104 - Maladies infectieuses et immunitaires

Le lupus érythémateux disséminé (LED) est une maladie auto-immune touchant plusieurs organes et est caractérisé par la production d’auto-anticorps. Actuellement, le diagnostic de la maladie se fait selon des critères cliniques et sérologiques qui sont sujets à interprétation. C’est pourquoi nous voudrions trouver des indicateurs biologiques quantifiables afin d’aider au dépistage dans les cas de personnes à risque ou de patients atteints de LED. Jusqu’à maintenant, nous avons exploré le dosage des cytokines inflammatoires dans le sérum de 21 patients LED. Les niveaux de cytokines inflammatoires retrouvés chez ces patients ont été évalués par profilage en ELISA. Ce sont principalement les cytokines IL-17 et IFN-g qui ont été détectées dans presque la moitié des échantillons. Bien que certaines études montrent la corrélation entre les indices SLEDAI et les niveaux de cytokines présents dans le sérum, ce lien n’a pas été observé pour nos participants. Par contre, nos données indiquent que la médicamentation prise par les patients influence davantage la présence des cytokines dans le sérum. Les patrons de cytokines observés pourraient donc servir de départ à une investigation plus approfondie du désordre immunologique. Ces résultats suggèrent aussi que l’étude directe des populations cellulaires du sang chez les personnes lupiques pourrait être une meilleure façon de visualiser le débalancement du système immunitaire chez ces patients.

Le décapeptide α-hélicoïdal synthétique, KSL-W (KKVVFWVKFK), possède un large spectre affectant plusieurs souches de pathogènes bactériens oraux. Cependant, l’effet de ce peptide sur des souches fongiques dont Candida albicans reste à démontrer. Le but est d’étudier l’effet du KSL-W sur les facteurs de virulence du C. albicans. L’effet de KSL-W a été étudié en analysant la transformation et la prolifération en utilisant la microscopie et le MTT. Ces travaux ont été appuyés par des analyses spécifiques à la formation de biofilm (XTT) et à l’activation de certains gènes à l’aide de la technique qRT-PCR. Une analyse de l’activité apoptotique/anti-apoptotique du KSL-W a été réalisée à l’aide d’Annexin V-FITC/IP. Tous les effets étudiés de KSL-W ont été comparés à l’amphotéricine B. Le KSL-W inhibe la transformation à partir de concentrations de 5µg ml-1. Il s’est montré efficace à inhiber la formation de biofilm à des concentrations de 50µg ml-1 et à réduire la viabilité d’un biofilm mature à des concentrations de 50µg ml-1 et est d’efficacité comparable à l’amphotéricine B dans les deux cas. Les analyses ultrastucturales confirment l’efficacité du KSL-W à réduire et à dégrader le biofilm. L’efficacité du KSL-W passe aussi par la réduction de l’expression de plusieurs gène, dont SAP2, 4, 5, 6, EAP1 et HWP1 impliqués dans la pathogénèse de C. albicans. Par ses effets importants sur C. albicans, le KSL-W pourrait être considéré dans le contrôle de Candida albicans.

Les nanoparticules (NPs) sont utilisées dans une vaste gamme d'applications, tels que dans les produits de santé, articles ménagers, produits alimentaires et même en médecine. De par leur omniprésence et le fait qu’une exposition aux NPs devient quasi inévitable, les effets toxiques potentiels sur la santé humaine doivent être déterminés. Il est important d’identifier le potentiel inflammatoire des NPs en y étudiant leurs rôles sur la physiologie des neutrophiles (Pmns, cellules clefs de l’inflammation). Des données de notre laboratoire indiquent que les trois NPs TiO₂, CeO₂ et ZnO, activent les Pmns en inhibant notamment leur apoptose. Pour cette raison, nous croyons que ces NPs pourraient moduler d’autres fonctions des Pmns comme la granulation, un mécanisme de défense très important. Dans cette étude, nous démontrons que les NPs de TiO₂ et de CeO₂, mais pas de ZnO, induisent la dégranulation de différent types de granules déterminée par trois méthodes: la cytométrie en flux (expression membranaire de CD35, CD63, CD66b), l’immunobuvardage de type western (MMP9, myeloperoxidase, albumine) et la zymographie (activité gélatinasique). Nos résultats suggèrent que ces deux NPs (CeO₂ et TiO₂) présentent un potentiel inflammatoire de par leurs effets sur les granules spécifiques/gélatinases.

Kim Babin et Denis Girard, Laboratoire de recherche en Inflammation et Physiologie des Granulocytes, INRS-Institut Armand-Frappier, Université du Québec, Laval, Québec, Canada

Introduction

Le purpura thrombopénique auto-immun (PTAI) est une thrombopénie acquise isolée, de mécanisme périphérique et immunologique. Le traitement du PTAI repose sur la corticothérapie et la splénectomie. De nouvelles armes thérapeutiques sont actuellement utilisées tel que le Rituximab (antiCD20). Ce travail est une évaluation préliminaire de ce traitement dans les cas de PTAI réfractaires au traitement conventionnel.

Patients et Méthodes

Il s’agit d’une étude prospective de 6 patientes présentant un PTAI chronique, cortico-résistant ou en échec après splénectomie. Ces patientes ont reçu une perfusion hebdomadaire de Rituximab à la dose de 375 mg/m2pendant quatre semaines.

Résultats

Une bonne réponse initiale a été observée dans tous les cas. Après un suivi moyen de 11 mois suite à la première perfusion de Rituximab:une rémission partielle est notée chez quatre patientes maintenue pendant quatre mois,un échec est observé dans un cas, la réponse est complète chez une patiente. Une reprise de la corticothérapie a permis d’observer la remontée des plaquettes et/ou d’éviter le syndrome hémorragique. La tolérance du traitement a été bonne.

