Clostridium perfringens est une bactérie importante pour l'élevage de volailles en raison de son rôle dans le développement de l'entérite nécrotique. C. perfringens sont classées en fonction des toxines qu'elles peuvent produire (toxinotypage). La classification utilisée à cette fin a été élargie pour inclure deux nouveaux types de toxines. RIPAC-LABOR utilise la nouvelle classification pour les résultats diagnostiques qu'il vous transmet. Cet article vous informe sur la nouvelle classification et le rôle des différentes toxines et toxinotypes afin que vous puissiez interpréter correctement les nouveaux résultats.

Clostridium perfringens

Clostridium perfringens est une bactérie anaérobie à Gram positif formant des spores. C. perfringens se présente comme un commensal dans les intestins, y compris chez les volailles. Dans la nature, Clostridium perfringens Impliquée dans la dégénérescence des carcasses. Dans ce processus, la bactérie se développe dans un environnement anaérobie. Dans l'animal également, cette bactérie ne se développe que dans des conditions anaérobies. Les tissus sains contiennent une concentration trop élevée d'oxygène, ce qui favorise la croissance de la bactérie. C. perfringens se produit. Les tissus nécrotiques, en revanche, ont des niveaux d'oxygène beaucoup plus faibles, ce qui permet à cette bactérie de s'y développer.

La maladie est généralement causée par les toxines qui peuvent être produites dans certaines conditions (facteurs prédisposants). Il s'agit de toxines extracellulaires, c'est-à-dire de toxines sécrétées par les bactéries. Ces toxines entraînent la destruction des tissus vivants, ce qui provoque C. perfringens peuvent se développer dans ces tissus. Cela s'applique également à l'entérite nécrotique chez les volailles.

La maladie se présente sous une forme clinique et subclinique. La forme clinique se caractérise par des symptômes cliniques tels que la diarrhée et une augmentation de la mortalité. La mortalité peut atteindre 50%. La forme subclinique ne s'accompagne pas de symptômes cliniques, mais cette forme d'entérite nécrotique est en fait très importante en raison des pertes économiques causées par la réduction de la croissance et la détérioration de l'indice de consommation.

Diagnostic

La plupart des bactéries sont classées sur la base du sérotypage. Le typage sérologique des C. perfringens a été tentée dans le passé, mais même en utilisant plus de 91 sérums, de nombreuses souches n'étaient pas typables. Il a donc été décidé d'utiliser le typage des toxines, qui examine la présence des gènes codant pour certaines toxines (typage génétique). Pour ce faire, on utilise une PCR (Polymerase Chain Reaction) multiplex. Cette PCR peut également être réalisée par RIPAC-LABOR. En outre, un test de lécithovitellinase peut être réalisé. Ce test sera expliqué plus loin.

Pour le prélèvement d'échantillons diagnostiques à des fins de recherche sur C. perfringens il est important de prélever des échantillons immédiatement après avoir tué les animaux. Si l'on attend trop longtemps, il est très probable que d'autres bactéries se développent. En outre, il est important de transporter les bactéries dans des conditions anaérobies afin qu'elles survivent au transport.

Toxines

En raison de l'importance considérable des toxines dans la pathogenèse des maladies causées par les C. perfringensLes premières recherches ont porté sur les toxines produites. Dès 1941, il a été démontré que l'α-toxine était une phospholipase C produite par toutes les espèces de l C. perfringens souches. Il s'agit de la première toxine bactérienne active en tant qu'enzyme.

Les effets des autres toxines sur les cellules de l'hôte sont également clairs aujourd'hui. Pour les volailles, deux des toxines utilisées pour classer les C. perfringens d'intérêt : l'α-toxine et la toxine NetB. En outre, la toxine TpeL a une importance clinique chez les volailles, même si elle n'est pas utilisée pour la classification. Les propriétés de ces quatre toxines sont donc expliquées ci-dessous.

α-toxine

L'α-toxine, comme mentionné ci-dessus, est une enzyme phospholipase C (CpPLC). Cette enzyme se lie à la membrane cellulaire via des sites de liaison au calcium et peut ensuite interagir directement avec les phospholipides de la membrane cellulaire. Elle affecte donc la muqueuse du jéjunum chez les poulets et contribue ainsi à la pathogenèse de l'entérite nécrotique. Toutefois, il ne s'agit pas du principal facteur de virulence pour le développement de l'entérite nécrotique.

