Bactéries du genre Listeria

Bactéries du genre Listeria

LISTERIA

Listeria monocytogenes

Listeria monocytogenes est un petit bacille à Gram positif, de 0,4 à 0,5 µm de diamètre et de 0,5 à 2 µm de longueur, faisant partie de l’embranchement des Firmicutes. Cette bactérie ubiquitaire est très résistante à diverses conditions environnementales hostiles. Elle est capable de proliférer dans différents biotopes comprenant les écosystèmes naturels, les denrées alimentaires, le tractus intestinal des animaux et les surfaces inertes. Les cellules peuvent survivre aux traitements de nettoyage-désinfection et ainsi persister, entre autres, dans les ateliers de production de l’industrie agroalimentaire. L. monocytogenes utilise notamment le glucose, le lactose et le rhamnose comme sources de carbone pour subvenir à ses besoins nutritionnels et énergétiques (Fieseler et al., 2012). Bien qu’elle possède un caractère aérobe prédominant, elle s’adapte assez facilement à un environnement anaérobe. Cet organisme pathogène halophile, non sporulé, est catalase positif et oxydase négatif (Brenner et al., 2006). L. monocytogenes sécrète une protéine, l’hémolysine, qui lyse les globules rouges (hématies) et provoque l’apparition de zones translucides autour des colonies se développant sur une gélose-sang. Cette bactérie possède des flagelles péritriches, au nombre de 2 à 5 par cellule, qui lui fournissent une certaine motilité. Le nombre de flagelles est optimal lorsque le microorganisme croît dans un milieu liquide maintenu entre 20 et 25 C (Anses, 2011). Ces flagelles peuvent être absents lorsque le milieu ambiant est de 37 C (Farber & Peterkin, 1991).

L. monocytogenes possède d’étonnantes capacités d’adaptation au chlorure de sodium. Elle est capable de croître en présence de 10 à 14 % de NaCl (Farber & Peterkin, 1991; Galdiero et al., 1997). Des études ont montré qu’elle pouvait même résister à d’importants stress salins pendant 20 heures, se développant dans des milieux ayant une concentration saturée de NaCl allant jusqu’à 40 % (Liu et al., 2005). La température optimale de croissance de L. monocytogenes est de 37 C, quoiqu’elle s’adapte à des températures se situant entre 1 et 45 C. Elle est parfois associée au type mésophile, avec un comportement souvent psychrotrophe (Djenane et al., 2006). Cette bactérie, qui s’acclimate aux températures de réfrigération, se multiplie également en supportant des variations de pH allant de 4 à 9 (Lou & Yousef, 1999). L. monocytogenes est habituellement sensible à divers antibiotiques, dont l’ampicilline, la gentamicine, le chloramphénicol, la novobiocine, et elle résiste entre autres à l’acide nalidixique et à la polymixine B (Rocourt, 1991). Elle est détruite à des températures environnant les 60 °C (Afssa, 2000; Wagner & McLauchlin, 2008). En raison de son caractère hautement pathogène chez l’humain et les animaux, découlant de sa grande capacité d’adaptation en conditions de vie défavorables et de son habileté à envahir les cellules eucaryotes, L. monocytogenes représente une menace significative pour la sécurité alimentaire et, conséquemment, pour la santé humaine.

Listeria dans l’environnement

L. monocytogenes est une bactérie tellurique et saprophyte dont les niches environnementales sont très variées et comprennent tous les types de sols, les lacs, les plantes, la matière organique en décomposition, l’ensilage et les eaux d’égout. Tout comme pour plusieurs autres espèces bactériennes, les environnements humides favorisent son développement (Klausner & Donnelly, 1991). Ce microorganisme infectieux s’établit aisément dans l’intestin de différents animaux, notamment les ruminants, en raison de leurs sources de nourriture puisées directement du sol. Du fait qu’elle est un pathogène invasif qui s’adapte très rapidement aux changements physico-chimiques de l’environnement, elle représente une menace pour la santé humaine, principalement lorsqu’elle contamine les denrées alimentaires. Ses capacités d’adaptation étonnantes et ses nombreux facteurs de virulence sont au centre de nombreuses études.

