des effets sur la différenciation des lymphocytes T vers les voies de l'immunité cellulaire (Th1) et acquise (Th2). De cette manière, la réponse immunitaire serait modifiée et SPP1 pourrait effectivement influencer la résistance à la mammite.

Malgré des années de recherche, la mammite est encore la maladie qui engendre le plus de pertes pour les producteurs agricoles du secteur laitier. Il est possible que ce fait puisse s'expliquer en partie par l'effort important investi au niveau de l'amélioration génétique des vaches laitières de manière à favoriser des phénotypes permettant une production supérieure. Cette pression génétique s'est effectuée au détriment de la santé de celles-ci. Afin de corriger cette erreur, des technologies plus récentes sont donc appelées à être mises à contribution. L'identification et la caractérisation des différents microorganismes responsables de cette maladie sont des bonnes étapes vers la possibilité de mieux traiter les animaux atteints et de diminuer l'incidence des infections. L'utilisation de méthodes de détection moléculaires de ces pathogènes amène d'ores et déjà une capacité de diagnostic et un débit d'obtention de résultats difficilement atteignable à l'aide des méthodes d'identification microbiologiques seules, et ce, dans plusieurs domaines. Le secteur agroalimentaire n'y échappe pas et des méthodes de détection moléculaires des pathogènes causant des infections intramammaires menant à la mammite sont disponibles. Toutefois, il est important d'analyser les forces et les faiblesses des systèmes proposés actuellement de manière à évaluer leur utilité dans un cadre pratique pour l'industrie laitière. Le but du travail présenté est de proposer une méthode de détection des pathogènes causant des infections intramammaires en utilisant une approche moléculaire. De plus, celle-ci devait respecter plusieurs critères pré-établis qui sont, selon notre avis, nécessaires pour mettre au point un système qui puisse être vraiment utilisé dans un cadre appliqué. Ainsi, l'approche proposée permet d'identifier tous les pathogènes majeurs responsables de cas de mammite au Canada tout en ayant un coût d'opération raisonnable, une capacité de travail à haut débit automatisé et une sensibilité suffisamment élevée pour être utilisée avec des échantillons de lait. La méthode ainsi développée pour respecter ces critères a permis l'analyse de 273 échantillons de lait provenant de cas de mammite en utilisant une amplification PCR avec amorces fluorescentes suivie d'une électrophorèse capillaire et d'une analyse de fragments assistée par laser. Afin d'évaluer sa validité, les mêmes échantillons ont été analysés préalablement par les méthodes de microbiologie préconisées par le « National Mastitis Council », et ce, dans deux laboratoires indépendants. La méthode fut également validée à l'aide d'échantillons de lait contaminés artificiellement avec une quantité connue de chacun des microorganismes ciblés dans cette étude. Les résultats ont permis de déterminer les paramètres de sensibilité et de spécificité en comparant les résultats moléculaires avec ceux obtenus par les méthodes microbiologiques. Ces paramètres, bien qu'étant essentiels pour juger de la performance d'un outil de diagnostic moléculaire, sont trop souvent ignorés dans les études présentant de telles méthodes. Les travaux présentés sont donc à la fois prometteurs pour le diagnostic rapide de la mammite que pour la possibilité de mettre au point des marqueurs génétiques de résistance à la mammite dans le futur.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.