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Dernière mise à jour le 13 octobre 2006
HELICOBACTER GANMANI, H. HEPATICUS, H. MASTOMYRINUS, H. MURIDARUM, H. RODENTIUM, H. TYPHLONIUS
Voir aussi le fichier Helicobacter
Autres dénominations :
Introduction
L'étude au sein d'un même fichier de Helicobacter ganmani, de Helicobacter hepaticus, de Helicobacter muridarum, de Helicobacter mastomyrinus, de Helicobacter rodentium et de Helicobacter typhlonius se justifie par l'habitat de ces bactéries qui colonisent principalement ou exclusivement l'intestin du rat et/ou de la souris et/ou du mastomys. En 1992, Lee et al. décrivent Helicobacter muridarum, première espèce du genre Helicobacter isolée de l'intestin du rat et de la souris. La découverte de cette espèce n'a passionné ni les microbiologistes ni les spécialistes des animaux de laboratoire et le nombre de publications consacrées à Helicobacter muridarum est peu important. L'intérêt pour les hélicobactéries intestinales de la souris et du rat date de 1993. À cette date des chercheurs du National Cancer Institute - Frederick Cancer Research and Development Center (Maryland, USA) attirent l’attention de la communauté scientifique sur la découverte d’une hélicobactérie pathogène pour la souris et notamment pour les animaux des lignées A/JCr et scid/NCr. Ultérieurement, cette nouvelle hélicobactérie sera appelée Helicobacter hepaticus.
La mise en évidence de Helicobacter hepaticus a suscité de nombreux travaux et des enquêtes ont été effectuées afin de rechercher la présence de ce germe dans différents élevages de rongeurs de laboratoire. C'est à la faveur de ces enquêtes qu'ont été découverts :
D'autres hélicobactéries ont été mises en évidence dans l'intestin du rat et de la souris mais les nomenclatures de ces bactéries n'ont pas été validement publiées. Il s'agit, notamment, de "Helicobacter muricola" et de "Flexispira rappini"*.
"Flexispira rappini" est isolée de plusieurs espèces animales (ovins, porcins, chiens, souris, tamarins de Geoffroy) et de l'homme. "Flexispira rappini" est responsable d'avortements chez les ovins et cette bactérie est parfois isolée lors de gastro-entérite ou de bactériémie chez l'homme et d'avortement chez le porc. Les analyses phylogénétiques montrent que "Flexispira rappini" est une véritable hélicobactérie mais que cette appellation est une nomenspecies si bien que les diverses souches se répartissent dans au moins deux groupes phylogénétiques (7 et 10) dont chacun pourrait représenter une nouvelle espèce. Les souches des taxons 1, 4, 5 et 6 sont actuellement considérées comme des souches de Helicobacter trogontum. Les souches des taxons 2, 3, 8 et 9 sont actuellement considérées comme des souches de ¤ Helicobacter bilis.
Systématique et caractères bactériologiques
Helicobacter ganmani, Helicobacter hepaticus, Helicobacter mastomyrinus, Helicobacter muridarum, Helicobacter rodentium et Helicobacter typhlonius ont été placés dans le genre Helicobacter sur la base de la séquence de leurs ARNr 16S.
À l'exception de Helicobacter ganmani, toutes ces espèces présentent les caractères généraux du genre Helicobacter (voir fichier ¤ Helicobacter).
Helicobacter ganmani est une bactérie de 0,3 µm de diamètre sur 2,5 µm de longueur, ne cultivant ni en aérobiose ni dans une atmosphère micro-aérophile, ne produisant pas de catalase ou présentant une activité catalasique faible, réduisant les nitrates et le chlorure de triphényl-tétrazolium. Une réponse négative est obtenue pour les tests uréase, phosphatase alcaline, hydrolyse de l'hippurate, hydrolyse de l'ADN, hydrolyse de l'acétate d'indoxyl, réduction du sélénite et production d'hydrogène sulfuré (milieu TSI).
Helicobacter hepaticus mesure 0,2 à 0,3 µm de diamètre sur 1,5 à 5,0 µm de longueur. La culture peut-être obtenue en anaérobiose mais elle est plus abondante en micro-aérophilie. Les colonies obtenues après 3 à 7 jours d'incubation à 37 °C (gélose Columbia ou trypticase soja ou gélose Brucella enrichies de sang) sont petites et elles présentent une tendance à l’étalement ce qui conduit à la formation d’un film de culture recouvrant les boîtes. Cette espèce cultive en présence de 1,5 p. cent de NaCl ou de 0,4 p. cent de chlorure de triphényl-tétrazolium en revanche, aucune culture n'est observée à 25 °C.