Résistances aux contraintes environnementales et mécanismes

Contrairement à d’autres organismes pathogènes, les Listeria réussissent à croître dans des conditions environnementales parfois extrêmes. La tolérance dont elles font preuve envers les traitements thermiques, les variations de pH et de température, les agents de conservation et certains produits désinfectants remet en question les techniques employées pour les éliminer. Pour assurer leur survie, les bactéries sont en mesure de développer plusieurs mécanismes de résistance, contrôlés par divers niveaux d’expression des gènes (annexe 10). Parmi les stratégies de protection, modifier la configuration chimique de leurs protéines de surface leur permet d’empêcher la liaison d’éléments menaçants. Elles sont aussi capables de synthétiser des enzymes qui neutralisent ou dénaturent les substances nuisibles pour leur croissance. Ces enzymes bactériennes (hydrolases et réductases) réalisent des réactions biochimiques (clivage ou addition d’un groupement chimique) qui affaiblissent considérablement l’effet de l’antimicrobien (Muylaert & Mainil, 2012). Également, à l’intérieur de quelques génomes bactériens, la présence de systèmes de restrictionmodification ou de systèmes CRISPR-Cas, dont les enzymes patrouilleuses interceptent entre autres les acides nucléiques indésirables, est un mode de défense de plus en plus identifié chez plusieurs souches (Barrangou et al., 2007; Hain et al., 2012; Kuenne et al., 2013). Certains microorganismes vont, pour se protéger d’un agent agresseur, rendre imperméable leur membrane externe par la diminution des porines ou par l’expulsion de glycoprotéines adhérant à la surface externe de leur paroi et masquant, par le fait même, à la fois les molécules de surface et l’entrée des pores. L’utilisation d’un mécanisme de pompes moléculaires, protéines transmembranaires qui expulsent le produit toxique à l’extérieur de la cellule, est aussi une tactique pour assurer leur développement et leur survie en conditions hostiles et menaçantes (Courvalin, 2008; Nikaido, 1994). Les résistances qu’elles se sont constituées sont parfois le résultat de mutations dans un gène localisé dans le chromosome ou sur un plasmide. Elles peuvent aussi provenir : d’un phénomène de conjugaison impliquant l’échange de matériel génétique, souvent le partage de plasmides, par contact direct avec d’autres bactéries; d’un processus de transformation qui implique l’intégration d’ADN libre présent dans le milieu; ou d’un mécanisme de transduction impliquant un transfert d’ADN suite à une infection phagique. Ainsi, certains réarrangements génétiques peuvent engendrer diverses modifications métaboliques bénéfiques pour la croissance des bactéries dans des environnements défavorables.

