J.P. Euzéby : Dictionnaire de Bactériologie Vétérinaire

Créé le 07 juin 1998
Dernière mise à jour partielle le 04 novembre 2005 (une mise à jour plus complète sera effectuée ultérieurement).

LAWSONIA INTRACELLULARIS

Autres dénominations : "Ileal symbiont intracellularis", "Ileobacter intracellularis", Candidatus Intracellularis.

Voir aussi le fichier : ¤ "Desulfovibrionales, Desulfovibrionaceae".

Systématique

En 1993, Gebhart et al. décrivent une bactérie, isolée de l’intestin de porcs atteints d’entérites prolifératives, non cultivable sur milieux inertes, non cultivable sur œufs embryonnés mais cultivable sur des cellules intestinales de rats (cellules IEC-18 = ATCC CRL 1589) ou de porcelets (IPEC-J2). En culture cellulaire, cette bactérie est libre dans le cytoplasme, elle se multiplie sans diffuser d’une cellule à une autre et cette croissance n’altère pas les cellules et ne provoque pas leur lyse.

Cette bactérie avait été provisoirement désignée sous les noms de "Ileal symbiont intracellularis" ou de "Ileobacter intracellularis" ou de "Candidatus Intracellularis" et placée dans la division delta des Proteobacteria. La séquence de l’ADNr 16S comparée avec plus de 400 séquences disponibles auprès du "Ribosomal RNA Database Project" révèle une affinité avec les diverses espèces de la famille des ¤ Desulfovibrionaceae et tout particulièrement avec ¤ Bilophila wadsworthia (92 p. cent de similitude) et ¤ Desulfovibrio desulfuricans (91 p. cent de similitude).

La position taxonomique de ce germe paraissait délicate à établir. Les études génomiques le rapprochaient des espèces du genre ¤ Desulfovibrio alors que le parasitisme intracellulaire conduisait à le rapprocher des espèces du genre Rickettsia (qui sont les seules bactéries intracellulaires obligatoires aptes à se multiplier à l’état libre dans le cytoplasme). Un rapprochement avec le genre Rickettsia est toutefois exclu car les rickettsies appartiennent à la classe des ¤ Alphaproteobacteria, elles ont une morphologie différente et leur transmission requiert l’intervention d’un arthropode.

En 1995, McOrist et al. soumettent à des tests phénotypiques et génétiques 6 souches d’ "Ileal symbiont intracellularis" isolées de porcs atteints d’entérite proliférative et deux souches de ¤ Desulfovibrio desulfuricans. "Ileal symbiont intracellularis" se distingue de ¤ Desulfovibrio desulfuricans par la séquence de son ARNr 16S, par le profil électrophorétique de ses protéines, par ses caractères morphologiques (Desulfovibrio desulfuricans présente une taille supérieure et n’est pas acido-résistant), par ses caractères culturaux (Desulfovibrio desulfuricans cultive sur milieux inertes), par son type respiratoire (Desulfovibrio desulfuricans est anaérobie ), par ses caractères biochimiques (Desulfovibrio desulfuricans réduit les sulfates) et par son habitat (les espèces du genre Desulfovibrio ne sont pas des parasites intracellulaires). De plus, une sonde nucléique dirigée contre l’ADNr 16S de "Ileal symbiont intracellularis" ne se fixe pas sur l’ADN de Desulfovibrio desulfuricans et des anticorps monoclonaux dirigés contre "Ileal symbiont intracellularis" ne réagissent pas avec Desulfovibrio desulfuricans. Au vu de ces résultats, les auteurs proposent de placer "Ileal symbiont intracellularis" dans le nouveau genre Lawsonia avec la nomenclature de Lawsonia intracellularis.

Un pourcentage d'homologie compris entre 98 et 100 est observé entre les séquences des ADNr 16S de Lawsonia intracellularis et les séquences des ADNr 16S de micro-organismes comparables à Lawsonia intracellularis, mais présents chez des espèces animales autres que le porc (rat, cobaye, hamster, lapin, daim, cheval, chien, renard, furet, autruche, émeu). Il semble donc que toutes ces bactéries appartiennent au genre Lawsonia et peut-être à l'espèce Lawsonia intracellularis.

