104 - Maladies infectieuses et immunitaires

La flore intestinale humaine est un réservoir important de gènes de résistance. Notre objectif est de comparer des stratégies de culture pour analyser les bactéries résistantes cultivables et les gènes de résistance de la flore intestinale.

Cette étude a été réalisée à partir d’échantillons de selle recueillis chez des participants sains à qui l’on a administré des antibiotiques. Ces échantillons ont été mis en culture, en présence ou en absence d’antibiotiques, afin de sélectionner des bactéries résistantes (sélectome cultivable). Nous avons comparé la diversité taxonomique ainsi que l’abondance des gènes de résistance à l’aide de séquençage à haut débit.

La comparaison de la diversité bactérienne sur deux milieux de culture différents a montré que, sans pression de sélection (culture sans antibiotique), les taxa les plus abondants sont comparables à ce qu’on connaît de la composition de la flore intestinale déterminée à partir des études métagénomiques. La sélection avec 4 antibiotiques différents nous a permis d’observer une modification drastique des taxa présents, faisant ressortir certains groupes parmi les moins abondants de la flore. De plus, on a noté une augmentation de l’abondance de certains gènes de résistance dépendante de l’antibiotique utilisé ainsi que de l’échantillon.

En conclusion, la sélection par les antibiotiques est une stratégie essentielle pour analyser les taxa les moins abondants qui constituent un réservoir pour les gènes de résistance.

La CEC utilisée lors des PAC est associée à une réaction inflammatoire systémique, moteur de dysfonctions d’organes. La chirurgie à cœur battant, a été développée dans le but de réduire les complications associées à la CEC. Le but de cette étude est d’évaluer si la chirurgie à cœur battant préserve la microcirculation.

La microcirculation sublinguale de 16 patients sous CEC normothermique et celle de 16 patients sans CEC subissant des PAC a été comparée à huit moments péri-opératoires. Le flux a été classifié. Des paramètres microcirculatoires (ex. densité capillaire) ont aussi été comparés entre les groupes.

Les troubles microcirculatoires associés à la CEC n’étaient pas significatifs. Cependant, la proportion des flux anormaux était significativement élevée dans le groupe sans CEC à la fermeture du thorax et deux heures en post-opératoire. Ces deux temps corrèlent avec une période de longue hypothermie pour ce groupe.

Nos résultats infirment l’hypothèse que la CEC a un effet délétère significatif sur la microcirculation. La température pourrait être un facteur confondant dans l’analyse, en compensant les effets de l’inflammation dans le groupe avec CEC par le réchauffement du sang. L’hypothermie pourrait expliquer l’apparition soudaine d’une importante proportion de flux anormal en fin de chirurgie chez les patients sans CEC.

Le séquençage à haut débit permet d'évaluer les perturbations de la flore microbienne engendrées par l'antibiothérapie. Nous avons recueilli les selles de 3 contrôles et de 5 volontaires exposés à la céphalosporine cefprozil, et ce avant le traitement (J0), à la fin du traitement (J7) et après le traitement (J90). L'ADN des bactéries a été extrait des matières fécales et séquencé (HiSeq, Illumina), générant environ 15 milliards de nucléotides par métagénome individuel. Les métagénomes ont été assemblés avec Ray Meta, un logiciel hautement parallèle permettant le profilage des espèces microbiennes, des gènes de résistance et des fonctions géniques. La famille des Bacteroidaceae reste la plus abondante chez 7 des 8 participants (J0, J7, J90). Chez le huitième participant, les Prevotelaceae dominent initialement la flore (J0, J7), mais sont remplacés par les Bacteroidaceae (J90). En général, l'administration de cefprozil réduit la diversité bactérienne de manière significative (J7). De plus, l’exposition à l’antibiotique entraine une augmentation de l’abondance de certains gènes de résistance, en particulier les gènes codant pour les bêta-lactamases. Au total, 140 gènes de résistance différents ont été détectés dans les métagénomes, mais seulement 9 sont partagés entre tous les échantillons. En somme, la métagénomique propose de nouvelles avenues pour l'évaluation des antibiotiques.

La fibrose kystique est une maladie génétique causant des sécrétions épaisses et visqueuses au niveau des poumons des personnes atteintes. L’espérance de vie de ces personnes s’est grandement améliorée au cours des dernières décennies, mais les infections bactériennes restent la principale cause de décès. Une souche hypervirulente, Pseudomonas aeruginosa LESB58, a été prélevée dans les poumons d’une personne atteinte de la maladie. Cette souche se caractérise par une capacité plus grande de former des biofilms ainsi que par l’expression précoce de certains facteurs de virulence, ce qui fait en sorte que la bactérie est bien adaptée à la physiologie pulmonaire. Il est important de trouver de nouveaux facteurs de virulence de la bactérie afin de contrer sa progression. Une mutagenèse par étiquette a été faite sur P. aeruginosa LESB58. Les mutants ont été testés chez le rat. 166 mutants qui étaient avirulents chez le rat ont ensuite été testés avec l’amibe Dictyostelium discoideum. 14 mutants se sont montrés très avirulent chez l’amibe et ont été testés chez la drosophile. 4 mutants ont ressorti avirulent dans tous les modèles d’hôtes. Les gènes mutés ont été déterminés et les mutants ont été caractérisés à l’aide de tests phénotypiques incluant la capacité à former des biofilms et la présence de pigmentation. Ce projet permettra de développer de nouveaux outils thérapeutiques afin de contrer la progression des infections pulmonaires chez les personnes fibro-kystique.

