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15.17J : Listériose - Biologie

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La listériose est une infection bactérienne causée par une bactérie Gram-positive et mobile appelée Listeria monocytogenes.

Objectifs d'apprentissage

  • Discuter du mécanisme d'action de la listériose

Points clés

  • La listériose a une faible incidence chez l'homme et survient chez les femmes enceintes, les nouveau-nés, les patients âgés et les patients immunodéprimés.
  • Listeria peut envahir à travers des barrières inhabituellement dures chez l'homme : la barrière hémato-encéphalique et la barrière fœto-placentaire, qui contiennent des niveaux élevés de protéine cadhérine sur leur membrane.
  • La principale voie d'acquisition de Listeria est l'ingestion de produits alimentaires contaminés.

Mots clés

  • incidence: une mesure du risque qu'une personne développe une nouvelle maladie dans une période de temps spécifiée, généralement un an
  • listériose: Maladie infectieuse des humains et des animaux causée par les bactéries Listeria monocytogenes et Listeria ivanovii, souvent par le biais d'aliments contaminés.
  • méningite: Inflammation des méninges, caractérisée par des maux de tête, une raideur de la nuque et une photophobie ainsi que de la fièvre, des frissons, des vomissements et des myalgies.
  • cadhérine: N'importe quelle classe de protéines transmembranaires importantes dans le maintien de la structure tissulaire.
  • barrière hémato-encéphalique: une structure dans le système nerveux central (SNC) qui maintient diverses substances présentes dans la circulation sanguine hors du cerveau tout en laissant entrer les substances essentielles à la fonction métabolique

La listériose est une infection bactérienne causée par une bactérie Gram-positive et mobile, Listeria monocytogenes. La listériose a une faible incidence chez l'homme et survient chez les femmes enceintes, les nouveau-nés, les patients âgés et les patients immunodéprimés. Les femmes enceintes sont les plus sensibles et l'infection peut entraîner un accouchement précoce, une infection du nouveau-né et la mort du bébé.

Les symptômes de la listériose durent généralement de 7 à 10 jours, les symptômes les plus courants étant la fièvre, les douleurs musculaires et les vomissements. La diarrhée est un autre symptôme, mais moins fréquent. Si l'infection se propage au système nerveux, elle peut provoquer une méningite, une infection de l'enveloppe du cerveau et de la moelle épinière.

Listeria a évolué à l'origine pour envahir les membranes des intestins, en tant qu'infection intracellulaire, et a développé un mécanisme chimique pour le faire. Il s'agit d'une protéine bactérienne « internaline » qui se fixe à une protéine de la membrane cellulaire intestinale « cadhérine ». « Ces molécules d'adhésion se retrouvent également dans deux autres barrières inhabituellement résistantes chez l'homme – la barrière hémato-encéphalique et la barrière fœto-placentaire, ce qui peut expliquer l'affinité apparente de Listeria pour provoquer la méningite et affecter les bébés in utero. Des souches particulières de bactéries d'origine alimentaire peuvent envahir le cœur, entraînant des infections cardiaques graves et difficiles à traiter.

Listeria monocytogenes est omniprésente dans l'environnement. La principale voie d'acquisition est l'ingestion de produits alimentaires contaminés. Listeria a été isolée dans la viande crue, les produits laitiers, les légumes, les fruits et les fruits de mer. Les fromages à pâte molle, le lait non pasteurisé et le pâté non pasteurisé sont également des dangers potentiels. La principale prévention passe par la promotion d'une manipulation, d'une cuisson et d'une consommation sûres des aliments. Cela comprend le lavage des légumes crus et la cuisson complète des aliments crus, ainsi que le réchauffement des restes ou des aliments prêts à manger, comme les hot-dogs, jusqu'à ce qu'ils soient chauds. Une autre mesure préventive consiste à conseiller aux groupes à haut risque tels que les femmes enceintes et les patients immunodéprimés d'éviter les pâtés non pasteurisés et les aliments tels que les fromages à pâte molle.