Helicobacter mastomyrinus se présente sous la forme de bacilles incurvés ou spiralés, de 0,3 µm de diamètre sur 5 µm de longueur, incapables de croître en aérobiose ou en anaérobiose, cultivant à 37 et à 42 °C, mais ne cultivant pas à 25 °C. Après 4 à 7 jours d'incubation, les cultures obtenues sur une gélose Columbia au sang de mouton ont l'aspect d'un film envahissant la surface de la gélose. Helicobacter muridarum est une bactérie spiralée, mesurant de 0,5 à 0,6 µm de diamètre sur 3,5 à 5,0 µm de longueur, formant fréquemment des formes coccoïdes de 2 à 4 µm de diamètre dans les vieilles cultures. Après deux à trois jours d'incubation à 37 °C sur des milieux humides et enrichis en sang ou en sérum, la croissance se traduit par la formation d'un film translucide. Aucune culture n'est obtenue en aérobiose, en anaérobiose, à 25 °C, à 42 °C, en présence de 2 p. cent de bile ou en présence de 1,5 p. cent de NaCl. Helicobacter rodentium est une bactérie incurvée ou spiralée, de 0,3 mm de diamètre sur 1,5 à 5 mm de longueur et présentant des structures circulaires et intracytoplasmiques qui semblent contenir des granules de polyphosphate. Après 4 à 7 jours d’incubation sur une gélose Columbia au sang incubée à 37 °C dans une atmosphère micro-aérophile, la croissance se traduit par un léger voile ou, plus rarement, par des colonies de 1 à 2 mm de diamètre. La bactérie ne produit ni hémolysine ni pigment. La croissance est possible en présence de 1,5 p. cent de NaCl ou de 0,04 p. cent de chlorure de triphényltétrazolium. Aucune culture n’est obtenue à 25 °C mais environ 77 p. cent des souches cultivent à 42 °C. Helicobacter typhlonius se présente sous la forme de cellules incurvées ou spiralées, de 0,3 µm de diamètre sur 2 à 3 µm de longueur. La culture nécessite une atmosphère micro-aérophile et elle se traduit par l'obtention de colonies punctiformes. Helicobacter typhlonius cultive à 37 ou à 42 °C et en présence de 1 p. cent de glycine (la majorité des bactéries présente alors une forme coccoïde). Aucune croissance n'est observée à 25 °C ou en présence de 1,5 p. cent de NaCl.
Habitat et pouvoir pathogène
Helicobacter ganmani a pour habitat l'intestin de la souris (souris SPF et souris conventionnelles) et notamment les caecums. Cette espèce a également été isolée du foie de souris SPF. Aucun pouvoir pathogène n'a été attribué à cette espèce.
Helicobacter hepaticus a été mis en évidence par une coloration à l’argent sur des foies de souris (lignées A/JCr, BALB/cAnCr, DBA/2NCr, B6C3F1, C3H/HeNCr, scid/NCr…) atteintes d’hépatite chronique active et présentant de multiples foyers de nécrose hépatique. Les bactéries sont d’abord présentes en périphérie des foyers de nécrose puis dans tout le parenchyme hépatique. En microscopie électronique, elles sont également visibles dans les canaux biliaires. Les premières lésions, observées chez des animaux âgés de 2 à 4 mois, consistent en des foyers de nécrose accompagnés d’une réaction inflammatoire modérée et non suppurée. Ces lésions évoluent et, chez des souris âgées de 8 à 10 mois, on note une hyperplasie cellulaire, une hépatocytomégalie, une hyperplasie des canaux biliaires et des infiltrats péribiliaires de leucocytes. L’inoculation par voie orale ou par voie intrapéritonéale d’un broyat de foie ou d’une culture bactérienne conduit à l’apparition de lésions identiques chez des animaux SPF ou axéniques. Chez les souris (notamment chez les mâles) des lignées A/JCr et B6C3F1 on note une fréquence anormalement élevée de tumeurs hépatiques conduisant à l’apparition de symptômes cliniques vers l’âge de 1 an. Chez des souris atteintes d'un déficit immunitaire [déficit immunitaire combiné sévère (SCID) ou d'un déficit en IL-10] et chez des souris nude l'infection peut conduire à une inflammation du gros intestin et à un prolapsus rectal.
