Bergeron_Nadia_2009_these - Papyrus : Université de Montréal

Université de Montréal
Caractérisation phénotypique et génotypique d’isolats de Salmonella Typhimurium
provenant de porcs sains ou septicémiques
par
Nadia Bergeron
Département de pathologie et microbiologie
Faculté de médecine vétérinaire
Thèse présentée à la Faculté de médecine vétérinaire
en vue de l’obtention du grade de
Philosophiae Doctor (Ph.D.)
en sciences vétérinaires
option microbiologie
Avril 2009
© Nadia Bergeron, 2009

Université de Montréal
Faculté de médecine vétérinaire
Cette thèse intitulée
Caractérisation phénotypique et génotypique d’isolats de Salmonella Typhimurium
provenant de porcs sains ou septicémiques
présentée par
Nadia Bergeron
a été évaluée par un jury composé des personnes suivantes
Martine Boulianne, présidente-rapporteuse
Sylvain Quessy, directeur de recherche
France Daigle, codirectrice
John M. Fairbrother, membre du jury
François Malouin, examinateur externe
Serge Messier, représentant du doyen

iii
RÉSUMÉ
Les infections à Salmonella Typhimurium constituent un problème de taille
pour l’industrie porcine et la santé publique car cet animal est un réservoir pour les
infections chez l’homme. De plus, on observe, chez des souches appartenant au
lysotype (LT) 104, des résistances multiples aux antimicrobiens associées à des
septicémies chez les porcs en engraissement, ce qui peut contribuer à la
contamination des carcasses. Il faut donc contrôler l’infection au niveau du troupeau.
Pour ce faire, il importe donc de mieux caractériser ces souches, comprendre la
pathogénie de l’infection et identifier des facteurs de virulence.
L’objectif principal de cette étude était de caractériser des isolats de S.
Typhimurium provenant de porcs septicémiques et de les comparer avec ceux de
porcs sains.
Une banque d’isolats provenant de porcs septicémiques (ASC) et de porcs
sains à l’abattoir (SSC) était constituée. Le lysotype des isolats a été identifié et ceux-
ci ont été caractérisés selon le profil de résistance aux antimicrobiens, le SDS-PAGE
et l’immunobuvardage et le PFGE. Chez les isolats ASC, LT 104 représentait 36.4%
des isolats et chez les isolats SSC la proportion était de 51.5%. Les isolats pouvaient
être résistants jusqu’à douze antimicrobiens, peu importe leur origine. Il n’a toutefois
pas été possible d’associer une protéine spécifique au groupe d’isolats ASC. Parmi
les souches LT 104, plusieurs groupes génétiques ont été identifiés.
Les différentes étapes de la pathogénie de Salmonella ont ensuite été évaluées,
dont l’adhésion et l’invasion des isolats des deux banques sur des cellules intestinales
humaines. Nos résultats ont démontré que les isolats ASC avaient un pouvoir accru
d’invasion comparés aux isolats SSC (P=0.003). Pour un sous-groupe d’isolats
sélectionnés selon leur taux d’invasion, des tests de phagocytose, d’apoptose et
d’adhésion au mucus intestinal ont été effectués en utilisant la cytométrie en flux. La
survie des bactéries après la phagocytose a aussi été évaluée et la méthode MATS a

iv
été utilisée pour évaluer l'adhésion aux solvants. Les pourcentages de phagocytose
chez les isolats SSC par les monocytes porcins étaient plus élevés que chez les isolats
ASC à 15 minutes (P=0.02). Nous n’avons trouvé aucune différence significative
pour les autres méthodes utilisées.
Nous avons ensuite comparé le génome d’un isolat ASC (#36) à celui d’un
isolat SSC (#1) par le SSH pour identifier des facteurs de virulence potentiels. Des
clones correspondant à des gènes retrouvés sur le chromosome ainsi que sur des
plasmides ont été identifiés. Ces résultats nous ont dirigés vers l’analyse des profils
plasmidiques de tous les isolats. Les différents profils étaient retrouvés autant chez
les isolats ASC que chez les isolats SSC. Deux profils (PL14 et PL20) étaient
observés plus fréquemment chez les isolats LT 104 que chez les isolats d’autres
lysotypes (P=0.01 et P=0.01, respectivement). Le séquençage d’un des plasmides de
l’isolat ASC, démontrait la présence d’informations génétiques codant pour la
réplication et une bêta-galactosidase-α. Il serait intéressant de préciser le rôle exact de
ces gènes dans l’infection.
Nos travaux suggèrent que les isolats de S. Typhimurium provenant de porcs
septicémiques se distinguent par un pouvoir d’invasion accru ainsi que par des taux
de phagocytose plus faibles dans les phases initiales de l’infection. Cette étude aura
donc permis d’accroître les connaissances sur la pathogénie des infections à S.
Typhimurium chez le porc.
Mots-clés : Salmonella Typhimurium; porc; septicémie; caractérisation; invasion;
phagocytose; plasmide.

v
SUMMARY
Salmonella Typhimurium infections represent an important threat both to the
swine industry and public health since pig is also a reservoir for human infections.
Multiresistance to antimicrobial agents is often associated with S. Typhimurium
belonging to phage type (PT) 104, and these isolates can cause septicemia in fattening
pigs. It is thus necessary to control the infection at the herd level to avoid meat
contamination by these isolates. However, in order to develop more efficacious
control measures, it is important to characterize isolates, better understand the
pathogenesis of infection and identify virulence factors.
The main objective of this study was to characterize isolates of S.
Typhimurium associated with septicemia in swine and to compare them to isolates
recovered from healthy pigs.
Isolates of S. Typhimurium associated with septicemia in swine (CS) were
compared to isolates recovered from healthy animals at slaughterhouses (WCS). The
phage type of each isolate was identified and these isolates were characterized by
antimicrobial resistance, SDS-PAGE and immunoblotting, and PFGE. Among the CS
isolates, PT 104 represented 36.4% of isolates while it represented 51.5% of WCS
isolates. Resistance to as many as twelve antimicrobial agents was found in isolates
from CS and WCS. However, it was not possible to associate any particular protein to
septicemic isolates. Multiple genetic profiles were identified among the isolates of PT
104.
Different steps of the pathogenesis of Salmonella infection were evaluated, in
particularly the ability to adhere to and invade intestinal epithelial cell lines by CS
and WCS isolates. The isolates recovered from diseased animals invaded intestinal
epithelial cell lines at a higher rate than isolates from healthy pigs (P=0.003). Some
isolates were selected according to their invasion rate and some analysis, using flow
cytometry were done to evaluate phagocytosis, induction of apoptosis, and adhesion