Agents bactériens les plus fréquents

Les bactéries du genre Rickettsia, appartenant à l’ordre des Rickettsiales, sont des bacilles strictement intracellulaires, c’est-à-dire parasites des cellules eucaryotes et ne se cultivent que sur modèle animal, œufs embryonnés ou en cultures cellulaires. Elles provoquent des maladies appelées

rickettsioses qui se répartissent en trois groupes :

• le groupe boutonneux ou fièvres pourprées, abrégé par SFG (Spotted Fever Group) et le groupe typhus entraînés par les Rickettsia de la famille des Rickettsiaceae (125)

• les ehrlichioses et anaplasmoses causées par des bactéries de la famille des Anaplasmataceae

• le typhus des broussailles dû à Orientia tsutsugamushi

Le genre Rickettsia est composé d’une grande diversité d’espèces mondialement réparties qui se transmettent par des arthropodes : des acariens dont principalement les tiques, ou des insectes.

Sur les vingt-et-une espèces du SFG, dix-neuf sont des zoonoses36 _{transmises par des tiques de la famille} des Ixodidae dont notamment R. rickettsii (agent de la fièvre pourprée des montagnes Rocheuses), R.

conorii conorii (responsable de la fièvre boutonneuse méditerranéenne) ainsi que R. slovaca et R. raoultii entre autres (à l’origine d’une Tick-borne lymphadenopathy, TIBOLA) (126).

Depuis le milieu des années 1980 au début des années 2000, le groupe des fièvres pourprées s’est enrichi de neuf espèces ou sous-espèces de rickettsies, transmises par les tiques, identifiées à travers le monde comme pathogènes émergents. Nous retrouvons, par exemple, R. slovaca en Europe, R. parkeri aux États-Unis et R. helvetica, suspectée d’être pathogène pour l’homme, en Europe et en Asie (62,127).

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La plupart de ces bactéries avaient été initialement détectées dans des tiques avant que leur pouvoir pathogène pour l’être humain ne soit avéré (128). Ainsi, certaines ont donc été considérées pendant de nombreuses années comme « non pathogènes » ou endosymbiotes des arthropodes auxquels elles sont associées (129).

Figure 17. Répartition géographique des rickettsies pathogènes transmises par les tiques (62)

De plus, la majorité de chacune des espèces de Rickettsia peut être transmise par plusieurs espèces de tiques dures jouant à la fois le rôle de vecteur et de réservoir principal de la maladie. La distribution géographique des rickettsies est alors superposable à celle de ses vecteurs (130,131). De la même manière, l’épidémiologie des rickettsioses à tiques est également directement liée aux caractéristiques écologiques et comportementales des vecteurs. Les conditions environnementales impactent la répartition géographique des tiques, leur cycle biologique ainsi que leur activité.

Concernant l’homme, il n’est pas considéré comme un réservoir de rickettsie car il n’est parasité que très occasionnellement par les tiques et n’est rickettsiémique37 _{que pendant de courtes périodes (62,125).} À titre d’exemple, la fièvre boutonneuse méditerranéenne (FBM) a une prévalence dans le sud de la France de 48 pour 100 000 habitants en raison de la faible affinité pour l’homme de son vecteur, la tique Rhipicephalus sanguineus et d’un faible taux d’infection des tiques par R. conorii conorii. D’autres rickettsioses comme la fièvre à tique africaine sont très fréquentes en Afrique subsaharienne où les tiques du genre Amblyomma, vectrices de R. africae s’avèrent particulièrement contaminantes (72).

Bien que nous sachions que les tiques de la famille des Ixodidae portent plusieurs bactéries pathogènes dont les rickettsies, peu d’études décrivent les conséquences potentielles de ces co-infections en pathologie humaine.

