Study and strategy of inhibition of Shiga toxin-producing Escherichia coli | Étude et stratégie d'inhibition des Escherichia coli shigatoxinogènes

Inglés. Shigatoxigenic Escherichia coli (STEC) colonize the intestinal epithelium of their hosts using adhesion or fitness improvement factors, and produce Shiga-toxins passing into the bloodstream, responsible for lesions in various organs, responsible for symptoms in human (hemorrhagic colitis, hemolytic uremic syndrome) and pig (edema disease). STEC strains are represented by a diversity of clades, with the sequence-types ST1, ST10 and ST42 implicated in pig, and the emerging sequence-types ST21 and ST29 implicated in humans. Several other animal species can carry these STEC strains. Thus, domestic ruminants in breeding are asymptomatic carriers of STEC, and considered as the main reservoir of strains in human infections, by maintaining circulation and contamination via food (meat and dairy products) mainly. STEC strains active in infections in pig have not been associated with other species. However, an outbreak of edema disease was recently observed for the first time in European wild boar in France under natural conditions, in an unexplained manner. A first part of the study revealed that the STEC strains isolated from wild boar belonged to the sequence-type ST1 involved in pig by virtue of their core genome, but that these strains, on the other hand, had a unique accessory genome different from that pig strains, possibly explaining a better adaptation and/or an improved virulence which led to their emergence in wild boar. A second part of the study made it possible to demonstrate that the use of strains producing combinations of microcins H/M, H/I/M, or J/V could (I) inhibit the growth of strains ST21 and ST29, under in vitro conditions, and (II) inhibit colonization by these strains under in vivo conditions in a mouse model. No resistance could be identified among the STEC strains after treatment under these two conditions. In addition, an in silico study of the potential impact of microcins on (I) strains derived from bovine colibiote, and (II) strains of STEC ST21 and ST29, revealed a low frequency of resistance/immunity of these strains to combinations of microcin genes H/M, H/I/M, or J/V.

Francés. Les Escherichia coli Shigatoxinogènes (STEC) colonisent l'épithélium intestinal de leurs hôtes à l'aide de facteurs d'adhésion ou d'amélioration de fitness, et produisent des Shiga-toxines passant dans la circulation sanguine, provoquant des lésions dans divers organes, responsables de symptômes chez l'Homme (colite hémorragique, syndrome hémolytique et urémique) et le porc (maladie de l'œdème). Les STEC sont représentés par une diversité de clades, avec les séquences-types ST1, ST10 et ST42 incriminés chez le porc, et les séquence-types émergeants ST21 et ST29 incriminés chez l'Homme. Plusieurs autres espèces animales peuvent être porteuses de ces souches de STEC. Ainsi, les ruminants domestiques en élevage sont des porteurs asymptomatiques de STEC, et considérés comme le réservoir principal des souches impliquées dans les infections humaines, en entretenant une circulation et une contamination via l'alimentation (viande et produits laitiers) principalement. Les souches de STEC impliquées dans les infections chez le porc n'ont pas été associées à d'autres espèces. Cependant, une épidémie de maladie de l'œdème a été récemment observée pour la première fois chez le sanglier sauvage d'Europe en France dans des conditions naturelles, de manière inexpliquée. Une première partie de l'étude a permis de déterminer que les souches de STEC isolées de sanglier appartenaient au séquence-type ST1 impliqué chez le porc de par leur génome cœur, mais que ces souches possédaient en revanche un génome accessoire unique et différent de celui des souches porcines, qui pourrait permettre une meilleure adaptation et/ou une virulence accrue ayant conduit à leur émergence chez le sanglier. Une deuxième partie de l'étude a permis de démontrer que l'emploi de souches productrices des combinaisons de microcines H/M, H/I/M, ou J/V pouvait (I) inhiber la croissance de souches ST21 et ST29 en condition in vitro, et (II) inhiber la colonisation par ces mêmes souches en condition in vivo en modèle murin. Aucune résistance n'a pu être identifiée parmi les souches STEC après traitement dans ces deux conditions. De plus, une étude in silico de l'impact potentiel des microcines sur (I) les souches issues du colibiote bovin, et (II) les souches de STEC ST21 et ST29, a permis la mise en évidence d'une faible fréquence de résistance/immunité de ces souches vis-à-vis des combinaisons de gènes de microcines H/M, H/I/M, ou J/V.