Une équipe de scientifiques de l'Institut Pasteur, dirigée par le Professeur Pascale Cossart, a découvert comment la bactérie pathogène Listeria monocytogenes pénètre dans l'organisme pour infecter et parfois tuer des personnes vulnérables qui ont mangé des aliments contaminés.
La découverte, publiée dans le numéro du 1er juin de la revue internationale Science, apporte de nouvelles informations fondamentales sur Listeria. Les chercheurs insistent sur le fait que leurs résultats ne permettent pas d'envisager des retombées immédiates dans l'élaboration de nouveaux traitements de l'infection à Listeria, appelée listériose.
Cependant, la molécule qui aide Listeria à attaquer le tube digestif et à traverser l'intestin pourrait servir de transporteur pour délivrer différents traitements directement à l'intérieur de la cellule intestinale ou aux tissus profonds. Cette approche pourrait notamment être utilisée en thérapie génique.
"C'est une bactérie très astucieuse" dit Pascale Cossart, professeur à l'Institut Pasteur à Paris. "Pour l'instant, la plupart des individus en sont relativement à l'abri. En cas d'infection et si le diagnostic est porté rapidement, l'antibiothérapie est efficace. Mais si la bactérie devenait résistante aux antibiotiques, comme nous l'avons vu avec nombre d'autres bactéries, alors il serait important de connaître avec précision les bases moléculaires et cellulaires du mécanisme de l'infection pour mettre au point de nouvelles stratégies thérapeutiques".
Bactérie couramment retrouvée dans le sol, la végétation et le fourrage, Listeria peut contaminer des légumes crus, des plats cuisinés prêts à la consommation ou des aliments devant être conservés au réfrigérateur tels que le fromage ou la charcuterie.
La listériose menace en premier lieu les enfants à naître, les nouveaux nés, les femmes enceintes, les personnes âgées, ainsi que les personnes dont le système immunitaire est affaibli. Elle est responsable de méningites et d'une mortalité qui peut atteindre le taux élevé de 30 % des personnes infectées. Chez l'adulte sain, les symptômes sont en général moins graves, allant de la simple gastro-entérite à une fièvre peu élevée et quelques maux de têtes.
L'infection commence par l'ingestion d'aliments contaminés. Listeria doit ensuite passer par l'estomac puis traverser l'intestin pour atteindre la circulation sanguine et se disséminer dans le système nerveux central ou le placenta. Mais les mécanismes moléculaires permettant à Listeria de traverser la barrière intestinale étaient mal connus jusqu'à ce jour.
Dans des études précédentes, Pascale Cossart et ses collaborateurs - notamment Jean Louis Gaillard, Jérôme Mengaud et Marc Lecuit - avaient montré que dans des cellules intestinales humaines en culture, une protéine présente à la surface de Listeria appelée "internaline", interagissait avec un récepteur, la E-cadhérine, qui se trouve à la surface des cellules et permet l'entrée des bactéries. Les chercheurs ont maintenant établi que lors de l'infection, l'internaline est l'un des premiers acteurs entrant en jeu, et qu'elle interagit avec la E-cadhérine pour permettre l'entrée dans les cellules intestinales, la traversée de la paroi intestinale et l'accès à la circulation sanguine.
Étudier ce phénomène chez l'animal s'est avéré cependant longtemps difficile, car le rat et la souris produisent une cadhérine qui n'interagit pas avec l'internaline. "La différence entre les cadhérines reconnues par l'internaline et celles qui ne le sont pas, explique Pascale Cossart, est due à la nature d'un seul acide aminé à la seizième position de la chaîne protéique de la E-cadhérine. Heureusement, le cobaye génère une cadhérine "adéquate", ce qui fait de cette espèce animale un bon modèle pour étudier l'infection orale par Listeria".
Dans leur étude, publiée dans Science, Marc Lecuit et coll. - l'équipe de Pascale Cossart en collaboration avec l'unité de Biologie du Développement dirigée par Charles Babinet, un expert reconnu en transgénèse ainsi que d'autres scientifiques de l'Institut Pasteur - ont étudié les mécanismes de l'infection orale chez des cobayes ainsi que chez des souris transgéniques modifiées génétiquement pour qu'elles expriment la cadhérine humaine au niveau intestinal. Les animaux ont été infectés par voie orale soit par des bactéries sauvages soit par des bactéries mutantes n'exprimant pas d'internaline. La Listeria exprimant l'internaline a provoqué une infection mortelle, alors que la bactérie mutante, sans internaline, n'est pas parvenue à traverser efficacement la barrière intestinale et à envahir le reste de l'organisme.
Ainsi, cette étude française a permis d'identifier un "facteur de virulence" et le mécanisme moléculaire par lequel Listeria peut établir une infection, répondant ainsi à une recommandation prioritaire d'un rapport préliminaire sur Listeria préparé par l'OMS et la FAO *
"L'internaline doit maintenant être considérée comme un facteur de virulence aussi important que les autres facteurs de virulence de L. monocytogenes les mieux caractérisés à ce jour" conclut l'article de Science. Les autres facteurs connus pour jouer un rôle au cours de la listériose comprennent notamment une toxine, la listériolysine O (LLO), qui permet à Listeria de s'échapper de la vacuole, la cavité qui contient la bactérie après son entrée dans la cellule. Deux enzymes, la PI-PLC et la lécithinase contribuent aussi à libérer Listeria de la vacuole. Enfin, un autre facteur, ActA, interagit avec l'actine, une protéine de la cellule, pour permettre à Listeria de se mouvoir de cellule en cellule.