En voici une, datant de 2013, où des chercheurs ont comparé le taux d’infection des tiques Ixodes ricinus à Rickettsia sp. et B. burgdorferi s.l. en Croatie à celui retrouvé dans des biopsies cutanées prélevées au niveau d’érythèmes migrants de patients atteints de la maladie de Lyme dans la même région géographique, afin de déterminer si une co-infection avec Rickettsia sp. est possible chez l’homme. Ils ont ainsi pu s’apercevoir que le taux de co-infection retrouvé chez ces patients correspondait bien aux taux d’infection des tiques mais surtout ils ont pu signaler la présence concomitante, pour la première fois, de B. afzelii et de R. monacensis dans la biopsie cutanée de l’une de ces patientes. Celle- ci n’a d’ailleurs montré aucun symptôme associé à la rickettsiose (132).

2.2.1.2. Bartonella sp.

Le genre Bartonella se caractérise par des bactéries aérobies Gram-négatives souvent filamenteuses et pléomorphes, pouvant apparaître sous forme de coques, de bâtonnets ou d’anneaux. Séparée de l’ordre des Rickettsiales dans les années 1990 grâce à l’étude de leurs caractères génotypiques (ARN 16S), la famille des Bartonellaceae comprend, à ce jour, une trentaine d’espèces au sein de l’unique genre Bartonella, réunissant les anciens genres Rochalimaea, Bartonella et

Grahamella38_.

Ces bactéries infectent un très grand nombre d’espèces de mammifères, y compris l’homme, auxquelles elles sont transmises par contact direct avec un animal infecté ou lors de la piqûre d’un arthropode hématophage39_{, dont les puces et phlébotomes chez les insectes et potentiellement les tiques chez les} acariens (133).

Actuellement, une dizaine de taxons de Bartonella sont reconnus comme pathogènes ou potentiellement pathogènes pour l’homme et considérés comme agents infectieux émergents pour certains d’entre eux. Ils sont à l’origine de plusieurs maladies, appelées bartonelloses, dont voici les plus connues (134,135) :

• la maladie de Carriόn ou fièvre de Oroya et Verruga péruvienne, transmise par des phlébotomes et causée par Bartonella bacilliformis ;

• la fièvre des tranchées, qui touche essentiellement, à l’heure actuelle, les sujets sans domicile fixe de l’hémisphère Nord et dont l’agent est B. quintana, transmis par les poux de corps (136);

• la maladie des griffes du chat, de répartition mondiale, entraînée par B. henselae et probablement par B. clarridgeiae (137), qui se transmet par griffure, morsure ou léchage avec une salive, des griffes de chat ou de chien contaminées ; la contamination du pathogène par la puce du chat à l’homme n’a pas été prouvée, ce mode de transmission de la maladie est observé entre chats.

De même, il est admis que chaque espèce de Bartonella est adaptée à un40 _{ou quelques hôtes} réservoirs au sein desquels elle établit une bactériémie intra-érythrocytaire41 _{pouvant persister plusieurs} mois (138,139). En effet, le pathogène est capable de pénétrer dans les hématies (à l’intérieur desquels il se multiplie), dans les ganglions ou les cellules endothéliales vasculaires de l’hôte (dont il stimule la prolifération) (140).

La formation d’invasome dans les cellules endothéliales, structure intracellulaire constituée d’agrégats bactériens et notamment observée chez Bartonella quintana, rappelle celle du biofilm de Borrelia

burgdorferi et son implication dans le développement de la chronicité de la maladie (31).

Une fois à l’intérieur des cellules endothéliales et macrophagiques, les agents infectieux peuvent empêcher leur endocytose, grâce entre autres à un système de sécrétion de type IV permettant de modifier le métabolisme des cellules-hôtes par translocation de protéines bactériennes (141).

À l’heure actuelle, le rôle des tiques dans la transmission à l’homme de certaines espèces de

Bartonella est discuté en dépit des nombreux indices recueillis par plusieurs chercheurs depuis le début

des années 2000 (142,143).

En effet, des études scientifiques ont mis en évidence la présence d’ADN de bartonelles chez des Ixodidae dans différents pays européens (144), en particulier dans la région Grand Est où plus de 15 % à presque 40 % des I. ricinus collectées portaient de l’ADN de B. henselae (38,145). Nous notons que seul ce taxon du genre Bartonella a été retrouvé dans les tiques.