Avec l'avènement de la listériose, la bactériémie doit être traitée pendant deux semaines, la méningite pendant trois semaines et l'abcès cérébral pendant au moins six semaines. L'ampicilline est généralement considérée comme l'antibiotique de choix et la gentamicine est fréquemment ajoutée pour ses effets synergiques. Environ 10 pour cent des infections graves à listeria impliquent des infections cardiaques difficiles à traiter, plus d'un tiers se révélant mortelles.


Menace invisible : Listeria dans le poisson fumé

En 2018, 701 cas de listériose invasive sévère ont été communiqués à l'Institut Robert Koch (RKI), ce qui se traduit par 0,8 cas pour 100 000 habitants. La plupart des cas de listériose signalés sont graves et sont associés à un empoisonnement du sang, à une méningite ou à des fausses couches, par exemple. En 2018, la maladie était mortelle dans 5% des cas. Les personnes âgées, les personnes aux défenses immunitaires affaiblies, les femmes enceintes et leurs nouveau-nés sont particulièrement vulnérables. Listeria peut être trouvée dans une grande variété d'aliments d'origine végétale et animale. Les poissons fumés à froid ou à chaud sont souvent contaminés et sont donc également suspectés de transmettre cette maladie. D'autres produits de la pêche et fruits de mer consommés crus, tels que les sushis, les sashimis et les huîtres ou les produits salés tels que le poisson gravé, peuvent également être affectés. "Les femmes enceintes, les personnes âgées ou celles dont les défenses immunitaires sont affaiblies ne devraient manger que du poisson et des fruits de mer qui ont été soigneusement chauffés", a déclaré le président du BfR, le professeur Dr Andreas Hensel.

Toutes les bactéries Listeria ne causent pas de maladie. Sur les 20 espèces de Listeria décrites, seule Listeria (L.) monocytogenes est une cause importante d'infection chez l'homme. Les infections pendant la grossesse peuvent entraîner une fausse couche, une naissance prématurée, une mortinaissance ou la naissance d'un enfant malade. De plus, la listériose se développe principalement chez les personnes dont le système immunitaire est affaibli par la vieillesse, des conditions médicales préexistantes ou la prise de médicaments. Ils souffrent souvent d'empoisonnement du sang, d'encéphalite ou de méningite ainsi que par ex. d'une endocardite ou d'une inflammation bactérienne des articulations. La listériose est associée à une mortalité relativement élevée dans les groupes à risque. Chez les individus sains n'appartenant pas à l'un des groupes à risque, une infection peut entraîner une inflammation du tractus gastro-intestinal ainsi qu'une fièvre, la progression étant généralement modérée.

La bactérie L. monocytogenes est répandue dans l'environnement et peut être trouvée dans de nombreux aliments. Des taux de détection élevés sont trouvés dans la viande hachée, les plats de viande crue (par exemple le tartare), la viande de saucisse crue (par exemple, le porc haché cru "Mettwurst") et le lait cru, par exemple. Cependant, de nombreux autres aliments prêts à consommer d'origine animale et végétale, qui ne sont pas soumis à d'autres traitements germicides (par exemple, chauffage) après transformation, peuvent également contenir L. monocytogenes. Les exemples incluent le fromage (fait à partir de lait cru ou pasteurisé), les salades et légumes prédécoupés, les salades de charcuterie ou les produits de saucisse en tranches. En effet, la listeria peut survivre longtemps dans les usines de transformation des aliments dans des recoins difficiles d'accès pour le nettoyage et la désinfection. En conséquence, l'entrée continue des germes pendant la production alimentaire est possible.

Les produits de la pêche crus, fumés ou salés et les fruits de mer tels que les sushis, les sashimis, les huîtres, le poisson fumé à froid ou à chaud (par exemple le saumon fumé) et le poisson salé (par exemple le saumon gravé) sont fréquemment contaminés par la listeria. 7 à 18 % des échantillons de produits à base de poisson fumés à froid ou salés examinés par les autorités de surveillance des aliments en Allemagne entre 2007 et 2017, et 3 à 9 % des échantillons de produits à base de poisson fumés à chaud contenaient L. monocytogenes. Même de faibles concentrations de germes sont dangereuses pour les groupes à risque, par exemple lorsque les produits sont stockés à la maison au-dessus des températures recommandées par le fabricant ou lorsqu'ils sont consommés après leur date de péremption. De plus, la manipulation de produits contaminés risque de transférer la listeria à d'autres aliments.