"De nombreuses questions restent cependant encore sans réponse" déclare Pascale Cossart. Notamment, les chercheurs veulent savoir exactement comment l'internaline arrive à atteindre son récepteur, la E-cadhérine, une protéine relativement inaccessible enfouie sous la bordure en brosse, dans les jonctions formées entre les cellules intestinales en contact étroit les unes avec les autres. L'équipe de Pascale Cossart suggère que les jonctions cellulaires pourraient s'ouvrir transitoirement durant la phase de renouvellement des cellules intestinales, les entérocytes, dont la durée de vie est d'environ trois jours. Il est aussi possible que la bactérie déstabilise la barrière intestinale, peut-être avec l'aide d'un "complice" moléculaire, ce qui permettrait à la bactérie d'accéder à la E-cadhérine.
"Bien que le mécanisme moléculaire par lequel l'internaline parvient à accéder à son récepteur, la E-cadhérine, reste à préciser" dit Pascale Cossart, "il est clair que la cible de l'internaline est l'entérocyte. Il est donc possible d'envisager, à l'avenir, d'utiliser l'internaline pour délivrer à l'entérocyte différents agents thérapeutiques, ou les véhiculer au travers de la barrière intestinale" ajoute-t-elle.
A moyen terme, les scientifiques espèrent apprendre comment Listeria traverse d'autres barrières du corps humain, pour atteindre le cerveau ou infecter le placenta. "Des cellules exprimant la E-cadhérine sont présentes au niveau de la barrière hémato-encéphalique et du placenta", déclare Pascale Cossart, "mais le rôle de l'internaline à ce niveau n'est pas connu à ce jour".
Ces résultats, qui sont l'aboutissement d'une recherche initiée il y a plusieurs années, illustrent combien une approche apparemment réductionniste -l'infection de cellules en culture avec Listeria et l'étude dans le détail des interactions entre la bactérie et la cellule- peut permettre de générer des modèles animaux plus pertinents.
Les souris transgéniques utilisées dans l'étude française permettront probablement une meilleure compréhension de nombreux évènements, au cours d'infections d'origine alimentaire. Qui plus est, les résultats publiés dans Science permettent d'envisager de nouvelles études de la réponse immunitaire à l'infection.
Les autorités sanitaires françaises publient régulièrement des recommandations, notamment pour les personnes à risque qui devraient éviter de consommer certains aliments, comme le lait cru et les produits à base de lait cru. Pour les produits de charcuterie consommés en l'état (pâté, rillettes, produits en gelée, jambon,…), il est recommandé de préférer les produits préemballés aux produits vendus à la coupe, ces derniers devant dans tous les cas être consommés rapidement après leur achat. Il est également conseillé de bien cuire les aliments d'origine animale (viandes, poissons), de laver soigneusement les légumes crus et les herbes aromatiques, et de conserver les aliments crus (viande, légumes, etc...) séparément des aliments cuits ou prêts à être consommés. Les règles d'hygiène alimentaire doivent particulièrement être respectées : se laver les mains et nettoyer les ustensiles de cuisine qui ont été en contact avec des aliments non cuits, nettoyer fréquemment le réfrigérateur et le désinfecter ensuite avec de l'eau javellisée, réchauffer soigneusement les restes alimentaires et les plats cuisinés avant consommation immédiate.
A l'Institut Pasteur, le Centre National de Référence des Listeria est chargé de la surveillance microbiologique de la listériose humaine. Lors d'épidémies, il participe au dispositif associant la Direction Générale de la Santé, l'Institut de Veille Sanitaire, la Direction Générale de l'Alimentation et la Direction Générale de la Concurrence, de la Consommation et de la Répression des Fraudes.
L'article de Science a été préparé à l'Institut Pasteur et est signé par l'équipe de Pascale Cossart, Unité des Interactions Bactéries-Cellules et l'Unité de Biologie du Développement dirigée par Charles Babinet, ainsi que Jean Lefort de l'Unité de Pharmacologie cellulaire, Michel Huerre de l'Unité d'Histopathologie, et Pierre Gounon de la Station Centrale de Microscopie Electronique.
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· * "Joint FAO/WHO Activities on Risk Assessment of Microbiological
Hazards in Foods Risk Assessment: Listeria monocytogenes in ready-to-eat
foods." Rapport préliminaire préparé après
consultation d'une équipe mixte d'experts FAO/OMS sur l'évaluation
du risque microbiologique des produits alimentaires. Siège de la
FAO, Rome, Italie, 17-21 juillet 2000. Préparé par Robert
Buchanan, U.S.A Food and Drug Administration, et Roland Lindqvist, National
Food Administration, Suède.
Voir à <http://www.who.int/fsf/mbriskassess/>
et sélectionner "Hazard identification, hazard characterization
of Listeria monocytogenes in ready-to-eat foods."
· Voir aussi sur le serveur de l'Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments à <http://www.afssa.fr/dossiers> et sélectionner le dossier "Listeria".
CONTACT:
- Pascale COSSART, tél : 33 (0)1 45 68 88 41, pcossart@pasteur.fr
- Service de Presse, Institut Pasteur, 33 (0)1 45 68 81 47, presse@pasteur.fr