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La thématique principale du Laboratoire de Bactériologie Expérimentale est la connaissance des bactéries pathogènes entériques et la lutte contre les maladies diarrhéiques ; autour de cette thématique, les axes de recherche suivants sont actuellement développés :

AMELIORATION DE LA PRISE EN CHARGE THERAPEUTIQUE DES DIARRHEES chez l'enfant et l'adulte infecté par le VIH :

Chez l'enfant, nos travaux ont mis en évidence pour la première fois le rôle important des Escherichia coli agents d'entérites dans les diarrhées aigües infantiles à Dakar et en zone rurale sénégalaise. Chez l'adulte infecté par le VIH, nos travaux ont permis une meilleure connaissance des étiologies et ont permis de mettre au point un algorithme de prise en charge des diarrhées au cours du SIDA à partir de données épidémiologiques actualisées

LA PREVENTION DES INFECTIONS DIARRHEIQUES qui s'articule autour :
- Rôle des aliments dans la transmission de microorganimes entériques
- Contrôle de qualité microbiologique des aliments vecteurs de pathogènes entériques

VEILLE MICROBIOLOGIQUE : détection et caractérisation phénotypique et génotypique des pathogènes entériques émérgents et/ ou réémergents :

Un nouveau ribotype de Vibrio cholerae

La diversité phénotypique des souches du vibrion cholérique étant assez limité (trois sérotypes, deux biotypes), es techniques conventionnelles n'ont pas un pouvoir discriminant suffisant pour distinguer les différentes souches épidémiques. L'application des méthodes de biologie moléculaire à la caractérisation des bactéries a ouvert des perspectives nouvelles pour l'identification bactérienne à tous les niveaux taxonomiques, y compris le niveau infraspécifique. Les souches de Vibrio cholerae isolées lors de la dernière épidémie de choléra survenue au Sénégal en 1994 ont été caractérisées sur les plans phénotypique et gènotypique. L'étude du profil de restriction des gènes codant pour les ARN ribosomaux (ribotypie) a montré que cette épidémie était causée par un nouveau ribotype de Vibrio cholerae. Ce nouveau ribotype, que nous avons baptisé B27, est entré au Sénégal par sa frontière sud, après avoir été à l'origine d'une épidémie en Guinée-Bissau quelques mois auparavant. Afin de caractériser les souches de manière plus fine, nous avons également recherché le profil de restriction des gènes de virulence de ces souches en utilisant comme sonde le plasmide PJM 17 dans lequel a été inséré un fragment de souche de Vibrio cholerae portant les gènes ctx, (Cholera Toxin), zot (Zonula Occludens Toxin) et ace (Accessory Cholera Enterotoxin). Nous avons ainsi démontré que le ribotype B27 était associé au toxinogènotype TB31 ; c'est également ce qui a été trouvé pour la souche provenant de l'épidémie de Guinée Bissau

Un nouveau sérotype de Salmonella multirésistant

Nous venons d'identifier un nouveau sérotype de Salmonella multirésistant qui a émergé quasi simultanément dans l'aliment et chez l'homme. Ce nouveau sérotype a été confirmé par les 3 laboratoires chargés d'homologuer les nouveaux sérotypes ( Paris, Hambourg et Atlanta) et figure dans la huitième édition (2001) du schéma de Kauffmann-White-LeMinor. Nous avons proposé le nom suivant pour ce nouveau sérotype de Salmonella : Salmonella enterica subsp. enterica sérotype Keurmassar.

Un " nouveau " sérotype de Shigella

Au cours de la phase d'évaluation de l'algorithme de prise en charge des diarrhées chez l'adulte infecté par le VIH, nous avons mis en évidence chez trois malades au stade SIDA, avec des taux de lymphocytes CD4 de 87,3 - 36 et 8 cellules/mm3, une souche de Shigella appartenant vraisemblablement à un nouveau sérotype. En effet, cette souche n'a été agglutinée par aucun des sérums agglutinants connus et provisoires disponibles dans notre laboratoire et au centre National de Référence des Salmonella et Shigella de l'Institut Pasteur à Paris (P. Bouvet). Ces souches sont en train d'être étudiées par une approche "sérotypie génétique" qui étudie les profils de restriction après amplification de la région "O" et amplification du gène codant pour la flagelline .

