Le système de détection du quorum de type Agr est nécessaire à la pathogenèse de Clostridium perfringens, qui cause l’entérite nécrotique chez la volaille

Citation

Yu, Q., Lepp, D., Gohari, I.M., Wu, T., Zhou, H., Yin, X., Yu, H., Prescott, J.F., Nie, S.P., Xie, M.Y., Gong, J. (2017). The Agr-like quorum sensing system is required for pathogenesis of necrotic enteritis caused by Clostridium perfringens in poultry, 85(6), http://dx.doi.org/10.1128/IAI.00975-16

Résumé en langage clair

L’entérite nécrotique (EN) est une maladie des poulets de chair qui, selon les estimations, a coûté 6 milliards de dollars US à l’industrie de la volaille en pertes de production en 2015. La lutte contre l’entérite nécrotique se fait principalement par l’ajout d’antibiotiques aux aliments de la volaille, une pratique de plus en plus découragée en raison des risques de propagation de la résistance aux antimicrobiens. Il est donc important de trouver d’autres approches pour lutter contre cette maladie, tant du point de vue financier que de celui de la santé publique. L’entérite nécrotique est causée par certaines souches de Clostridium perfringens et résulte de la surcroissance de la bactérie dans l’intestin et de la production de toxines, en particulier la toxine NetB. Il a été démontré que les systèmes de détection du quorum, qui sont des systèmes de régulation bactérienne permettant aux pathogènes bactériens de « percevoir » leur densité de population, peuvent contrôler leur virulence. Nous avons donc émis l’hypothèse selon laquelle les systèmes de détection du quorum pourraient jouer un rôle dans le développement de l’entérite nécrotique. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons inactivé deux importants systèmes de détection du quorum (LuxS et de type Agr) dans une souche de C. perfringens qui provoque la maladie, et nous avons mesuré à la fois la production de la toxine NetB et la capacité de la bactérie de provoquer la maladie dans un système modèle de poulet. Nous avons constaté que la souche qui n’avait pas le système de détection du quorum de type Agr avait une production de NetB considérablement réduite et qu’elle ne pouvait plus provoquer de maladie chez les poulets. Ces effets ont été inversés lorsque le gène a été réintroduit chez le mutant. L’identification du système de détection du quorum de type Agr comme un régulateur important du développement de la nécrose entérique fournit une nouvelle cible de lutte contre cette maladie. Des travaux futurs seront axés sur la mise au point de composés qui peuvent interférer avec ce système de détection du quorum et ainsi protéger contre l’entérite nécrotique.

Résumé

© American Society for Microbiology, 2017. Tous droits réservés. Clostridium perfringens code au moins deux systèmes de détection du quorum, celui analogue à Agr et le LuxS, et des études récentes ont fait ressortir l’importance de ce système dans la régulation de la production et de la virulence des toxines. Le rôle du système de détection du quorum dans l’évolution de l’entérite nécrotique chez la volaille et la régulation de la protéine NetB, la principale toxine, n’a pas encore été étudié. À partir de la souche parentale CP1, nous avons mis au point des souches agrB-null isogéniques pouvant être complémentées et nous avons démontré que la virulence du mutant agrB-null était fortement atténuée dans un système modèle d’entérite nécrotique du poulet et qu’elle était restaurée par complémentation. La production de NetB, une toxine clé associée à l’entérite nécrotique, a été considérablement réduite chez le mutant agrB, tant au niveau de la transcription que de la concentration de la protéine, mais pas chez le mutant luxS. Les essais de migration transwell ont confirmé que le système de détection du quorum de type Agr régule la production de NetB par l’intermédiaire d’un signal diffusible. L’analyse de l’expression génique globale du mutant agrB a permis d’identifier des gènes supplémentaires modulés par le système de détection du quorum de type Agr, y compris des opérons liés au métabolisme des phospholipides et à l’adhérence, qui pourraient également jouer un rôle dans la l’évolution de la nécrose entérique. Cette étude fournit les premières preuves que le système de détection du quorum de type Agr est essentiel à l’évolution de la nécrose entérique et révèle un certain nombre de gènes régulés par Agr, notamment netB, qui jouent peut-être un rôle dans la médiation de ses effets. Le système de détection du quorum de type Agr pourrait donc servir de cible pour le développement de nouvelles interventions visant à prévenir la nécrose entérique chez le poulet.

Date de publication

2017-06-01