2.1 Caractère invasif et infection systémique
La mesure dans laquelle les sérovars de Salmonella pénètrent dans la chaîne alimentaire humaine se reflète dans la capacité à coloniser les voies alimentaires et à envahir les tissus après la colonisation intestinale. Les deux sont pertinents car les deux conduisent à la contamination de l’œuf, bien que par des moyens différents.
L’infection dans l’écloserie peut entraîner une transmission horizontale étendue. Cependant, la susceptibilité à l’invasion par les Salmonelles est également la plus grande au cours des premiers jours suivant l’éclosion, ce qui peut entraîner une maladie systémique étendue.
Certains auteurs ont signalé que les souches de S. Enteritidis PT4 étaient plus invasives pour les jeunes poussins que les souches de PT7, 8 et 13a, et ils ont suggéré que cela pourrait être l’un des facteurs qui ont contribué à l’établissement de S. Enteritidis PT4 au Royaume-Uni (Hinton et al., 1990). Les mêmes auteurs ont également constaté que des isolats plus récents de S. Les Enteritidis PT4 étaient plus invasifs que les souches isolées au cours des années précédentes et suggéraient que les isolats récents de PT4 pourraient avoir une virulence accrue chez les poulets (Hinton et al., 1990). D’autres auteurs n’ont trouvé aucune différence dans le caractère invasif ou la capacité de colonisation entre les différents types de phages de S. Typhimurium (Barrow et al., 1987) ou S. Enteritidis, mais il semble plutôt être lié à la souche (Timoney et al., 1989; Poppe et coll., 1993b; Gast et Benson, 1996). La structure antigénique ne semble pas être intrinsèquement un facteur majeur de virulence, bien que les souches avec une colonie ridée et de plus grandes quantités de lipopolysaccharides (LPS) de poids moléculaire élevé soient plus virulentes pour les poulets, lorsqu’elles sont inoculées par voie parentérale, en termes de nombre de bactéries dans la rate, de localisation dans l’appareil reproducteur et de pourcentage d’œufs contaminés (Guard-Petter et al., 1996); ils sont également plus tolérants à la chaleur, à l’acide et au peroxyde d’hydrogène que les colonies non froissées (Humphrey et al., 1996).
Il semble également y avoir un degré de spécificité des organes, de sorte que des souches de S. Enteritidis PT13 autrement identiques à l’origine isolées de l’ovaire ou du sang ont montré des différences dans leur isolement du foie, de la rate et de la ceca après une inoculation orale expérimentale (Poppe et al., 1993a). Cependant, l’isolat ovarien a formé une colonie entière et lisse, tandis que l’isolat sanguin a développé une apparence de colonie ondulée après 2 jours de croissance à température ambiante sur gélose Luria Bertani (C. Poppe, données inédites).
Des études de mutagenèse aléatoire ont indiqué l’implication de gènes associés à l’interaction de l’hôte, au métabolisme et aux réponses au stress résultant de la survie dans un environnement auquel la Salmonelle n’est, selon toute probabilité, pas idéalement adaptée (Turner et al., 1998; Morgan et coll., 2004). Des études similaires utilisant S. Gallinarum ont également identifié des gènes de virulence bien connus (Shah et al., 2005).
Le système de sécrétion de type trois (TTSS)-1, codé par Salmonella Pathogenicity Island (SPI)-1, est responsable de l’invasion des cellules épithéliales in vitro ou in vivo (Galán et Curtiss, 1989). Les gènes impliqués dans l’invasion médiatrice du SPI1 sont très conservés chez le genre Salmonella et absents des génomes de parents proches, tels que Escherichia coli.
La biologie du processus d’invasion est complexe et implique non seulement SPI1 mais aussi SPI4 (Gerlach et al., 2008). L’adhésion est un processus initial vital, bien que le rôle des < 13 fimbriae différents exprimés par les sérovars de Salmonella reste à définir complètement. La fonction principale de l’appareil T3SS-1 codé en SPI1 est de translocer < 15 protéines effectrices dans la cellule hôte (Ibarra et Steele-Mortimer, 2009). Ces protéines effectrices sont codées par des gènes situés au sein de SPI1 sur SPI5, sur des îlots de pathogénicité ou sur des bactériophages. Un sous-ensemble d’entre eux, SipA, SipC, SopA, SopB, SopD, SopE et SopE2, réorganisent l’actine intracellulaire pour favoriser l’entrée bactérienne dans les cellules épithéliales. Une grande partie du travail a été effectuée in vitro ou in vivo en utilisant des souris ou des boucles intestinales ligaturées chez des veaux. Le peu de travail qui a été fait avec les poulets indique que SPI1 est moins important pour les maladies systémiques (Jones et al., 2001) que pour la gastro-entérite intestinale, ce qui indique l’importance des cellules phagocytaires non professionnelles dans ces dernières, alors que l’absorption par l’intestin comme premier stade de la maladie systémique implique davantage les cellules phagocytaires dans le patch de Peyer, les amygdales caecales et d’autres amas cellulaires que les cellules épithéliales (Barrow et al., 2000).