Le genre Lawsonia est placé dans la famille des ¤ Desulfovibrionaceae (ordre des ¤ Desulfovibrionales, classe des ¤ Deltaproteobacteria, phylum des ¤ "Proteobacteria", domaine ou empire des "Bacteria" ou des "Eubacteria").

Caractères bactériologiques

Lawsonia intracellularis est un bacille à Gram négatif, acido-résistant (coloration de Ziehl-Neelsen modifiée), généralement incurvé, parfois rectiligne, de 0,3 à 0,4 µm de diamètre sur 1,5 à 2,0 µm de longueur, non sporulé, parasite intracellulaire obligatoire, micro-aérophile, ne réduisant pas les sulfates, ne synthétisant pas de désulfoviridine.
Un unique flagelle polaire est mis en évidence dans des préparations effectuées avec des bactéries extra-cellulaires. Ces observations sont en accord avec la mobilité observée dans les cultures cellulaires (dans le cytoplasme, Lawsonia intracellularis se déplace d'une manière à la fois rapide et brusque).

La culture ne peut être obtenue ni sur des milieux inertes (plus de 80 milieux testés) ni dans des œufs embryonnés. Toutefois, le germe se multiplie par fission binaire (sans être inclus dans une vacuole) dans le cytoplasme des cellules intestinales de rat (cellules IEC-18 = ATCC CRL 1589). Cette culture nécessite la présence d’une atmosphère contenant 5 à 15 p. cent d’oxygène et elle est optimale en présence de 8 p. cent d’oxygène.

In vivo, les bactéries sont présentes dans le cytoplasme apical des entérocytes, en dessous de la bordure en brosse et elles ne forment ni amas ni corps d’inclusion.

Habitat et pouvoir pathogène

Lawsonia intracellularis est l’agent des entérites prolifératives du porc. Les entérites prolifératives (EPP) sont un ensemble d’affections caractérisées par un épaississement de la muqueuse de l’intestin grêle et parfois du gros intestin, par une prolifération et une immaturité des cellules de l’épithélium intestinal et par une absence de cellules caliciformes. Cette lésion primaire est à l’origine de diverses manifestations cliniques selon l’âge des animaux et l’éventuelle présence de lésions traumatiques de la muqueuse.

Chez le porc, les EPP sont fréquentes et économiquement importantes mais ces affections ont également été décrites chez le cheval, le chien, le cobaye, le daim (Odocoileus virginianus), l’émeu (Dromaius novaehollandiae), le furet, le hamster, le lapin, les ovins, le rat et le renard bleu (Alopex lagopus).

Les EPP du porc ont été reconnues comme une pathologie spécifique au début des années 1970. Ce sont des affections de répartition mondiale décrites, notamment, en Afrique du Sud, en Australie, en Belgique, au Brésil, au Canada, au Danemark, en Espagne, aux États Unis, en Finlande, en France, en Grèce, en Inde, au Japon, aux Pays Bas, au Royaume Uni, en Suède, à Taiwan et en Yougoslavie.

La fréquence des EPP est mal connue car, le plus souvent, les signes cliniques sont discrets et ils sont atténués ou prévenus par l’incorporation d’antibiotiques dans l’alimentation. Pour certains auteurs, les EPP représentent la pathologie intestinale la plus fréquente en élevage porcin, toutefois, ces affections seraient rarement diagnostiquées en France.

Les EPP surviennent généralement après le sevrage chez des porcs âgés de 6 à 20 semaines mais elles peuvent également être observées chez des animaux âgés de 2 à 3 semaines ou chez des animaux âgés de plusieurs années. Outre la contamination bactérienne, l’expression clinique de l’affection nécessite des facteurs déclenchants représentés par des stress divers : déplacement entre les différentes zones de production, regroupement d’animaux, changement de régime alimentaire, surpeuplement, variations de température, ...