La Société allemande de nutrition (DGE) recommande au moins un repas de poisson par semaine. Le poisson contient notamment des acides gras spéciaux et des acides gras oméga-3 à longue chaîne, l'acide docosahexaénoïque (DHA) et l'acide eicosapentaénoïque (EPA).

Le BfR recommande aux personnes présentant un risque accru de développer la listériose de ne pas généralement éviter le poisson, mais plutôt de ne manger que du poisson ou des fruits de mer bien chauffés. Listeria peut être tué de manière fiable en chauffant les aliments à une température à cœur de 70 °C pendant au moins deux minutes. Les groupes à risque devraient s'abstenir de manger des produits de la pêche et des fruits de mer crus, fumés et salés.


Toute la famille : Cornell ajoute cinq espèces au genre Listeria

En examinant la prévalence de la listeria dans les sols agricoles aux États-Unis, les scientifiques de l'alimentation de Cornell sont tombés sur cinq parents inconnus et nouveaux de la bactérie, selon une nouvelle recherche publiée le 17 mai dans l'International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.

La découverte, ont déclaré les chercheurs, aidera les installations alimentaires à identifier les niches de croissance potentielles qui, jusqu'à présent, ont peut-être été négligées, améliorant ainsi la sécurité alimentaire.

"Cette recherche augmente l'ensemble des espèces de Listeria surveillées dans les environnements de production alimentaire", a déclaré l'auteur principal Catharine R. Carlin, doctorante en sciences alimentaires.

« Élargir la base de connaissances pour comprendre la diversité de la listeria permettra d'éviter la confusion et les erreurs du monde de l'alimentation commerciale, ainsi que d'éviter la contamination, d'expliquer les faux positifs et de contrecarrer les épidémies d'origine alimentaire. »

L'une des nouvelles espèces, L. immobilis, manquait de motilité ou de capacité à se déplacer. Les Listeria bougent beaucoup. Parmi les scientifiques, la motilité était considérée comme courante chez les listeria étroitement liées à L. monocytogenes, un agent pathogène d'origine alimentaire bien connu – et utilisée comme test clé dans les méthodes de détection de la listeria. Cette découverte appelle effectivement à une réécriture des protocoles d'identification standard émis par les régulateurs de la sécurité alimentaire, a déclaré Carlin.

Étant donné que les espèces de listeria coexistent souvent dans des environnements propices à la croissance de L. monocytogenes, les établissements alimentaires surveilleront toutes les espèces de listeria pour vérifier leurs pratiques d'assainissement.

Listeria monocytogenes peut avoir une profonde influence pathogène sur les usines de transformation des aliments et ces usines doivent être maintenues propres. La listériose a un taux de mortalité de 20 à 30 %, même avec un patient prenant des antibiotiques, selon la Food and Drug Administration des États-Unis.

Les Centers for Disease Control and Prevention estiment que 1 600 personnes aux États-Unis contractent la listériose chaque année et près de 260 en meurent.

Alors que les consommateurs dans les allées des épiceries ne remarqueront peut-être pas la différence, les professionnels qui recherchent quotidiennement les agents pathogènes auront désormais plus d'outils.

"Cet article décrit certaines caractéristiques uniques des espèces de Listeria qui sont étroitement liées à Listeria monocytogenes, qui seront importantes d'un point de vue évolutif et d'un point de vue pratique pour l'industrie alimentaire", a déclaré le co-auteur Martin Wiedmann, Ph.D. ’97, le professeur de la famille Gellert en sécurité alimentaire et science alimentaire. "Probablement, certains tests devront être réévalués."