Le rôle des flagelles n’est pas clair. Qu’ils induisent une inflammation après la reconnaissance via TLR5 est clair à la fois chez les mammifères (Schmitt et al., 2001) et les poulets, ce qui explique dans une certaine mesure la différence entre la réponse intestinale à S. Typhimurium et à S. Enteritidis, qui se traduit par une forte réponse inflammatoire, et la réponse aux S. Gallinarum et S. Pullorum non flagellés, où l’on pense que l’invasion a lieu par furtivité en l’absence de réponse inflammatoire (Kaiser et al., 2000). Il pourrait être significatif que les souches monophasiques de S. Le typhimurium est apparu plus récemment dans plusieurs pays chez les porcs et les volailles (Parsons et al., 2013) et des dérivés non mobiles de S. Dublin sont également apparus aux États-Unis.
Si les bactéries Salmonella sont injectées par voie intraveineuse chez les poulets, elles sont rapidement absorbées par les macrophages de la rate et du foie. La façon dont les bactéries atteignent ces organes après la colonisation intestinale n’est pas claire, bien qu’il y ait une indication qu’avec S. Dublin, des bactéries sans cellules sont impliquées.
Une fois que les bactéries sont localisées dans les macrophages, les gènes SPI1 sont normalement régulés à la baisse (Eriksson et al., 2003), bien que cela ne se produise pas avec des sérovars tels que S. Infantis et S. Montevideo (Imre et al., 2013), ce qui peut expliquer en partie au moins la virulence réduite de ces sérovars. Les macrophages constituent la niche intracellulaire privilégiée pour la persistance des sérotypes de Salmonella dans les tissus (Dunlap et al., 1992; Santos et Bäumler, 2004). Un facteur clé de virulence requis pour la survie des macrophages est le système de sécrétion de type III codé par SPI2 (T3SS-2) (Ochman et al., 1996).
La capacité de résister aux effets antibactériens intracellulaires des espèces réactives de l’oxygène et de l’azote et de se multiplier est importante. La clé en est l’expression des gènes du TTSS-2 codés par SPI2 sur le génome, qui est présent chez tous les membres de l’espèce S. enterica, mais qui sont absents de Salmonella bongori ou d’E. coli (Ochman et Groisman, 1996). Le T3SS-2 transloque au moins 16 protéines effectrices dans le cytosol de la cellule hôte, y compris SpiC, SseF, SseG, SlrP, SspH1, SspH2, SifA, SifB, SseI, SseJ, PipB, PipB2, SseK1, SseK2, GogB et SopD2 (Abraham et Hensel, 2006). Bien que les fonctions moléculaires soient connues pour certaines de ces protéines effectrices, dans la plupart des cas, il n’est pas clair comment elles contribuent à la survie des macrophages médiée par T3SS-2. L’un des objectifs du T3SS-2 semble être de modifier les propriétés de la vacuole contenant des salmonelles en manipulant les événements de trafic vésiculaire (Uchiya et al., 1999; Vazquez-Torres et coll., 2000).
Certaines données suggèrent que l’opéron spvRABCD est également impliqué dans l’interaction des sérovars de Salmonella avec les macrophages (Libby et al., 2000). L’opéron spv est situé sur les plasmides de virulence présents dans un petit nombre de S. enterica subsp. les sérotypes d’enterica, généralement ceux qui causent une maladie systémique (Gulig, 1990), ou sur le chromosome de S. enterica subsp. sérotypes d’arizonae (Libby et al., 2002).
Le caractère invasif et l’infection systémique sont susceptibles d’être importants pour l’infection de l’appareil reproducteur. L’association entre les sérovars et l’infection reproductrice conduisant à des œufs contaminés est mal comprise, bien qu’il existe une association en particulier avec certains sérovars du groupe D, à savoir le groupe de sérotypes impliquant S. Enteritidis, S. Gallinarum et S. Pullorum. Des travaux expérimentaux considérables avec S. Enteritidis ont montré qu’une proportion des ovules infectés provient d’infections de l’oviducte et de l’ovaire. Dans le cas de S. Pullorum, il s’agit d’une association évidente avec le S persistant. Infection par le pullorum et infection de l’ovaire et de l’oviducte entraînant < 10% des œufs infectés (Wigley et al., 2001). Ce sérovar et S. Gallinarum sont rarement associés de nos jours à une intoxication alimentaire mais sont néanmoins des modèles de transmission verticale. La situation avec S. Gallinarum n’est pas aussi claire qu’avec S. Pullorum (Barrow & Neto, 2011) car, bien qu’il existe des preuves épidémiologiques considérables de transmission verticale, il est plus difficile de le démontrer expérimentalement et il semble probable que le contexte génétique des oiseaux soit un facteur important pour que cela se produise ou non.
L’infection de S. Enteritidis pendant la période de ponte entraîne la production d’œufs infectés qui, s’ils sont fertiles et éclosent, entraînent une infection étendue de la descendance, qui continue elle-même à excréter S. Enteritidis jusqu’à ce qu’ils entrent également en ponte.