Les amibes se nourrissent principalement de bactéries. Certaines bactéries ont développé des mécanismes de résistance pour contourner la voie phagocytique des amibes. À la fin du processus, les bactéries résistantes non digérables peuvent se retrouver enrobées dans des corps multilamellaires (CML) et sécrétées dans l’environnement sous cette forme. Les bactéries résistantes aux amibes, comme le pathogène respiratoire Pseudomonas aeruginosa, se nomment des ARB. L’aérosolisation de CML contenant des ARB pourrait favoriser la propagation des maladies infectieuses, mais aucune donnée n’est disponible au sujet de l’enrobage de P. aeruginosa par les amibes. Afin d’étudier la capacité des amibes à enrober P. aeruginosa, il faut dans un premier temps identifier des souches de cette bactérie qui ont un phénotype ARB. L’amibe Dictyostelium discoideum a été utilisée comme hôte amibien pour déterminer, parmi une liste de 30 souches de P. aeruginosa provenant d’infections pulmonaires ou de l’environnement de cabinets dentaires, celles présentant un phénotype ARB. Le résultat des cocultures démontre qu’une majorité de souches résiste à la prédation amibienne. Or, les souches infectant des humains et présentant un aspect mucoïde étaient celles résistant le plus à la prédation amibienne. La suite de ce projet sera une analyse du processus d’enrobage en microscopie électronique. Cette étude permettra de mieux comprendre la propagation de pathogènes respiratoires dans l’environnement.

Plusieurs virus tels que l’Influenza peuvent être transmis par voie aérienne. Cependant, peu de données concernant leur aérosolisation, leur propagation et leur détection à l'état d'aérosols sont disponibles. À l’exception de méthodes spécifiques comme la PCR, il n’y a peu de méthodes génériques pour évaluer leur présence dans l'air. Nous avons précédemment développé et validé une méthode de détection rapide, simple et peu coûteuse pour indiquer la présence de certains virus en utilisant un substrat spécifique aux neuraminidases virales. Ici, nous avons étudié l'effet de l'aérosolisation et de l'échantillonnage sur l'activité de cette enzyme.

La neuraminidase purifiée de Clostridium perfringens et celle présente à la surface de virus Influenza ont été nos modèles. Elles ont été aerosolisées dans une chambre SCL GenaMini en utilisant un atomiseur. Des prélèvements d'air ont été effectués à l'aide d'un SKC Biosampler et avec des filtres en polycarbonate de porosité 0,8 µm.

Le Biosampler cause 10 fois moins de dommages à l'enzyme seule que l'échantillonnage sur les filtres. Par contre, l’enzyme présente à la surface des virus Influenza n’est affectée par aucun des échantillonneurs testés. La détection précoce de la présence de virus dans l'air permettrait la mesure des menaces potentielles, par exemple dans les hôpitaux et les bâtiments agricoles, et la mise en œuvre rapide de mesures visant à réduire la propagation de l'infection, comme la quarantaine et la vaccination.

La molécule CD38 est une glycoprotéine transmembranaire qui  est présente à la surface des  lymphocytes B activés et différenciés. CD38 est aussi un marqueur important pour les cellules souches hématopoïétiques, permettant de distinguer les progéniteurs précoces CD34+CD38¯ des cellules différenciées CD34+CD38+. Cependant, les travaux sur les cellules CD34+ in vitro n’utilisent pas ce marqueur car il a été démontré que CD38 est anormalement absent sur les cellules différenciées générées par la culture en milieu sans sérum. Dans notre laboratoire, nous suivons l’activation des lymphocytes B cultivés in vitro grâce à la présence de CD38 et nous avons aussi observé une diminution anormale de CD38  chez les cellules cultivées en milieu sans sérum. Étonnamment, la présence de CD38 variait selon la composition en albumine humaine ou bovine de notre milieu sans sérum. Nous avons donc étudié à quel niveau la source d’albumine pouvait influencer la présence du marqueur CD38 chez les lymphocytes B en réalisant des analyses de cytométrie, d’immunobuvardage et d’expression de son messager. Nos résultats montrent que les niveaux protéiques de CD38 chez les lymphocytes B cultivés sont affectés par la source d’albumine, mais pas les niveaux d’ARNm. Cette étude suggère que l’ajout d’albumine humaine comme supplément dans les cultures de cellules hématopoïétiques permettrait de rétablir l’utilisation de CD38 comme marqueur des progéniteurs précoces lorsque cultivées en milieu sans sérum.

La résistance à l’insuline est l’un des principaux symptômes rencontré chez les patients atteints de diabète de type-2. Par conséquent, l’augmentation de la sensibilité à l’insuline et donc de la captation du glucose, est une approche thérapeutique majeure utilisée pour diminuer la concentration en glucose sanguin. Dans cette étude, il a été démontré que les fractions peptidiques anioniques et cationiques séparées par électrodialyse avec membranes d’ultrafiltration (ÉDUF), à 50V/100 kDa, étaient capables d’augmenter significativement la captation du glucose en présence d’insuline. La bioactivité rapportée serait imputable aux peptides de faible poids moléculaires (300-500Da) présents dans ces 2 fractions spécifiques. De plus, cette étude démontre que l’augmentation de la captation du glucose est corrélée à l’activation par phosphorylation de l’enzyme AMPK. Cette enzyme est bien connue pour son implication dans la captation du glucose, qu’elle régule en modulant la translocation des transporteurs au glucose GLUT-4 du cytoplasme à la membrane. À notre connaissance, c’est la première fois que des peptides bioactifs possédant une activité stimulant la captation du glucose ont été isolés à partir d’une matrice complexe de soya et que leur mécanisme d’action a été démontré.