Comprendre les différentes espèces de Listeria est essentiel pour comprendre leurs similitudes. "Cela nous aidera à mieux identifier Listeria monocytogenes", a déclaré Wiedmann, "et à ne pas l'identifier à tort comme autre chose."

Dans le cadre de la recherche, le groupe Wiedmann a collecté des échantillons de sol de tous les États-Unis et des échantillons d'eau agricole de l'État de New York. Dans le sol et l'eau, ils ont trouvé 27 isolats de listeria qui ne pouvaient pas être classés au niveau de l'espèce. Le laboratoire a donc effectué des tests basés sur la séquence du génome entier et a montré que ces nouvelles espèces formaient cinq nouveaux groupes distincts.

Après avoir nommé L. immobilis pour refléter la caractéristique non mobile de cet organisme, trois des autres espèces ont été nommées pour honorer d'autres chercheurs sur la listeria :

  • L. cossartiae pour Pascale Cossart, bactériologiste à l'Institut Pasteur de Paris
  • L. farberi pour Jeff Farber, microbiologiste à l'Université de Guelph, Canada et
  • L. portnoyii pour Daniel Portnoy, microbiologiste à l'Université de Californie à Berkeley.

L'espèce L. rustica est dérivée du mot latin "rusticus" et signifie son origine rurale.

Depuis 2010, le groupe de recherche de Wiedmann a découvert 13 des 26 espèces classées dans le genre listeria.

"Lorsque vous inspectez l'environnement des usines de transformation des aliments ou des restaurants, vous devez connaître la listeria pathogène des espèces non pathogènes", a déclaré Wiedmann. « Il faut distinguer les gentils des méchants. »

En plus de Carlin et Wiedmann, les autres auteurs du nouvel article sont Jingqiu Liao, Ph.D. ’20, Columbia University Dan Weller, Ph.D. ‘17, SUNY College of Environmental Science and Forestry Xiaodong Guo, technicien de recherche et Renato Orsi, Ph.D. '08, associé de recherche principal.

Le financement de la recherche a été fourni par le Center for Produce Safety du Florida Department of Agriculture and Consumer Service Specialty Crop Block Grant Program.


Interactions de Listeria monocytogenes avec les cellules de mammifères lors de l'entrée et du mouvement à base d'actine : facteurs bactériens, ligands cellulaires et signalisation.

Bien que 㱐 ko de son génome de 3,3 mégabases soient connus, Listeria monocytogenes a reçu beaucoup d'attention et une quantité impressionnante de données a contribué à élever cette bactérie parmi les agents pathogènes intracellulaires les mieux compris. Les mécanismes que Listeria utilise pour entrer dans les cellules, s'échapper de la vacuole phagocytaire et se propager d'une cellule à l'autre en utilisant un processus de motilité basé sur l'actine ont été analysés en détail. Plusieurs protéines bactériennes contribuant à ces événements ont été identifiées, notamment les protéines d'invasion internaline A (InlA) et B (InlB), la toxine porogène sécrétée listeriolysine O (LLO) qui favorise l'échappement de la vacuole phagocytaire, et la protéine de surface ActA qui est requis pour la polymérisation de l'actine et le mouvement bactérien. Alors que LLO et ActA sont essentiels pour le processus infectieux et ne sont pas redondants avec d'autres protéines listériales, le rôle précis d'InlA et InlB in vivo reste incertain. Comment InlA, InlB, LLO ou ActA interagissent avec les cellules de mammifères commence à être déchiffré. L'image qui se dégage est que cette bactérie utilise des stratégies générales également utilisées par d'autres bactéries invasives, mais a développé un panel d'outils et d'astuces spécifiques pour exploiter les fonctions cellulaires des mammifères. Leur étude peut conduire à une meilleure compréhension de questions importantes en biologie cellulaire telles que la signalisation des récepteurs de ligands et la dynamique de la polymérisation de l'actine dans les cellules de mammifères.


