Des souches bovines d’Escherichia coli commensales ont atténué par exclusion compétitive les effets d’Escherichia coli O157:H7 dans un modèle murin gnotobiotique de colonisation entérique en présence ou non de stress physiologique.
Citation
Lange, M.E., Clarke, S.T., Boras, V.F., Brown, C.L.J., Zhang, G., Laing, C.R., Uwiera, R.R.E., Montina, T., Kalmokoff, M.L., Taboada, E.N., Gannon, V.P.J., Metz, G.A.S., Church, J.S., Inglis, G.D. (2023). Commensal Escherichia coli Strains of Bovine Origin Competitively Mitigated Escherichia coli O157:H7 in a Gnotobiotic Murine Intestinal Colonization Model with or without Physiological Stress. Animals, [online] 13(16), http://dx.doi.org/10.3390/ani13162577
Résumé en langage clair
L’examen prescrit des interactions microbiote-hôte d’Escherichia coli entérohémorragique (ECEH) O157:H7 dans le tractus gastro-intestinal des bovins est techniquement difficile en raison notamment du coût élevé de la recherche sur les bovins, de l’hétérogénéité génétique des animaux, des défis logistiques liés à l’obtention des échantillons prescrits et de la variabilité de la structure du microbiote entérique des individus. Notre objectif principal était donc de mettre au point un modèle de colonisation entérique prescrite en utilisant des souris exemptes de germes et inoculées avec des souches bovines individuelles d’ECEH O157:H7 qui représentent les principales lignées génétiques de l’agent pathogène. En outre, nous avons utilisé le modèle de colonisation avec ou sans stress induit par l’administration de corticostérone pour examiner la capacité des souches d’E. coli commensales à supplanter les souches ECEH O157:H7 in vivo. Une souche bovine d’ECEH O157:H7 qui provoque des changements pathologiques réduits a été identifiée, et l’administration de 18 souches d’E. coli commensales qui avaient été isolées de bovins a réduit efficacement les densités du pathogène et a amélioré les changements histopathologiques et les marqueurs d’inflammation. Même s’il a été établi que le stress est un facteur ayant une incidence sur le succès de colonisation, nous avons observé qu’un stress physiologique ne favorisait pas la colonisation entérique par ECEH O 157:H 7. Malgré ses limites, le modèle murin de colonisation entérique du microbiote défini qui a été mis au point peut s’avérer utile pour déterminer les mécanismes et les stratégies d’atténuation en prévision d’une validation subséquente chez les bovins.
Résumé
Les bovins sont un réservoir primaire d’Escherichia coli entérohémorragique (ECEH) O157:H7.
Il n’existe actuellement aucune méthode efficace pour éliminer cet important pathogène zoonotique des bovins, et la résistance à la colonisation en relation avec ECEH O157:H7 chez les bovins est mal comprise. Nous avons mis au point un modèle murin gnotobiotique de colonisation par ECEH O 157:H 7 pour examiner des aspects du microbiote pathogène des bovins et pour étudier la suppression compétitive d’ECEH O157:H7 par 18 souches bovines d’E. coli commensales phylogénétiquement distinctes. Puisqu’il a été suggéré que le stress des bovins a une incidence sur leur colonisation entérique par ECEH O157:H7, l’administration de corticostérone () pour provoquer une réponse physiologique au stress a été incluse comme variable expérimentale. La colonisation du tractus intestinal (TI) de souris par la souche bovine ECEH O 157:H 7, FRIK-2001, a imité les caractéristiques de la colonisation du TI bovin. À cet égard, FRIK-2001 a colonisé avec succès le TI et a temporairement induit des impacts minimes sur l’hôte comparativement à d’autres souches ECEH O 157:H 7, y compris sur le métabolome rénal. La présence des souches d’E. coli commensales a diminué les densités d’ECEH O157:H7 dans le cæcum, le colon proximal et le côlon distal. En outre, les changements histopathologiques et les marqueurs d’inflammation ont été réduits dans le colon distal des souris qui avaient été inoculées avec des souches d’E. coli commensales (propagées séparément et ensemble). Même si l’induction de stress a affecté le comportement des souris, elle n’a pas eu d’incidence sur les densités d’ECEH O157:H7 ou sur la maladie. Ces résultats soutiennent l’utilisation d’un modèle murin gnotobiotique de colonisation entérique par ECEH O 157:H 7 afin de mieux comprendre les interactions pathogène-hôte-microbiote aux fins de la mise au point de mesures d’atténuation efficaces à la ferme visant à lutter contre ECEH O157:H7 chez les bovins, y compris l’identification de bactéries capables de coloniser le TI de manière compétitive.