La maladie due au développement de la lésion primaire, sans complication, est connue sous le nom d’adénomatose intestinale. Lorsque d’autres modifications se surajoutent à la lésion primaire on parle, selon les cas, d’entérite nécrosante, d’iléite régionale (ou d’iléite terminale ou d’iléite proliférative) et d’entéropathie proliférative hémorragique.

- L’adénomatose intestinale a une expression clinique frustre : anorexie, apathie, retard de croissance et parfois diarrhée. Le diagnostic clinique de cette forme est difficile et seul un enregistrement des gains de poids semble en mesure de détecter la présence de l’affection dans un élevage. Ces formes bénignes guérissent spontanément, l’anorexie disparaît et la croissance redevient normale.

- L’entérite nécrosante se caractérise par une adénomatose accompagnée d’une inflammation et d’une nécrose de la muqueuse intestinale ce qui conduit à une anorexie marquée, à un amaigrissement et à des diarrhées intermittentes. La mort est alors possible.

- L’iléite régionale se traduit par une forte hypertrophie de la paroi iléale qui peut se perforer et entraîner une péritonite fatale.

- L’entéropathie proliférative hémorragique est le plus souvent observée chez de jeunes adultes. Le signe le plus caractéristique est une anémie pouvant entraîner la mort. Des troubles digestifs peuvent se surajouter à l’anémie, les fèces se ramollissent, elles prennent une couleur noire et environ 50 p. cent des animaux vont mourir.

En pratique, les formes les plus fréquemment observées sont l’adénomatose intestinale et l’entéropathie proliférative hémorragique.

Plusieurs espèces bactériennes avaient été impliquées dans les EPP : Campylobacter mucosalis, Campylobacter hyointestinalis subsp. hyointestinalis et, plus récemment, Campylobacter hyoilei. La preuve du rôle étiologique de Lawsonia intracellularis dans les EPP du porc a été apportée par McOrist et al. :

- L’inoculation par voie orale de la souche 916/91 de Lawsonia intracellularis chez des porcs conventionnels âgés de 29 jours permet de reproduire la maladie.
Les porcs inoculés avec 3,7 X 10⁶ bactéries ayant subi 6 passages développent des lésions plus sévères que les porcs inoculés avec 1,5 X 106 bactéries et il est possible d'isoler la souche de leurs fèces. En revanche, les porcs inoculés avec 3,7 X 106 bactéries ayant subi 13 passages ne présentent que des lésions minimes ce qui indique que la souche bactérienne voit sa virulence diminuée lors des cultures successives. Des observations semblables ont déjà été faites avec d’autres bactéries à développement intracellulaire telle que Rickettsia prowazekii.
- L’inoculation de la souche 916/91 à des porcs gnotobiotiques (dont le tube digestif n’héberge que des streptocoques) ne reproduit pas la maladie et ne permet pas la colonisation de l’intestin ce qui suggère que d’autres bactéries doivent favoriser la colonisation et le pouvoir pathogène. De fait, l’administration par voie orale de la souche 916/91 et d’un mélange de Bacteroides vulgatus souche O1 et de Escherichia coli souche 1027/81 (ces deux bactéries ne sont pas pathogènes pour le porc) conduit à l’apparition de lésions sévères d’entérites prolifératives chez des porcelets gnotobiotiques. Un phénomène identique est bien connu pour Brachyspira hyodysenteriae (agent de la dysenterie du porc) qui n’exerce un pouvoir pathogène qu’en présence de bactéries telles que Acetivibrio ethanolgignens ou diverses bactéries anaérobies (Fusobacterium necrophorum, Bacteroides vulgatus, Clostridium sp., ...).

Les connaissances sur la pathogénie des infections à Lawsonia intracellularis sont très fragmentaires.