Les souches de Helicobacter mastomyrinus ont été isolées des caecums et du foie de mastomys (Mastomys natalensis également appelé la souris géante ou le rat africain à fourrure douce), des caecums, du foie et des fèces de souris de laboratoire (P53-/- C57BL/6, Swiss Webster, TRL-2-/- C57BL/6-129). Par PCR, il est possible de mettre en évidence le gène cdtB et des cellules traitées aux ultra-sons induisent des lésions chez les cellules HeLa (formation de cellules géantes multinucléées possédant des noyaux de grande taille).
Helicobacter muridarum colonise la muqueuse intestinale du rat et de la souris. Chez les souris âgées, cette bactérie peut gagner l'estomac et elle semble être à l'origine de gastrites chroniques. L’habitat de Helicobacter rodentium semble être l’intestin de la souris et son pouvoir pathogène est peu documenté. Toutefois, chez des souris scid, une co-infection par Helicobacter rodentium et ¤ Helicobacter bilis a été associée à des diarrhées sévères.
Les premières souches de Helicobacter typhlonius ont été isolées simultanément par deux équipes différentes soit des fèces d'une souris BALB/c cliniquement saine [Franklin et al. 1999] soit de l'intestin de souris dépourvues des gènes codant pour l'IL-10 (souris knockout IL-10-/-) [Fox et al. 1999] et présentant une inflammation intestinale. L'inoculation expérimentale à des souris immunodéficientes (souris scid/scid, souris IL-10-/-, souris SCID/NCr ou souris A/JNCr) induit le développement de lésions inflammatoires du gros intestin. En revanche, l'infection de souris immunocompétentes ne conduit qu'à une synthèse d'IgG.
Diagnostic bactériologique et sérologique
Les infections par les hélicobactéries intestinales et notamment les infections à Helicobacter hepaticus semblent fréquentes et peuvent avoir des répercussions sur les résultats des expérimentations effectués sur des animaux de laboratoire (modifications des concentrations des enzymes hépatiques et des sels biliaires, interférences avec des travaux d'oncogénèse, présence de lésions histologiques pouvant simuler d'autres affections ou pouvant gêner la lecture des lames, risques de confusion lors d'études effectuées avec des Helicobacter sp., perturbation des résultats obtenus lors de l'étude de la réponse immunitaire suscitée par des Helicobacter sp., …). Dans de nombreux cas, les infections sont asymptomatiques et il est nécessaire de disposer de méthodes de diagnostic sensibles, simples et peu onéreuses afin de dépister les animaux porteurs de germes. Parmi les techniques disponibles (examens anatomopathologiques, isolement et identification, PCR et ELISA), la PCR et la mise en évidence d'anticorps sont les mieux adaptés à ces impératifs. Des colorations à l'argent effectuées sur des coupes de foie permettent la mise en évidence de Helicobacter hepaticus. Cette technique est toutefois peu sensible, peu spécifique et nécessite l'euthanasie des animaux. La culture suivie d'une identification biochimique est difficile. Elle nécessite le recours à des milieux enrichis (géloses Columbia ou trypticase soja ou Brucella additionnées de sang et fraîchement préparées) éventuellement rendus sélectifs par l'adjonction d'un mélange d'antibiotiques (par exemple triméthoprime, vancomycine polymyxine B pour Helicobacter hepaticus), une atmosphère micro-aérophile (ou anaérobie pour Helicobacter ganmani) et un temps d'incubation important (les boîtes doivent être conservées 3 semaines avant de conclure à une absence de germes). La filtration à travers des filtres de porosité 0,45 µm (pour Helicobacter hepaticus et Helicobacter rodentium) ou 0,65 µm (Helicobacter ganmani et Helicobacter muridarum) facilite l'isolement à partir de prélèvements contaminés.
Différents tests PCR ont été développés :
Des tests ELISA ont été mis au point pour la recherche des IgG anti-Helicobacter hepaticus. L'antigène est constitué soit d'un mélange de protéines membranaires soit d'une protéine de membrane externe obtenue par recombinaison. Les anticorps sont détectables vers l'âge de six mois. Chez les animaux mâles, leur titre augmente vers huit mois pour atteindre un plateau à 12 mois alors que, chez les animaux femelles, les titres augmentent vers l'âge de 12 mois et atteignent un plateau vers l'âge de 18 mois.