ANTIBIORESISTANCE

Caractérisation d'intégrons chez les bactéries agents de diarrhées au Sénégal

La résistance aux antibiotiques s'est avérée un problème en constante évolution touchant de plus en plus d'espèces et vis-à-vis d'un nombre de plus en plus grand de molécules. La menace existe dans les pays développés mais aussi dans les pays en voie de développement où cohabitent l'automédication et la vente anarchique d'antibiotiques en dehors des structures légales.
L'acquisition de la résistance est corrélée à des évènements génétiques. A côté des plasmides et des transposons d'autres éléments génétiques permettant le transfert des gènes de résistance ont été plus récemment identifiés et désignés sous le nom d'intégrons. Les intégrons sont constitués de deux régions conservées 3' et 5' entre lesquelles peuvent s'insérer une ou plusieurs éléments mobiles appelés cassettes. Ces cassettes comprennent une séquence codante et un site de recombinaison (attI) hébergent des gènes de résistance et sont intégrées ou excisées par un système de recombinaison spécifique de site médié par une intégrase (int gene). Un grand nombre de cassettes contenant différents gènes de résistance ont été décrites. Au moins quatre classes d'intégrons sont connues à ce jour; trois d'entre elles ont été entièrement identifiées. Les intégrons de classe 1 sont souvent localisés dans des transposons de le famille Tn 21, ceux de la class 2 sont présents sur le transposon Tn7. Cette association quasi constante avec des transposons ou des plasmides conjugatifs serait à l'origine de la très grande " transférabilité " des intégrons .La nature et la fonction de l'extrémité 3' détermine la classe de l'intégron: les intégrons de classe 1 ont 3 cadres de lecture ouverts. Le premier qacδE1 est un dérivé tronqué de gène qacE, codant pour une protéine de résistance aux ammoniums quaternaires. Le second est le gène sul1 qui code pour une protéine de résistance aux sulfamides. Le troisième, désigné ORF5 ne code pour aucune protéine de fonction connue. La région 3' des intégrons de classe 2 est composé de gènes impliquées dans la transposition Tn 7. Quant aux intégrons de classes 3 et 4, leurs régions 3' n'ont pas encore été caractérisées. Les intégrons de classe 1 sont les plus fréquents parmi les souches pathogènes; ils peuvent être associés à des résistances à diverses classes d'antibiotiques et ont été mis en évidence chez un grand nombre de bactéries.

Principaux résultats

La recherche d'intégrons a été réalisée par amplification génique par la méthode PCR à l'aide d'amorces spécifiques des gènes intI1, intI2 et intI3. La caractérisation des cassettes a été effectuée par PCR et séquençage. Les résultats préliminaires que nous avons obtenus portent sur 73 souches bactériennes : 30 souches de Shigella dont 14 S. flexneri, 13 S. dysenteriae A1 et 3 S. sonnei, 25 souches de Escherichia coli entéroaggrégatifs (EaggEC), 10 souches de Escherichia coli entéroinvasifs (EIEC), 8 souches de Salmonella Keurmassar (dont une d'origine animale).
Un produit d'amplification a été trouvé pour les gènes intI1 et/ou intI2 pour 57,5% des souches (42/73). Aucun intégron de classe 3 n'a été détecté. Les intégrons de classe 1 ont été retrouvés chez Shigella dysenteriae A1, Shigella flexneri, EaggEC et EIEC et Salmonella Keurmassar. Les intégrons de classe 2 ont été retrouvés chez certaines souches de Shigella sonnei et chez certaines souches de Shigella dysenteriae A1 . Les intégrons de classe 2 contiennent les cassettes dfrA1, sat2 et aadA1. Chez les Shigella, les intégrons de classe 1 analysés contenaient les cassettes dfrA15 et aadA1.
Chez les souches de E. coli entéroinvasifs , nous avons identifié un intégron de classe I avec seule une cassette dfrA5 codant pour la de résistance au triméthoprime. Parmi les E. coli entéroaggrégatifs, 3 différents intégrons ont été identifiés : le premier hébergeait la cassette aadA1a codant pour la résistance à la streptomycine et à la spectinomycine; le second hébergeait dfrA7; et le troisième dfrA13-oxa5, codant pour la résistance au triméthoprime et aux bétalactamines .
Chez les souches de S. Keurmassar, nous avons identifié deux intégrons : le premier hébergeait la cassette aadA2 et le second les cassettes aac(6')-IIc et ereA2 codant respectivement pour la résistance à la streptomycine et à la spectinomycine, à la gentamycine et tobramycine et à l'érythromycine.

La fréquence élevée des cassettes dfr est la conséquence de l'utilisation intensive du triméthoprime associé aux sulfamides largement utilisé dans le traitement des diarrhées au Sénégal.

La découverte récente de super-intégrons hébergeant une centaine de cassettes dont certaines codent pour des fonctions différentes de la résistance aux antibiotiques (fonctions biochimiques, facteurs de virulence) suggère en fait un rôle plus large des intégrons qui seraient impliqués dans l'évolution des génomes bactériens et l'adaptation des espèces.

ETUDE DE LA DIVERSITE GENOTYPIQUE DES SOUCHES

Typage moléculaire des bactéries agents d'entérites

RAPD
Ribotypie,
PFGE

Génomique comparative de souches de Escherichia coli pathogènes et non pathogènes

Cette étude a été entreprise dans notre laboratoire dans le cadre d'un Programme transversal de recherche (PTR) associant l'Institut Pasteur à Paris et 3 instituts du réseau international des instituts Pasteur (Dakar, Bangui et Bucarest).

Les objectifs de ce programme sont :
- Développer une analyse comparative du protéome de souche de E. coli parmi lesquelles des souches pathogènes appartenant à divers pathovars et des souches commensales
- Identifier les protéines communes aux différentes souches pathogènes et absentes ou non fonctionnellles chez les souches commensales
- Développer des outils diagnostic faciles à mettre en œuvre et hautement spécifiques pour l'identification des E. coli pathogènes


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