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Version PDF      Neisseria


  Responsable : Jean-Michel ALONSO (jmalonso@pasteur.fr)


  resume

 

Les travaux de recherche de l'unité des Neisseria, Centre National de Référence des Méningocoques, sont centrés sur l'épidémiologie et la pathogénie moléculaires des infections à Neisseria meningitidis, incluant la caractérisation moléculaire des isolats cliniques impliqués dans les infections invasives (bactériémies et méningites) et notamment les clones épidémiques, en France et en Afrique. Les travaux expérimentaux portent sur l'analyse des mécanismes moléculaires d'adhésion et d'invasion bactériennes et de leur régulation in vivo, ainsi que des gènes de résistance aux béta-lactamines.



  rapport

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1.Surveillance des infections à N. meningitidis dans le cadre du CNRM .

N. meningitidis est un agent étiologique majeur de méningites (globalement 30% des méningites bactériennes aiguës) et de méningococcémies (septicémies), dans le monde entier. Outre les séquelles neurologiques, les infections méningococciques peuvent se compliquer de purpura fulminans et de choc septique mortel. Les infections méningococciques sont potentiellement épidémiques. L'incidence mondiale varie de 1 à 10/100000 selon les contrées, avec des taux de mortalité pouvant atteindre 10%. En France, l'incidence des formes invasives s'accroit constamment depuis 1995. Les cas restent néanmoins sporadiques et il n'y a pas d'épidémie. L'examen de la proportion des différents sérogroupes parmi les souches isolées d'infections invasives montre que le sérogroupe B est incriminé dans 50% des cas, une augmentation du sérogroupe C depuis 2001, dont la proportion atteint 38% en 2002, ainsi que du sérogroupe W135 (10%).

2.Recherche expérimentale.

Nos recherches s'appuient sur les données du CNRM, grâce à des collaborations avec nos correspondants nationaux et internationaux et ont pour principaux objectifs de contribuer à la mise au point de techniques de diagnostic et typages rapides et fiables, et à l'analyse des mécanismes pathogéniques moléculaires et cellulaires de ces infections en fonction de leur évolution épidémiologique.

2.1.Épidémiologie moléculaire des infections à N. meningitidis.

2.1.1. Diagnostic et typages moléculaires.

La caractérisation de N. meningitidis à partir des prélèvement biologiques (sang, liquide céphalo-rachidien, etc.) permet son identification directe par l'amplification du gène de régulation crgA, puis la prédiction du sérogroupe de la souche incriminée, par l'amplification du gène siaD de la biosynthèse de la capsule (sérogroupes B, C, Y et W135) ou l'amplification de mynB  impliqué dans la biosynthèse des polyosides capsulaires du sérogroupe A. Ces méthodes moléculaires permettent de circonvenir les échecs du diagnostic par culture et autorisent la prise en charge antibiothérapeutique du malade sans retard. Les typages moléculaires par des techniques de séquençage permettent ensuite d'étudier des filiations éventuelles entre des clones épidémiques au niveau local et international.

2.1.2. Expansion de N. meningitidis W135, du complexe clonal ET-37 depuis l'épidémie associée au pèlerinage de La Mecque en 2000 et en 2001 en Afrique sub-saharienne.

L'approche de diagnostic et typages moléculaires des agents de méningite a été appliquée à la surveillance d'un clone particulier du sérogroupe W135 détecté pour la première fois au retour des pélerins de La Mecque en 2000 puis à l'identification des causes d'une importante épidémie de méningite en Afrique sub-saharienne en 2001. A la suite de nos travaux sur la détection moléculaire et la caractérisation de la dissémination du sérogroupe W135, un vaste réseau international se développe pour sa surveillance. Nous avons pu démontrer que cette expansion mondiale (Afrique, Moyen-Orient, Indonésie, Europe) est le fait de génotypes différents (dont certains sont membres du même complexe clonal ET-37) pouvant exprimer des phénotypes analogues. La surveillance de ce sérogroupe par des techniques d'épidémiologie moléculaire est de la plus haute importance, car sa prévention est entravée par le manque de vaccins adaptés

2.2. Polymorphisme du gène penA et sensibilité diminuée à la pénicilline.

Nous avons recensé dès 1994, une proportion importante de souches de sensibilité diminuée au seuil de 0,125mg/L (atteignant 30%). Dans une étude du polymorphisme du gène penA de N. meningitidis, incluant des souches sensibles à la pénicilline (CMI< 0,125 mg/l) et des souches de sensibilité diminuée (1 mg/L> CMI ³ 0,125 mg/l), d'origines géographiques, de phénotypes (sérogroupe, sérotype, sous-type) et de sites de prélèvements différents, nous avons observé que pour des génotypes différents, définis d'après les profils de restriction des gènes pilA, pilD, crgA, regF et igaA, les souches dont la CMI de la pénicilline G était inférieure à 0,125 mg/L (penS) portaient un allèle du gène penA identique, alors que les gènes penA des souches présentant des CMI supérieures (penI) avaient des séquences remaniées. La transformation de souches penS en souches penI a été obtenue par transformation in vitro ou par co-culture de souches des deux génotypes, suggérant une corrélation unique entre les altérations de penA et l'expression d'une moindre sensibilité à la pénicilline. La détection de telles altérations génomiques par PCR est désormais réalisable directement à partir des produits pathologiques, sans culture préalable, et complète donc le diagnostic et le typage moléculaires.