- Les infections expérimentales du porc montrent qu’après 2 à 3 semaines d’incubation, les bactéries se multiplient dans les entérocytes de l’iléon et du colon. Les examens en microscopie électronique révèlent que les bactéries pénètrent dans les cellules grâce à une vacuole d’endocytose mais que, en moins de 3 heures, elles quittent cette vacuole (en produisant une substance membranolytique ?) et se retrouvent dans le cytoplasme.

- Les mécanismes impliqués dans l’adhésion sont inconnus :

. Lawsonia intracellularis est dépourvue de couche S = S-layer (structure impliquée dans l’adhésion chez certaines bactéries à multiplication intracellulaire obligatoire).

. Son (ses) adhésine(s) ne semblent pas porter la séquence Arg-Gly-Asp fréquemment impliquée dans la fixation sur des récepteurs cellulaires.

. Lawsonia intracellularis est dépourvue d’invasine (l’invasine est une protéine qui se fixe sur l’intégrine des membranes cellulaires et qui est souvent impliquée dans la pénétration des bactéries dans une cellule).

. L’adhésion est inhibée par un anticorps monoclonal qui se fixe sur une protéine de 25 à 27 kDa mais on ne sait pas si cette protéine constitue l’adhésine ou si les anticorps agissent par encombrement stérique.

La libération de la bactérie dans la lumière intestinale semble impliquer des protubérances cytoplasmiques contenant de nombreuses bactéries.

Les lésions d’hyperplasie pourraient résulter de la production d’une substance mitogène.

Diagnostic bactériologique

Compte tenu des caractères culturaux de Lawsonia intracellularis, l’isolement de la bactérie en culture pure n’est pas une technique appliquée au diagnostic.

Les techniques utilisées en histopathologie sont les plus fréquemment utilisées mais elles ne peuvent pas être pratiquées sur des animaux vivants. La coloration argentique de Warthin-Starry permet de visualiser la bactérie dans le cytoplasme des entérocytes. Les colorations histologiques classiques révèlent une augmentation du nombre des cellules mononucléées dans la lamina propria et dans la sous-muqueuse ainsi qu’une hyperplasie des entérocytes des cryptes.

Les réactions d’immunofluorescence ne peuvent pas être pratiquées sur des animaux vivants et elles nécessitent l’utilisation d’anticorps monoclonaux dont la diffusion est actuellement confidentielle. L’immunofluorescence permet de révéler la présence de la bactérie dans le cytoplasme apical.

La technique PCR conduisant à l’amplification d’un segment d’ADN de 319 pb utilise des amorces spécifiques de Lawsonia intracellularis. Comme toutes les techniques d’amplification en chaîne par polymérase, l’utilisation de la PCR pour le diagnostic de routine des EPP pose de nombreux problèmes pratiques. La PCR présente l’avantage de pouvoir détecter les animaux excréteurs (PCR effectuée sur les fèces) et c’est la technique la plus spécifique et la plus sensible lorsqu’elle est mise en œuvre sur la muqueuse iléale.

Sensibilité aux antibiotiques

McOrist et al. ont développé une méthodologie permettant d’apprécier la sensibilité de Lawsonia intracellularis aux antibiotiques. Cette étude, effectuée en culture cellulaire, a porté sur un nombre limité de souches (au maximum 3), toutes isolées au Royaume Uni. Les concentrations (en mg/mL) permettant d’inhiber la multiplication de 99 p. cent des bactéries intracellulaires sont de 0,1 pour l’érythromycine et la difloxacine, de 1 pour la chlortétracycline, la virginiamycine, la pénicilline G et l’ampicilline, de 2 pour la tilmicosine, de 4 pour la tiamuline, de 8 pour le ceftiofur et l’enrofloxacine, de 32 pour la lincomycine et supérieure à 32 pour la bacitracine-zinc, l’avoparcine, la vancomycine, la tylosine, l’apramycine, la spectinomycine, la néomycine et la gentamicine.

En élevage, les antibiotiques les plus utilisés sont la tylosine et la tiamuline mais d’autres molécules ont été utilisées : olaquindox, monensin, salinomycine, tétracyclines, ...

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