Conclusion

Le Rituximab est une alternative thérapeutique intéressante chez les patients présentant un PTAI chronique et fortement traités par corticoïdes. Un suivi à plus long terme est nécessaire afin de déceler d’éventuelles complications iatrogènes et de permettre une meilleure évaluation du traitement.

La dissémination mondiale de bactéries à Gram négatif productrices de carbapénémases (BPC) représente une menace de santé publique majeure. Les infections causées par les BPC sont associées à un taux de mortalité élevé. Actuellement, les méthodes phénotypiques utilisées pour la détection des BPC manquent de sensibilité et de spécificité et sont souvent difficiles à interpréter. Cette étude décrit un essai PCR multiplex en temps réel permettant la détection rapide des gènes codant pour les carbapénémases les plus prévalentes_.

Des alignements multiples des séquences des gènes bla_IMP, bla_KPC, bla_NDM, bla_OXA48/181 et bla_VIM ont été réalisés à partir des séquences disponibles dans les bases de données publiques. Un essai PCR multiplex en temps réel a été développé comprenant 5 paires d’amorces et 5 sondes fluorescentes spécifiques à des régions hautement conservées de ces gènes. L’essai PCR a été optimisé et validé en utilisant l’ADN génomique purifié de souches contenant les gènes de résistance ciblés.

La sensibilité analytique de cet essai PCR se situe entre 10 et 25 copies de génome par réaction PCR pour chacune des cibles. Au total, 19 souches de BPC testées dont, 7 IMP (IMP-1, IMP-4, IMP-8 et IMP-9), 6 KPC (KPC-1 et KPC-3), 3 NDM-1, 1 OXA-48 et 2 VIM (VIM-2 et VIM-8) ont été détectées.

Cet essai PCR pourra permettre d’identifier rapidement les patients infectés ou porteurs de BPC et mieux contrôler la dissémination de ces bactéries résistantes.

La réaction en chaine de la polymérase (PCR) en temps réel est un outil important pour la détection sensible des gènes mais est limitée par le nombre de cibles pouvant être identifiées dans un essai. La détection multiparamétrique est possible en hybridant sur une biopuce des amplicons générés lors de la PCR. L’intégration de ces réactions biochimiques dans un dispositif microfluidique est souhaitable pour permettre l’automatisation de ces processus complexes. Cependant, le nombre de chambres réactionnelles requis pour effectuer ces opérations est trop important pour permettre l’intégration à moindre coût et complexifie la fabrication du dispositif. Nous avons développé une approche permettant de réaliser simultanément l'amplification par PCR et l'hybridation sur biopuce dans la même chambre de réaction, avec un seul et même tampon. Pour ce faire, nous avons mis au point un oligonucléotide marqué, conçu pour reconnaître différentes séquences et adopter une structure secondaire particulière. L’oligonucléotide est utilisé comme une sonde spécifique pendant l’amplification ce qui déclenche une modification irréversible de sa structure lorsque la cible est présente. L’oligonucléotide ainsi modifié peut alors s’hybrider sur une sonde de capture spécifique immobilisée sur un support solide et exposée au milieu réactionnel. Expérimentalement, nous avons réussi à démontrer la faisabilité de ce procédé avec des séquences ciblant le virus Influenza A.

Dans le cadre d’un programme de recherche visant à développer des outils facilitant la découverte de nouveaux antibiotiques, nous avons comparé la PCR et le séquençage à haut débit (SHD) pour leur capacité à détecter des gènes de résistance aux antibiotiques dans le microbiote intestinal. Les acides nucléiques totaux de 21 échantillons fécaux ont été purifiés et analysés par PCR et SHD pour la présence des gènes de résistance erm(B), mecA, vanA et vanB. Par PCR, erm(B) a été détecté dans tous les échantillons, mecA dans 4 échantillons et vanB dans 3 échantillons. Le SHD n’a pas permis de détecter mecA mais il a détecté erm(B) et vanB dans tous les échantillons révélés positif par PCR. La détection de vanB et erm(B) par les deux méthodes pourrait s’expliquer par leur forte abondance dans les échantillons alors que mecA apparaît beaucoup moins abondant puisqu’il n’a été détecté que par la PCR et jamais dans tous les réplicats faits à partir d’un même échantillon. Le SHD ne permet d’analyser qu’une infime fraction d’un échantillon de selle, mais il procure énormément d’information y compris sur des gènes de résistance divergents des gènes connus. Cependant, la majorité de cette information est centrée sur les espèces les plus abondantes dans la microflore. Par ailleurs, la PCR permet d’analyser 1000 fois plus de matériel à partir d’un échantillon mais se limite aux gènes pratiquement identiques à ceux déjà connus et ne procure pas d’information sur le contexte de ces gènes.

La Microcine J25 (MccJ25) est un peptide antibactérien de 21 acides aminés ayant une structure unique en lasso qui lui confère une grande stabilité. Dans cette étude nous rapportons la synthèse chimique en phase solide de différents peptides dérivés de la MccJ25. Ces peptides sont conçus d’une façon à permettre un reploiement similaire à la bactériocine native par formation de ponts disulfures et par interactions électrostatiques et/ou hydrophobes. Une analyse comparative de l’activité antibactérienne des peptides synthétisés a été évaluée contre plusieurs souches pathogènes incluant Salmonella typhimurium et Escherichia coli.

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.

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.

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.