Utilisation des domaines VHH en thérapeutique

L'utilisation d'anticorps en tant qu'agents thérapeutiques découle de leur biocompatibilité et de leur haute affinité/spécificité pour les antigènes cibles. Étant donné que les domaines VHH partagent ces propriétés, en plus de posséder des qualités bénéfiques supplémentaires, les domaines VHH ont été recherchés en tant que modalités thérapeutiques. Actuellement, la base de données sur les anticorps thérapeutiques (https://tabs.craic.com) répertorie plus de 31 agents à base de VHH allant du développement préclinique au développement clinique. Les intérêts thérapeutiques de la VHH comprennent, sans s'y limiter, l'oncologie, l'inflammation, les antiviraux, la neurologie, les agents anti-infectieux et les troubles hématologiques rares. En février 2019, la FDA a approuvé la première thérapie à base de VHH, Cablivi® (Sanofi, anciennement Ablynx), pour le traitement du purpura thrombocytopénique thrombotique acquis.

Les VHH présentent des avantages par rapport aux anticorps conventionnels en raison de leur petite taille et de leur robustesse résultant de leurs propriétés physicochimiques uniques. Ces propriétés incluent la capacité d'exprimer VHH dans les systèmes d'expression à la fois procaryotes et eucaryotes, ce qui peut entraîner un coût inférieur des marchandises (de la découverte à la fabrication). La nature à domaine unique de VHH provient d'un gène codant court (�𠂛p). Cette petite empreinte génétique permet une fonctionnalité étendue grâce à la création de modularité via des fusions génétiques à un large éventail de protéines, par ex. la création de fusions d'anticorps multispécifiques. 30,31 De plus, les domaines VHH possèdent une homologie de séquence élevée avec les gènes VH3 humains, 32 qui peuvent conférer une faible immunogénicité pour une utilisation dans des applications thérapeutiques. En effet, les premiers essais humains d'un VHH anti-facteur de Van Willebrand pour le purpura thrombocytopénique thrombotique (PTT) ont rapporté une faible immunogénicité clinique. 33 Néanmoins, malgré la similitude de séquence élevée, des stratégies ont également été poursuivies pour humaniser les domaines VHH des camélidés. 34

Une mise en garde concernant l'utilisation des domaines VHH pour des applications thérapeutiques est que le rayon hydrodynamique VHH tombe en dessous de la limite de filtration glomérulaire du rein, ce qui peut entraîner une clairance rénale rapide, une mauvaise pharmacocinétique (PK) et potentiellement limiter l'efficacité thérapeutique. De plus, les VHH manquent de la région Fc, qui, sur les anticorps contenant du Fc conventionnel, facilite des demi-vies prolongées via le recyclage du FcRn. Alors que dans certains cas, cette clairance rapide est un comportement favorable (par exemple, les réactifs d'imagerie diagnostique), plusieurs stratégies d'ingénierie ont été utilisées pour obtenir une PK plus favorable. La création facile de fusions génétiques avec Fc conventionnel, 35 domaines répétés VHH (mono- ou polyspécifiques), 36 protéines sériques (par exemple HSA) et l'albumine anti-sérum VHH 37 a été couramment utilisée pour augmenter à la fois la taille et le profil PK. Comme alternative aux fusions génétiques et à la modularité, des approches chimiques peuvent également être utilisées, notamment la PEGylation et la lipidation pour une demi-vie améliorée. 38,39

La structure modulaire des domaines VHH a ouvert de nouvelles opportunités pour cibler des maladies, telles que le cancer 40 et les infections virales. 40 Par exemple, le domaine VHH a été exploré dans le cadre d'une thérapie cellulaire T adoptive par récepteur d'antigène chimérique (CAR) ciblant l'antigène HER2, 41 ainsi que dans le CAR HER2/CD20 double spécifique qui tire parti du petit domaine modulaire VHH. 42 Des constructions VHH ciblant des protéines virales, telles que l'enzyme du virus de la grippe neuraminidase de H5N1 43 ou la protéine de fusion F du virus respiratoire syncytial humain (RSV) 44 ont empêché l'infection virale chez la souris. Laursen etਊl. 45 ont tiré parti du domaine VHH unique en générant des variantes d'anticorps VHH multidomaines qui pourraient cibler plusieurs épitopes d'hémagglutinine de la grippe A et B. Ces anticorps uniques de fusion du domaine VHH anti-hémagglutinine possèdent une réactivité/puissance virale croisée améliorées et fournissent de nouveaux cadres qui peuvent être appliqués à un large éventail d'applications thérapeutiques.