Cette toxine se trouve sur les cpa gène présent sur le chromosome de tous les C. perfringens Les souches de toxinotype A produisent les plus grandes quantités d'α-toxine. Cependant, la quantité de toxine produite varie d'une souche à l'autre ; les souches de toxinotype A produisent les plus grandes quantités d'α-toxine.

L'α-toxine étant la toxine la plus courante, il ne suffit pas de montrer que le gène codant pour cette toxine est présent. En effet, la présence d'une toxine indique seulement qu'une bactérie est capable de former une toxine particulière. Cela ne signifie pas que la toxine est effectivement formée. C'est pourquoi RIPAC-LABOR propose un test de lécithovitellinase. Ce test permet de déterminer la quantité de toxine active. L'avantage par rapport à l'ELISA est qu'il examine l'activité des toxines présentes. L'ELISA n'est pas en mesure de déterminer cette activité.

Toxine NetB

NetB (Necrotic Enteritis Toxin B-like) est également une toxine formant des pores. Cette toxine crée un pore hydrophile d'un diamètre de 1,6 à 1,8 nm dans la membrane plasmique, permettant le passage des ions. Les cellules de poulet exposées à la toxine NetB présentent rapidement un "blebbing" et un gonflement, et finissent par se lyser et donc par mourir. Le bleeding est la première étape de la mort cellulaire, avec la formation de bourrelets. Cela indique une perte du cytosquelette, ce qui entraîne la mort de la cellule.

Plus une souche produit de toxine NetB, plus les lésions qu'elle provoque sont graves. La toxine NetB est la principale toxine liée à l'entérite nécrotique chez les poulets.

Toxine TpeL

La toxine TpeL est une toxine glucosylante de grande taille. Cette toxine est homologue aux toxines TcdA et TcdB de la bactérie C. difficile.

La TpeL joue probablement aussi un rôle dans le développement de l'entérite nécrotique ; les infections expérimentales avec des souches positives à la TpeL chez les poulets de chair entraînent des lésions intestinales plus graves et provoquent une entérite nécrotique avec une évolution plus rapide et une mortalité plus élevée que les infections avec des souches dépourvues de la toxine TpeL.

Plasmides

De nombreux gènes codant pour des toxines, comme le cpb (b-toxine), etx (e-toxin), iap (ɩ-toxine) et le gène netB se trouvent sur de grands plasmides dans les bactéries. Ces plasmides sont parfois transférés d'une C. perfringens souche. Le transfert d'un plasmide contenant l'information génétique de la toxine e des souches de toxinotype D aux souches de toxinotype A a été démontré, par exemple. Les souches porteuses du plasmide contenant la etx est donc également passé du toxinotype A au toxinotype D. La transmission de la toxine NetB d'une souche à l'autre a également été démontrée, même dans le tractus gastro-intestinal des poulets.

Ainsi, la classification d'une souche dans un toxinotype particulier n'est pas définitive ; au cours de la croissance d'une souche en présence d'autres toxines, il est possible d'obtenir des résultats positifs. C. perfringens cette souche peut avoir des informations génétiques différentes.

Classification des toxinotypes

Wilsdon a élaboré un schéma de classification des C. perfringens sur la base de la présence de matériel génétique codant pour des toxines. Cette liste a été modifiée à trois reprises dans le passé, mais elle vient d'être modifiée pour la quatrième fois. Deux toxinotypes ont été ajoutés, dont le toxinotype G, qui concerne les volailles.

Sur un nouveau format de C. perfringens Cela fait des années que l'on parle des tribus. Pendant les "10^Th International Conference on the Molecular Biology and Pathogenesis of the Clostridia" qui s'est tenue à Ann Arbor (USA) en août 2017, ils sont parvenus à un consensus qui sera discuté en 2018 par Rood et al a été publiée. Le tableau 1 résume la nouvelle classification, y compris les nouveaux toxinotypes.