Guide du mémoire de fin d’études avec la catégorie Mécanismes de virulence

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Table des matières

Résumé français
Résumé anglais (Abstract)
Résumé allemand (Zusammenfassung)
Liste des figures
Liste des tableaux
Liste des annexes
Sigles et acronymes
Remerciements
Avant-propos
INTRODUCTION
CONTEXTUALISATION
1.1. Problématiques causées par la présence de bactéries du genre Listeria
1.1.1. Solutions
1.1.2. But et hypothèses de l’étude
REVUE DE LA LITTÉRATURE
1.2. LISTERIA
1.2.1. Listeria monocytogenes
1.2.2. Historique
1.2.3. Classification
1.2.4. Composition de la paroi cellulaire
1.2.5. Listeria dans l’environnement
1.2.6. Résistances aux contraintes environnementales et mécanismes
1.2.6.1. Résistance à l’ammonium quaternaire
1.2.6.2. Résistance aux antibiotiques
1.2.6.3. Résistance aux phages
1.2.6.4. Système CRISPR-Cas
1.2.6.5. Adhésion aux surfaces – formation de biofilms
1.2.6.6. Communications bactériennes (QS-DS-ES)
1.2.6.7. Traitements thermiques
1.2.6.8. pH et agents de conservation
1.3. Listériose : portrait de la situation mondiale, épidémiologie et recensement
1.3.1. Listeria dans les alimements
1.3.1.1. Les produits laitiers
1.3.1.2. Les produits carnés
1.3.1.3. Les produits marins
1.3.1.4. Les produits végétaux : fruits et légumes
1.4. Listériose : maladie infectieuse
1.5. Mécanismes de virulence
1.5.1. Sécrétion d’hémolysine
1.5.2. Invasion cellulaire : implication des gènes de virulence
1.6. Méthodes d’isolement, de détection et d’identification des Listeria
1.6.1. Étalement sur gélose et techniques biochimiques
1.6.2. Lysotypage et phages à marqueur bioluminescent (phagodétection)
1.6.3. Sérotypage
1.6.4. PCR Polymerase Chain Reaction : technique moléculaire
1.6.5. MDA Molecular Detection Assay : détection moléculaire
1.6.6. Ribotypage
1.6.7. Sondes nucléiques
1.6.8. PFGE Pulsed-Field Gel Electrophoresis : électrophorèse en champ pulsé
1.6.9. MLST MultiLocus Sequence Typing : typage – séquençage multi-sites
1.6.10. MALDI Matrix Assisted Laser Desorption Ionisation
1.6.11. WGS Whole-Genome sequencing : Séquençage complet du génome
1.7. Bactériophages
1.7.1. Historique des bactériophages
1.7.2. Les listériaphages
1.7.3. Matrice de similitude, arbre phylogénétique et organigramme
1.7.4. Phages A511 et P100 .
1.7.5. Mécanisme d’infection du phage A511
1.7.6. Cycles : lytique et lysogénique
1.7.7. Résistances (physique, chimique) et stabilité des phages
1.8. Biocontrôle par les phages : propriétés caractéristiques et critères de sélection
1.8.1. Santé publique, innocuité et sécurité
1.8.2. Approbations gouvernementales et commercialisation des phages
1.8.3. Utilisations des bactériophages : classement par domaines
1.8.4. Domaines : phagorepérage et phagoprophylaxie alimentaire
1.8.5. Domaine : phagoassainissement – biofilms
1.8.6. Domaine : phagothérapie (phagobiotiques)
1.8.7. Isolement et observations des bactériophages
1.8.8. Conservation des bactériophages
1.9. Défenses des cellules hôtes contre les phages et formulations multiphages
1.10. Centre de référence pour virus bactériens Félix d’Hérelle
1.11. Immobilisation cellulaire pour production de phages
1.11.1. Techniques d’immobilisation
1.11.2. Adsorption
1.11.3. Polymérisation et agrégation
1.11.4. Inclusion
1.12. Alginate: polymère naturel avantageux pour une production de phages
1.12.1. Composition et propriétés ioniques
1.12.2. Technique de production de phages par inclusion de bactéries
BIOLOGICAL INACTIVATION OF ADHERING L. MONOCYTOGENES BY LISTERIAPHAGES AND A QUATERNARY AMMONIUM COMPOUND
2.1. Avant-propos : contribution des auteurs
2.2. Résumé français
2.3. Abstract
2.4. Introduction
2.5. Materials and Methods
2.5.1. Bacteria, phages and media
2.5.2. Test surfaces
2.5.3. Disinfection procedure
2.5.4. Resistance of phages to QUATAL
2.5.5. Statistical analysis
2.6. Results and Discussion
2.6.1. Phage host range
2.6.2. Adherence of L. monocytogenes to surfaces
2.6.3. Disinfection by listeriaphage suspensions
2.6.4. Mixed disinfecting solutions
2.7. Acknowledgements
2.8. References
PRODUCTION OF BACTERIOPHAGES BY LISTERIA CELLS ENTRAPPED IN ORGANIC POLYMERS
3.1. Avant-propos : contribution des auteurs
3.2. Résumé français
3.3. Résumé allemand – Zusammenfassung
3.4. Abstract
3.5. Introduction
3.6. Materials and Methods
3.6.1. Bacteria, phages and media
3.6.2. Alginate gels and cell immobilization by entrapment
3.6.3. Morphology of cells immobilized in beads
3.6.4. Phage adsorption
3.6.5. Biomass concentration
3.6.6. Phage production
3.6.6.1. Free cells
3.6.6.2. Immobilized cells used for single and successive phage propagations
3.6.6.3. Statistical analysis
3.7. Results and Discussion
3.7.1. Morphological observations
3.7.2. Phage adsorption
3.7.3. Biomass concentration
3.7.4. Phage production
3.7.4.1. Free cells
3.7.4.2. Immobilized cells used for single and successive phage propagations.
3.8. Acknowledgments.
3.9. Author contribution.
3.10. Absence of conflicts of interest
3.11. References
TESTS COMPLÉMENTAIRES
4.1. Hémolyse
4.2. Courbe de croissance
4.3. Congélation des listériaphages
4.4. Activités lytiques des cinq premiers listériaphages répertoriés
4.5. Souches résistantes
4.6. Influence du pH, de la température et de l’aération
4.7. Courbe d’amplification phagique – burst size (effectif viral)
DISCUSSION GÉNÉRALE
5.1. Atteinte des objectifs : phagoassainissement
5.2. Atteinte des objectifs : phagoproduction par immobilisation
5.3. Capacités lytiques sous contraintes, résistance bactérienne et évolution
5.4. Nombre de phages libérés et fiches signalétiques
5.5. Retour sur la persistance de L. monocytogenes dans l’intestin : implication de l’adsorption des phages
5.6. Bilan final
5.7. Conclusion et perspectives
BIBLIOGRAPHIE GÉNÉRALE
Auteurs
Organismes et autres
ANNEXES

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