Livraison orale de domaines VHH

Alors que les thérapies à base d'anticorps monoclonaux sont traditionnellement administrées par voie intraveineuse ou sous-cutanée, des opportunités existent pour délivrer des anticorps par d'autres voies, telles que la délivrance orale. Une de ces applications potentielles comprend la prévention et/ou le traitement d'agents pathogènes bactériens digérés. Pour de telles utilisations thérapeutiques, l'anticorps doit maintenir sa fonction dans des conditions gastro-intestinales. Ciblage des domaines VHH Escherichia coli F4 fimbriae 46 et Campylobacter jejuni flagella 47 ont été conçus avec succès pour posséder une résistance aux protéases et une stabilité accrues à faible pH pour les réactifs antimicrobiens potentiels. Structures aux rayons X des domaines VHH ciblant l'internaline B de Listeria monocytogenes, l'organisme responsable de la listériose, une maladie d'origine alimentaire, suggèrent que les domaines VHH peuvent agir comme des inhibiteurs compétitifs empêchant les interactions avec le récepteur protéique c-Met, qui est nécessaire à l'internalisation bactérienne. 20 Enfin, il existe des résultats prometteurs dans l'utilisation de domaines VHH administrés par voie orale à la place des anticorps thérapeutiques intraveineux/sous-cutanés conventionnels dans le traitement des maladies inflammatoires de l'intestin. Un VHH ciblant le facteur de nécrose antitumorale (TNF) alpha, le V565, pénètre dans l'épithélium perturbé chez les patients atteints de MII, ce qui suggère une efficacité pour les patients atteints de MII où la barrière épithéliale muqueuse est compromise. 48


Modélisation de la croissance de Listeria monocytogenes dans le fromage bleu-blanc à pâte molle

Fig 1 Profils de profondeur du pH dans le fromage à pâte molle bleu-blanc mesurés avec un équipement de microprofilage et de microcapteur 3 jours, 21 jours, 42 jours, 63 jours et finalement 84 jours après le début de la production.

Calibrage du modèle.

Fig 2 Calibration du paramètre du modèle μopter pour ATCC 19111, ATCC 19115, souche 6179 et souche EGD (moyennes et intervalles de confiance à 95 %). La souche 6179 s'est développée plus rapidement que les autres souches testées. Simu., simulé.

Validation de la réponse du modèle à différentes conditions physico-chimiques.

Fig 3 Validation des performances du modèle : comparaison des UFC simulées (Simu.) et observées de la souche ATCC 19115 de L. monocytogenes dans du fromage à pâte molle bleu-blanc lorsqu'elles sont inoculées dans des fromages d'âges différents (moyennes et intervalles de confiance à 95 %). ??opter = 0,43 h -1 .

Validation de la réponse du modèle à différentes températures.

Fig 4 Validation des performances du modèle : comparaison des UFC simulées (Simu.) et observées de la souche ATCC 19115 de L. monocytogenes dans du fromage à pâte molle bleu-blanc une fois inoculé au jour 73 et conservé à 4°C, 9°C et 13°C (moyennes et intervalles de confiance à 95%). Paramètre appliqué :opter = 0,43 h -1 .

Applications de scénario.

Fig 5 Application du modèle : comparaison des UFC simulées (Simu.) et observées de la souche ATCC 19115 de L. monocytogenes dans du fromage à pâte molle bleu-blanc inoculé au jour 13 (moyenne et intervalles de confiance à 95 %). Paramètre appliqué : μopter = 0,43 h -1 . Les séries temporelles appliquées de pH et de température similaires aux conditions réelles de la laiterie sont présentées dans les deux graphiques du bas.