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Infections alimentaires : les campylobactéries mises en examen !

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Les campylobactéries sont la première cause d'une vaste gamme d'infections alimentaires dans le monde. Elles sont cependant étonnamment peu connues et les outils pour les isoler, les cultiver et les décrire sont insuffisants. Un consortium associant des scientifiques européens, sud-africains et américains a entrepris de pousser les recherches sur cette famille microbienne trop peu étudiée et d'évaluer son impact potentiellement infectieux.

On ne connaît aujourd'hui que quelque 4 000 espèces de bactéries. Mais combien en existe-t-il sur Terre ? Personne ne le sait. Pourtant, les enjeux d'une meilleure connaissance de la biodiversité du monde bactérien dépassent le champ de la microbiologie fondamentale pour s'étendre à la lutte contre les maladies infectieuses, notamment d'origine alimentaire.

Helicobacter pylori. Appellation nouvelle de Campylobacter pylori , dont le rôle pathogène dans certaines gastrites et certains ulcères duodénaux a été récemment mis en évidence © A. Labigne Institut Pasteur

La grande majorité des infections alimentaires, parfois graves, reste en effet de cause inconnue. C'est dire l'intérêt du projet Campycheck, qui se propose d'étudier la biodiversité des campylobactéries, un groupe de bactéries présumé responsable de 600 millions d'infections chaque année dans le monde. Cette étude se place dans une perspective de recherche appliquée dans le domaine de la sécurité alimentaire.

Les campylobactéries sont des bactéries en forme de bâtonnets incurvés. Vivant dans le tube digestif des animaux (d'élevage ou sauvages), elles préfèrent les milieux très pauvres en oxygène, certaines supportant même les conditions strictement anaérobiques. Elles sont pathogènes chez l'homme (principalement l'enfant et le jeune adulte), causant des diarrhées sévères qui peuvent se compliquer en hémorragie intestinale ou en infection généralisée. Dans certains cas, heureusement rares, celles-ci évoluent en un grave syndrome neurologique : la maladie de Guillain-Barré. Les anticorps que sécrète l'organisme pour lutter contre l'infection s'attaquent aux neurones, ce qui entraîne une paralysie générale.

La contamination peut se faire par le contact direct avec des excréments d'animaux, de l'eau polluée, mais surtout par la consommation d'aliments contaminés : viande de poulet, de porc ou de mouton insuffisamment nettoyée dans les abattoirs, mais également légumes souillés, lait non pasteurisé, etc.

Deux coupables ?


Si l'on connaît à ce jour une trentaine de variétés de campylobactéries, la quasi-totalité des recherches ne porte cependant que sur deux espèces : Campylobacteria jejuni et Campylobacteria coli. Jusqu'à présent, C. jejuni et C. coli ont été, en effet, les "présumées coupables" de 99% des infections dues à cette famille microbienne. "Toutes les procédures actuelles sont conçues pour chercher ces deux cibles, qui peuvent vivre à 42°C, explique William Keevil, de l'université de Southampton (UK), coordonnateur de Campycheck. Grâce en particulier au programme Campynet, un réseau de 23 laboratoires européens soutenu par l'Union entre 1998 et 2001, on dispose à présent de méthodes standardisées et efficaces pour leur détection."

Motilité intracellulaire de la bactérie Shigella. Celle-ci envahit et détruit la muqueuse intestinale du colon provoquant une dysentrie. Elle se déplace dans la cellule infectée et se propage dans les cellules voisines en fabriquant une queue de comète formée d'actine polymérisée.© J.P.Sansonetti/ Inserm

Pour les promoteurs du projet Campycheck, cette présomption de culpabilité des deux "accusées" est un peu hâtive. Ils estiment que, faute de surveillance adéquate, on ignore tout de la prévalence réelle des infections par les campylobactéries. Aucun chiffre n'est ainsi disponible pour l'Europe. Aux Etats-Unis, le Centre for Disease Control d'Atlanta annonce quelque 10 000 cas par an, dont une centaine entraînant la mort, mais estime que le nombre annuel réel serait de l'ordre de 2 à 4 millions, ce qui en ferait la première cause d'infection alimentaire devant les Salmonella !

