Lepage_Christine_2010_memoire

Université de Montréal
Caractérisation des souches de Salmonella Typhimurium
responsables de septicémies chez le porc
par
Christine Lepage
Département de microbiologie et immunologie
Faculté de médecine
Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures
en vue de l’obtention du grade de maîtrise
en microbiologie et immunologie
Décembre 2009
© Christine Lepage, 2009

Université de Montréal
Faculté des études supérieures
Ce mémoire intitulé :
Caractérisation des souches de Salmonella Typhimurium responsables de septicémies chez
le porc
présenté par :
Christine Lepage
a été évalué par un jury composé des personnes suivantes :
Dr George Szatmari, président-rapporteur
Dre France Daigle, directeur de recherche
Dr Patrick Hallenbeck, membre du jury

iii
Résumé
Depuis quelques années, il y a émergence de souches de Salmonella enterica
sérovar Typhimurium multirésistantes causant une septicémie et la mort chez le porc. Ceci
constitue un problème majeur pour l’industrie porcine et possiblement pour la santé
publique. L’objectif de ce projet était de comparer et de caractériser une souche capable de
causer une septicémie chez le porc et une souche commensale, en observant l’interaction
avec des cellules épithéliales, des macrophages humains et d’identifier des gènes exprimés
par les souches septicémiques et les souches commensales. Tout d’abord, l’infection de
cellules épithéliales permet d’observer l’adhérence et l’invasion des bactéries, pour ainsi
mettre en évidence la capacité des souches à coloniser le tractus gastro-intestinal. La souche
commensale possède un pouvoir d’adhésion supérieur à la souche septicémique. Par la
suite, l’infection de macrophages permet de caractériser le niveau de phagocytose et de
survie. L’importance de la survie dans les macrophages pourrait permettre de faire un lien
avec la septicémie. Toutefois, aucune différence n’est observable dans les conditions qui
ont été testé. Ensuite, la technique SCOTS (Selective Capture of Transcribed Sequences)
est utilisée pour capturer des gènes uniques à la souche septicémique et un autre SCOTS est
fait pour capturer les gènes spécifiques à la souche commensale. Finalement, les gènes sont
clonés, leur spécificité face aux souches est analysé par dot blot et ils sont identifiés par
séquençage suivient d’une analyses bioinformatiques. Les gènes identifiés par SCOTS, lors
des captures pour la souche septicémique et la souche commensale, se trouvent à être des
gènes communs aux Salmonella. Toutefois, la différence de pathologie causée par les deux
souches, n’est peut-être pas l’acquisition de nouveaux gènes, mais plutôt une différence
d’expression entre les deux souches.
Mots-clés : Cellules épithéliales, macrophages humains, porc, SCOTS, Typhimurium

iv
Abstract
For many years, there has been an emergence of new multi-drug resistant Salmonella
enterica serovar Typhimurium strains responsible for high mortality rates in regards to
swine infections. This represents a major problem for the swine industry and also for public
health. The objective of this project was to characterize an isolate capable of creating swine
septicemic illness and another which is naturally present in this host’s intestinal tract. The
study conducted here includes observations of bacteria-epithelial cell interactions, bacteria-
macrophage interactions and identification of genes expressed during different epithelial
cell infections. Bacterial adherence and invasion of cells were observed after epithelial cell
infection. This type of assay underlines the ability of the isolates to colonize the intestinal
tract. The commensal strain has a better adherence then the other. Macrophage infections
allowed characterization of bacterial phagocytosis and intracellular survival. Survival
within macrophages reflects the capacity of the bacterial isolates to infect and survive in the
host. There’s no difference between the two strains with the condition we test. A technique
termed SCOTS (Selective Capture of Transcribed Sequences) was used to capture unique
transcripts from the isolate which caused illness during swine infection. SCOTS was also
used to find unique genes expressed by the commensal isolate. The captured fragments
were cloned, their strain specificity was analyzed by dot blot and the genes transcribed
were identified by direct sequencing followed by bioinformatic analysis. SCOTS carried
out with the septicemic and the commensal isolates was done. During the SCOTS
conducted with the strain isolated from a sick swine or with the isolate from healthy swine,
common Salmonella genes were found. Thus, even though these two isolates cause
different pathologies, virulence of the strains does not rely on the acquisition of new genes,
but perhaps on differential gene expression among both.
Keywords : Epithelial cells, humains macrophages, SCOTS, swine, Typhimurium