Tableau 1 Nouvelle classification des toxinotypes de C. perfringens

Toxine	α-toxine	b-toxine	e-toxine	ɩ-toxine	CPE	NetB
Généralités	plc / cpa	cpb	etx	iap	cpe	netB
Toxinotype A	+	-	-	-	-	-
Toxinotype B	+	+	+	-	-	-
Toxinotype C	+	+	-	-	±	-
Toxinotype D	+	-	+	-	±	-
Toxinotype E	+	-	-	+	±	-
Toxinotype F	+	-	-	-	+	-
Toxinotype G	+	-	-	-	-	+

Toxinotype F

C. perfringens Les souches de type F sont celles qui possèdent des gènes pour les toxines α et CPE, mais pas pour les toxines b, e ou ɩ.
Jusqu'à présent, ces souches étaient souvent classées comme des souches de type A de l'EPC positif.

Ce toxinotype est particulièrement important sur le plan humain.

Toxinotype G

C. perfringens Les souches de type G sont des souches qui possèdent des gènes pour la production des toxines α- et NetB. Elles ne possèdent pas le matériel génétique pour la production des toxines b-, e- ou ɩ.
Ces souches étaient précédemment classées comme des souches NetB positives de type A.

L'importance de la toxine NetB dans la pathogenèse de l'entérite nécrotique n'est évidemment pas une nouveauté. En 2008, l'importance de NetB dans la pathogenèse de l'entérite nécrotique chez les volailles a été démontrée par Keyburn et al. Toutefois, la toxine ne pourrait être incluse dans la liste qu'après avoir fait l'objet de recherches plus approfondies. En effet, il doit être établi qu'il s'agit d'une toxine unique liée à un trouble (en satisfaisant aux postulats de Koch ou en effectuant des analyses épidémiologiques approfondies). Ensuite, elle doit être acceptée par un large groupe de scientifiques.

Toxinotype A

L'ajout des nouveaux toxinotypes entraîne également un changement pour le toxinotype A : C. perfringens Les souches ne sont désormais classées dans ce toxinotype que si elles ne possèdent pas les gènes permettant de produire les toxines CPE ou NetB.

Maladies

Les différents toxinotypes sont chacun responsables de pathologies vétérinaires et/ou humaines qui leur sont propres. Voici un aperçu des principales maladies causées par les différents toxinotypes.

• Type A : principal agent causal de la gangrène gazeuse (infections des muscles causées par des blessures) chez l'homme, mais également de l'entérocolite nécrosante chez les porcelets, de l'entérotoxémie chez les veaux, de l'entérite hémorragique chez les chiens et de la typhlocolite chez les chevaux.
• Type B : agent responsable de la dysenterie chez les agneaux.
• Type C : agent causal de l'entérite hémorragique à nécrosante chez les porcelets nouveau-nés et de la mortalité aiguë (frappée) chez les ovins.
• Type D : agent responsable de l'entérotoxémie (maladie du rein pulpeux) chez les ovins.
• Type E : agent responsable de l'entérite chez les lapins et de l'entérite hémorragique occasionnelle chez les veaux.
• Type F : agent responsable d'intoxications alimentaires et de diarrhées chez l'homme après l'utilisation d'antibiotiques.
• Type G : agent responsable de l'entérite nécrotique chez les poulets.

Ce format est-il définitif ?

C. perfringens peut produire au moins 20 toxines extracellulaires et enzymes hydrolytiques différentes. Par conséquent, bon nombre de ces facteurs ne sont pas encore utilisés pour la classification parce qu'ils ne répondent pas actuellement aux critères utilisés. De nouvelles recherches sur certaines de ces toxines pourraient conduire à leur inclusion dans le système à l'avenir. L'annexe pourra donc être à nouveau mise à jour à une date ultérieure.

Les toxines susceptibles d'être ajoutées sont les toxines NetF et BED (ou CPILE). La toxine NetF se trouve principalement dans les souches provoquant une entérite hémorragique chez les chiens et une entérite nécrosante chez les poulains. La toxine BED est associée à des gastro-entérites d'origine alimentaire chez l'homme. Pour les volailles, il n'y a actuellement aucune nouvelle toxine susceptible d'influer sur la classification des aliments. C. perfringens les souches.

Références

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Cet article a été rédigé avec l'aide de RIPAC-LABOR.