Sensibilité aux antibiotiques et traitement
À la connaissance de l'auteur, aucune étude sur la sensibilité in vitro aux antibiotiques n'a été publiée. En revanche, plusieurs publications envisagent l'éradication des infections à Helicobacter hepaticus par des traitements antibiotiques et/ou des traitements au bismuth et une publication fait état d'un essai de traitement de souris co-infectées par Helicobacter rodentium et ¤ Helicobacter bilis. Il est important de souligner que l'infection par les hélicobactéries intestinales et, notamment, les infections à Helicobacter hepaticus peuvent avoir des répercussions sur les résultats expérimentaux et qu'il est nécessaire de travailler sur des animaux indemnes. Toutefois, le traitement des infections bactériennes des animaux de laboratoire doit être déconseillé pour au moins deux raisons : 1) les molécules administrées peuvent altérer les paramètres physiologiques et/ou interférer avec les résultats et 2) il est parfois difficile d'obtenir une éradication totale des bactéries. Aussi, il ne nous paraît pas souhaitable de développer ce sujet et nous renvoyons le lecteur intéressé à quelques références bibliographiques figurant dans l'annexe I.
Orientation bibliographique
Les références des publications décrivant les diverses espèces ainsi que les références des publications validant les nomenclatures sont données dans le fichier Helicobacter in : List of Procaryotic Names with Standing in Nomenclature. Articles de synthèse FOX (J.G.) et LEE (A.) : The role of Helicobacter species in newly recognized gastrointestinal tract diseases of animals. Lab. Anim. Sci., 1997, 47, 222-255. ON (S.L.W.) : Taxonomy of Campylobacter, Arcobacter, Helicobacter and related bacteria: current status, future prospects and immediate concerns. J. Appl. Microbiol., 2001, 90, 1S-15S. SOLNICK (J.V.) et SCHAUER (D.B.) : Emergence of diverse Helicobacter species in the pathogenesis of gastric and enterohepatic diseases. Clin. Microbiol. Rev., 2001, 14, 59-97. ZENNER (L.) : Pathology, diagnosis and epidemiology of the rodent Helicobacter infection. Comp. Immunol. Microbiol. Infect. Dis., 1999, 23, 41-61. Quelques publications non répertoriées dans les articles de synthèse cités ci-dessus CHIEN (C.C.), TAYLOR (N.S.), GE (Z.), SCHAUER (D.B.), YOUNG (V.B.) et FOX (J.G.) : Identification of cdtB homologues and cytolethal distending toxin activity in enterohepatic Helicobacter spp. J. Med. Microbiol., 2000, 49, 525-534. DEWHIRST (F.E.), FOX (J.G.), MENDES (E.N.), PASTER (B.J.), GATES (C.E.), KIRKBRIDE (C.A.) et EATON (K.A.) : "Flexispira rappini" strains represent at least 10 Helicobacter taxa. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2000, 50, 1781-1787. DEWHIRST (F.E.), FOX (J.G.) et ON (S.L.W.) : Recommended minimal standards for describing new species of the genus Helicobacter. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2000, 50, 2231-2237. FOX (J.G.), GORELICK (P.L.), JULLBERG (M.C.), GE (Z.), DEWHIRST (F.E.) et WARD (J.M.) : A novel urease-negative Helicobacter species associated with colitis and typhlitis in IL-10-deficient mice. Infect. Immun., 1999, 67, 1757-1762. FRANKLIN (C.L.), GORELICK (P.L.), RILEY (L.K.), DEWHIRST (F.E.), LIVINGSTON (R.S.), WARD (J.M.), BECKWITH (C.S.) and FOX (J.G.): Helicobacter typhlonius sp. nov., a novel murine urease-negative Helicobacter species. J. Clin. Microbiol., 2001, 39, 3920-3926. FRANKLIN (C.L.), RILEY (L.K.), LIVINGSTON (R.S.), BECKWITH (C.S.), HOOK (R.R.), BESCH-WILLIFORD (C.L.), HUNZIKER (R.) et GORELICK (P.L.) : Enteric lesions in