Pourquoi un tel décalage ? "Les infections par les campylobactéries sont en général sporadiques et n'évoluent que rarement en épidémies, ce qui fait que la recherche sur les modes de contamination a été quelque peu négligée, constate William Keevil. Mais il existe un déficit scientifique. Notre hypothèse est qu'il existe de nombreuses espèces de campylobactéries que nous ne savons pas détecter. Ces variétés émergentes seraient responsables de nombre de maladies attribuées, à tort, à C. jejuni et C.Coli. Or, dans ce domaine, tout reste à faire. Et en particulier à concevoir des tests capables d'identifier les campylobactéries non thermorésistantes."

Une affaire transcontinentale

Isoler, décrire et détecter ces campylobactéries non inventoriées, telle est en substance l'ambition de Campycheck, qui associe, outre l'université de Southampton, le laboratoire de l'Autorité nationale de sécurité alimentaire irlandais, l'université du Cap (Afrique du Sud), l'université de Bologne (Italie), l'Institut Vétérinaire danois, et le Département américain de l'agriculture. Trois continents sont donc représentés. "L'objectif du projet est né lors d'une conversation aux Etats-Unis avec Al Lastovica, de l'université du Cap, spécialiste mondialement connu de cette famille bactérienne, raconte William Keevil. Cette structure mondialisée de notre recherche se justifie par le fait que la menace des campylobactéries, qui pourraient bien être transmises par les oiseaux migrateurs, doit vraiment être pensée à l'échelle planétaire. C'est particulièrement indispensable à l'heure où l'on assiste à un accroissement des échanges de produits alimentaires entre différents continents."

La paroi intestinale forme de très nombreux replis couverts de villosités : cette image montre la partie supérieure (apex) des cellules polygonales absorbantes constituant les villosités de l'intestin grêle. C'est au niveau de ces cellules que s'effectue l'absorption des aliments. Taille : 0,1 mm de diamètre par villosité.© C.Haffen Inserm

La première tâche que se donnent les chercheurs est de se doter de nouveaux outils pour mener à bien cette exploration d'un monde microbien trop peu cartographié : milieux de culture très peu oxygénés, anticorps monoclonaux détectant des protéines communes à tout le genre Campylobacter, kits de Polymerase Chain Reaction (PCR) capables de distinguer espèces et sous-espèces. Objectif : mettre au point des tests de détection des campylobactéries applicables à la fois en médecine humaine (analyse de sang des malades), en médecine vétérinaire (à partir d'excréments prélevés dans les exploitations agricoles) et en sécurité sanitaire (échantillons d'aliments ou d'eau de boissons).

D'importantes retombées économiques sont à attendre de ce travail d'innovation, ce qui explique que deux entreprises de biotechnologie britanniques spécialistes des produits de diagnostic microbiologique, Microgen Bioproducts Ltd (Camberley, Surrey) et Oxoid Ltd (Basingstoke, Hampshire), soient associées au projet.

"Dix-huit mois après avoir démarré, nous disposons des outils nécessaires à l'isolement et à la caractérisation des campylobactéries émergentes, se félicite le coordonnateur. Plusieurs laboratoires américains, asiatiques et européens nous ont contactés, ce qui montre bien l'intérêt que suscite notre programme dans ses différentes dimensions."

Pour une protection sanitaire

Le projet Campycheck ne se limite, en effet, pas à ce travail de recherche et développement technologique. Dans une optique de microbiologie fondamentale, une collection de campylobactéries prélevées sur les trois continents où se trouvent des partenaires du programme (Europe, Afrique, Amérique du Nord) sera rassemblée et analysée génétiquement. La collection constituée au laboratoire de Stephen On, à l'Institut vétérinaire danois, compte déjà une soixantaine de souches, et beaucoup attendent encore d'être décrites et classées.

La connaissance de la biodiversité microbienne, dont on a déjà dit combien elle était parcellaire, en bénéficiera directement. Mais c'est surtout en santé publique que les principales retombées sont à attendre. En lien avec les autorités en charge de la sécurité alimentaire dans plusieurs pays, Campycheck entend procéder à une étude épidémiologique de la prévalence des campylobactéries dans les différentes étapes de la chaîne alimentaire, des fermes d'élevage à l'assiette du consommateur. "Le but ultime du projet est d'obtenir un modèle de gestion du risque, qui permettra de savoir si les nouvelles espèces émergentes de campylobactéries sont, oui ou non, porteuses d'un risque de même ampleur que C. jejuni", conclut William Keevil.

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