2.3. Génétique de la virulence de N. meningitidis.

L'adhésion des bactéries aux cellules épithéliales puis endothéliales constitue une phase cruciale et décisive du processus pathogénique. Les pili sont les principaux facteurs d'adhésion de N. meningitidis. La protéine PilC1 joue un rôle majeur dans l'assemblage des pili ainsi que dans l'adhésion aux cellules. Le gène pilC1 possède une région promotrice spécifique nécessaire à l'induction de l'expression de ce gène lors du contact bactéries/cellules. Un nouveau régulateur transcriptionnel a été identifié, le gène crgA de la famille de lysR, de N. meningitidis, et dont l'expression est induite par le contact avec la cellule cible en même temps que pilC1. Ce gène est impliqué dans le contrôle de plusieurs gènes contrôlant probablement différents aspects de l'interaction bactérie-cellule cible.

2.4. Mise au point d'un modèle animal de méningococcie.

La connaissance du processus infectieux et des mécanismes permettant de le contrôler doit impérativement confronter les données de l'observation épidémiologique et clinique aux données expérimentales sur des modèles mimant le plus fidèlement possible les mécanismes naturels. L'étude du pouvoir pathogène de N. meningitidis nécessite de pouvoir reproduire le processus pathogénique dès les étapes précoces de l'infection respiratoire invasive conditionnant la bactériémie (tableau 1), impliquant d'abord l'infection des épithéliums respiratoires (nasopharynx, alvéoles pulmonaires ?) puis la translocation à travers l'endothélium des vaisseaux périphériques. La première condition est donc d'obtenir un modèle de colonisation /invasion du tractus respiratoire. Nous avons exploité les données épidémiologiques montrant que les bactériémies et méningites à pneumocoques et méningocoques connaissent une incidence spectaculaire au décours des épidémies de grippe, pour mettre au point un modèle murin d'infections séquentielles par un virus influenza A puis par N. meningitidis, en collaboration avec l'unité de Génétique des Virus Respiratoires, l'unité d'Histopathologie, et le Centre d'Etudes du Bouchet. Dans ce modèle, la pneumonie grippale, favorise la surinfection par le méningocoque ou le pneumocoque. En effet, une souche de N. meningitidis du sérogroupe C, administrée par voie nasale à des souris BALB/c ou C57Bl/6, primo infectées depuis 7 jours par le virus influenza A, provoque une pneumonie et une bactériémie, dont l'intensité est corrélée à la charge pulmonaire. L'examen du parenchyme pulmonaire montre une intense infiltration de polynucléaires neutrophiles ayant phagocyté les méningocoques. Les études de profils d'expression des cytokines Th1 et Th2 indiquent une modification de la balance de ces cytokines en stimulant la production d'IL-10 sous l'effet d'une infection virale sub-lésionnelle. L'étude de mutants affectés dans la synthèse de la capsule a permis de confirmer le rôle majeur de ce déterminant dans les processus de colonisation et d'invasion. Ces travaux constituent un modèle animal original pour l'identification de nouveaux gènes de virulence et d'immunogénicité à partir des génomes séquencés, la caractérisation du potentiel invasif de différents clones épidémiques et l'évaluation de nouveaux traitements et préparations vaccinales et immunothérapeutiques.

Photo: Bactériémie expérimentale à Neisseria meningitidis chez la souris.

Mots-clés: méningocoques, épidémiologie et pathogénie moléculaires



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  personnel

  Secrétariat Chercheurs Stagiaires Autre personnel
  Pascale VIENNE, pavienne@pasteur.fr Jean-Michel ALONSO (IP), jmalonso@pasteur.fr

Muhamed-Kheir TAHA (IP), mktaha@pasteur.fr

Mireille LARRIBE (Université Paris 7), mlarribe@pasteur.fr

Aude ANTIGNAC, doctorant Paris 7

Ala Eddine DEGHMANE, doctorant Paris 11.

Maria Leticia ZARANTONELLI, post-doctorante, Argentine

Magaly DUCOS,Technicienne supérieure,IP.

René PIRES,Technicien supérieur,IP.

Annie GUIYOULE, Technicienne supérieure, IP.

Dario GIORGINI,Technicien supérieur,IP.


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