SCID mice infected with "Helicobacter typhlonicus", a novel urease-negative Helicobacter species. Lab. Anim. Sci., 1999, 49, 496-505. LI (X.), FOX (J.G.), WHARY (M.T.), YAN (L.), SHAMES (B.) et ZHAO (Z.) : SCID/NCr mice naturally infected with Helicobacter hepaticus develop progressive hepatitis, proliferative typhlitis, and colitis. Infect. Immun., 1998, 66, 5477-5484. LIVINGSTON (R.S.), RILEY (L.K.), HOOK Jr. (R.R.), BESCH-WILLIFORD (C.L.) et FRANKLIN (C.L.) : Cloning and expression of an immunogeneic membrane-associated protein of Helicobacter hepaticus for use in an Enzyme-linked immunosorbent assay. Clin. Diagn. Lab. Immunol., 1999, 6, 745-750. NILSSON (I.), LINDGREN (S.), ERIKSSON (S.) et WADSTRÖM (T.) : Serum antibodies to Helicobacter hepaticus and Helicobacter pylori in patients with chronic liver disease. Gut, 2000, 46, 410-414. RILEY (L.K.), FRANKLIN (C.L.), HOOK Jr (R.R .) et BESCH-WILLIFORD (C.) : Identification of murine helicobacters by PCR and restriction enzyme analyses. J. Clin. Microbiol., 1996, 34, 942-946. VANDAMME (P.), HARRINGTON (C.S.), JALAVA (K.) et ON (S.L.W.) : Misidentifying helicobacters: the Helicobacter cinaedi example. J. Clin. Microbiol., 2000, 38, 2261-2266. YOUNG (V.B.), KNOX (K.A.) et SCHAUER (D.B.) : Cytolethal distending toxin sequence and activity in the enterohepatic pathogen Helicobacter hepaticus. Infect. Immun., 2000, 68, 184-191.
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Pour des informations sur les "Flexispira" spp. voir le fichier Caractères généraux des genres Helicobacter et "Flexispira.
Un rapport du groupe de travail GV-SOLAS (Gesellschaft für Versuchstierkunde - Society for Laboratory Animal Science) mentionne Helicobacter hepaticus comme une des espèces capables d'infecter le rat. Toutefois, cette affirmation n'est confortée ni par une référence bibliographique ni par la mention "observation personnelle" ou "travaux non publiés".
Traitement du prélèvement par la polyvinylpolypyrrolidone à 4 °C, remplacement de la Taq polymérase (polymérase de Thermus aquaticus) par la Tth polymérase (polymérase de Thermus thermophilus) et augmentation de la concentration en MgCl2 dans le tampon.
Mise en suspension d'une crotte dans 1,7 mL de tampon PBS pH 7,4, centrifugation à 700 g durant 5 minutes, dilution au 1:2 de 100 µL de surnageant et utilisation du système "QUIamp Tissue Kit®"(fixation de l'ADN sur de la silice suivie de lavages et d'une élution).
1) Quelques références bibliographiques concernant le traitement des infections à Helicobacter hepaticus. FOLTZ (C.J.), FOX (J.G.), YAN (L.) et SHAMES (B.) : Evaluation of antibiotic therapies for eradication of Helicobacter hepaticus. Antimicrob. Agents Chemother., 1995, 39, 1292-1294. FOLTZ (C.J.), FOX (J.G.), YAN (L.) et SHAMES (B.) : Evaluation of various antimicrobial formulations for eradication of Helicobacter hepaticus. Lab. Anim. Sci., 1996, 46, 193-197. RUSSELL (R.J.), HAINES (D.C.), ANVER (M.R.), BATTLES (J.K.), GORELICK (P.L.), BLUMENAUER (L.L.), GONDA (M.A.) et WARD (J.M.) : Use of antibiotics to prevent hepatitis and typhlitis in male scid mice spontaneously infected with Helicobacter hepaticus. Lab. Anim. Sci., 1995, 45, 373-378. 2) Une référence concernant le traitement des animaux infectés par Helicobacter bilis et Helicobacter rodentium. SHOMER (N.H.), DANGLER (C.A.), MARINI (R.P.) et FOX (J.G.) : Helicobacter bilis/Helicobacter rodentium co-infection associated with diarrhea in a colony of scide mice. Lab. Anim. Sci., 1998, 48, 455-459.
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