Approche combinatoire pour la caractérisation des souches de Bacillus cereus à l’origine d’infections chez l’Homme

Généralités sur le groupe Bacillus cereus
Le groupe B. cereus appartient à l’embranchement des Firmicutes, à la classe des Bacilli, à l’ordre des Bacillales, à la famille des Bacillaceae (section 13 du Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology)(Vos et al., 2009) et au genre Bacillus. Le groupe Bacillus cereus (groupe B. cereus) est composé de huit espèces : B. mycoïdes, B. pseudomycoïdes, B. weihenstephanensis, B. anthracis, B. thuringiensis, B. cereus sensu stricto (B. cereus), B. cytotoxicus et B. toyonensis. Les bactéries du groupe B. cereus sont ubiquitaires. En dehors du sol qui est leur réservoir primaire, elles peuvent coloniser des insectes et des mammifères (Ceuppens et al., 2013; Jensen et al., 2003; Stenfors Arnesen et al., 2008). L’hôte est contaminé par des spores ou des cellules végétatives, présentes dans les aliments ingérés, l’air inhalé, ou pénétrant dans l’organisme par une plaie. Après germination, les bactéries se multiplient à l’intérieur de l’hôte en le dégradant (provoquant ou non sa mort). Elles sont ensuite disséminées dans l’environnement (par l’intermédiaire de l’hémolymphe, du sang, ou des selles de l’hôte), où elles sporulent (Jensen et al., 2003; Vilas-Bôas et al., 2007). Parallèlement à ce cycle de vie pathogène, Jensen et al, suggèrent l’existence d’un cycle endosymbiotique dans l’intestin d’invertébrés (Jensen et al., 2003).

Les bactéries du groupe B. cereus requièrent un milieu riche pour germer et se multiplier. Dans l’environnement, leur prolifération est vraisemblablement restreinte à quelques niches où les nutriments sont concentrés tels que la rhizosphère (la zone du sol voisine des racines des plantes), les eaux usées ou le fumier (Jensen et al., 2003).

Bactérie
Les bactéries du groupe B. cereus ont la capacité de sporuler, sont à Gram positif, aérobies ou anaérobies facultatives, mobiles par ciliature péritriche ou immobiles. Les B. anthracis et quelques B. mycoïdes sont non-mobiles (Stenfors and Granum, 2001). Morphologiquement, les espèces du groupe B. cereus sont des bacilles minces, droits ou légèrement incurvées avec des extrémités carrées, pouvant former des chainettes. Ce sont des bactéries à Gram positif de 1 x 3-4 µm (Figure 1). Leur structure est constituée d’une membrane interne et d’un peptidoglycane épais qui a la fonction de maintenir la forme de la cellule.

Les bactéries du groupe B. cereus présentent les caractéristiques biochimiques suivantes:
– Résistance à la polymyxine.
– Incapacité à métaboliser le mannitol.
– Synthèse d’une lécithinase (phospholipase C) par la plupart des souches.
– Morphologie caractéristique des colonies en « tâche de bougie », très semblable à celle d’une goutte de cire, ou sont rhizoïdes pour B. mycoïdes et B. pseudomycoïdes. Les colonies rhizoïdes ont un aspect ressemblant à de longs cheveux ou à des racines qui peuvent se prolonger de plusieurs centimètres à partir du site d’inoculation.

La plupart des souches du groupe B. cereus sont hémolytiques et environ 50% peuvent hydrolyser l’amidon (Cadel Six et al., 2012). Les souches de B. anthracis sont généralement non-hémolytiques.

Spore
En plus de la forme végétative qui est active métaboliquement, les espèces du groupe B. cereus peuvent également former des endospores lorsque les conditions environnementales deviennent défavorables. Les spores sont des formes dormantes, sans métabolisme actif, qui se transforment à nouveau en forme végétative par un processus de germination lorsque les conditions redeviennent favorables. Chez le groupe B. cereus, les spores sont non déformantes et situées en position centrale à subterminale. Elles sont constituées d’un noyau interne entouré par la membrane interne, d’un cortex entouré de la membrane externe puis d’une couche externe supplémentaire (Kutima and Foegeding, 1987). La couche externe est constituée de protéines et de petites quantités de lipides et de glucides. Ceux-ci permettent à la spore de résister aux agents oxydants et aux produits chimiques en bloquant les molécules toxiques (Setlow, 2006). Aussi, ces spores sont extrêmement résistantes à la dessiccation, aux métaux lourds, aux radiations et à de nombreux agents stérilisants tels que la chaleur (les spores peuvent résister à une température bien supérieure à 80°C pendant 10 minutes) ou aux antibiotiques; elles représentent par conséquent un moyen de survie très efficace. La spore est aussi considérée comme un élément favorable de dissémination. Grâce à toutes ces caractéristiques, les espèces appartenant au groupe B. cereus se distribuent très largement dans l’environnement.

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Table des matières

INTRODUCTION
Chapitre 1 : le groupe Bacillus cereus
1. Généralités sur le groupe Bacillus cereus
1.1. Bactérie
1.2. Spore
2. Caractères distinctifs et diversité
3. Méthodes de caractérisation des souches du groupe B. cereus
3.1. Séquençage partiel du gène panC
3.2. Typage M13-PCR
3.3. PFGE
3.4. MLST
3.5. NGS et cgMLST
3.6. MALDI-TOF
4. Méthodes de dénombrement des souches du groupe B. cereus
Chapitre 2 : La pathogénicité du groupe B. cereus
1. B. thuringiensis comme bioinsecticide
2. B. anthracis
3. Les infections à B. cereus chez l’Homme
3.1. Infections gastro-intestinales
3.1.1. Déclarations des Toxi-Infections Alimentaires Collectives
3.1.2. Incidence des TIAC à B. cereus
3.1.3. Lieu de déclaration des foyers de toxi-infections alimentaires
3.1.4. Répartition mensuelle des TIAC
3.1.5. Surveillance dans l’alimentation
3.2. Infections non gastro-intestinales
3.2.1. Définition
3.2.2. Aspects cliniques
3.2.3. Mode de contamination
3.2.4. Facteurs de risque
3.2.5. Recommandations des traitements antibiotiques en thérapeutique
CONCLUSION