38 _{D’après la base de données du NCBI (National Center for Biotechnology Information) sur la taxonomie,}

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Taxonomy/Browser (consulté le 08/02/18)

39 _{Hématophage signifie qui se nourrit de sang.}

40 _{À titre d’exemple, B. quintana et B. bacilliformis ont l’homme pour seul hôte mammifère connu.}

41 _{La bactériémie intra-érythrocytaire représente le taux de bactéries à l’intérieur des globules rouges (érythrocytes) ; plus}

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De plus, des molécules d’ADN de cette même espèce et de B. vinsonii subsp. berkhoffii ont été prélevées dans des tiques que l’on a retirées de personnes immunocompétentes, elles aussi, infectées par la bactérie (146). D’autres travaux ont également décelé du matériel génétique appartenant à plusieurs espèces de Bartonella dans le sang de patients exposés aux animaux et aux piqûres de tiques (147,148). Toutefois, aucun d’entre eux n’a réussi à isoler des bactéries vivantes chez les divers hôtes examinés et leurs résultats ont systématiquement été remis en cause du fait de la contamination possible de l’ADN au cours de la PCR (149).

Tout récemment, en France, afin d’apporter des preuves irréfutables de la présence de

Bartonella dans le sang de patients, des chercheurs de l’INRA ont entrepris d’isoler ces bactéries par

culture d’échantillons sanguins de sujets, séronégatifs pour Lyme, se plaignant de divers symptômes chroniques et peu spécifiques apparus après piqûres de tiques.

Ainsi, en plus d’y être parvenus, ils ont isolé pour la première fois chez trois des six patients, trois espèces de Bartonella habituellement connues pour infecter les animaux. Il s’agit de B. doshiae, B.

tribocorum et B. schoenbuchensis que l’on peut considérer à présent de souches zoonotiques.

Cependant, l’implication des Bartonella dans le tableau clinique des six patients de l’étude ainsi que la transmission humaine de ces bactéries par piqûre de tique restent à confirmer. La chronicité de l’infection fut tout de même démontrée pour celui à qui on a évalué la bactériémie un mois après (150). Plusieurs autres études, dont certaines basées sur de plus grandes populations, ont décrit l’évolution chronique possible de la bartonellose (151,152).

En parallèle, les co-infections entre Bartonella et d’autres agents transmis par les tiques rapportées chez des patients ayant été piqués par ce type d’acarien, suggèrent la co-transmission de ces agents infectieux.

Dès 2001, une équipe de chercheurs du New-Jersey (États-Unis) ont pu mettre en évidence par PCR la présence d’ADN spécifique de B. henselae et de Borrelia burgdorferi dans le LCR, en plus du sang (pour l’espèce de Bartonella), de trois patients possédant des antécédents de neuroborréliose, consécutive à des piqûres de tiques. D’autant plus, que des molécules d’ADN de cette souche de

Bartonella ont également été détectées dans des I. scapularis vivantes provenant des habitations de deux

des quatre patients.

Ici, B. henselae joue le rôle d’agent pathogène humain potentiel transmis par les tiques et de co-infectant du système nerveux central en présence de neuroborréliose (153).

Plus tard, Berghoff publie un article en 2012 dans lequel il consigne ses observations de médecin. Il constata que 78 % des patients atteints de la maladie de Lyme chronique étaient séropositifs pour Bartonella henselae (31).

2.2.1.3. Anaplasma sp. et Ehrlichia sp.

Les genres Anaplasma et Ehrlichia désignent les micro-organismes intracellulaires obligatoires dont la paroi possède une structure proche de celle des bactéries à Gram négatif. Elles appartiennent à la famille des Anaplasmataceae, sous l’ordre des Rickettsiales. Les avancées dans les techniques de biologie moléculaire au début du siècle ont permis de réorganiser leur taxonomie en quatre genres distincts : Ehrlichia, Anaplasma, Neorickettsia et Wolbachia (154).

Longtemps uniquement considérées comme pathogènes pour le règne animal, trois espèces de cette famille se sont révélées être à l’origine de maladies chez l’homme et ont donc été reconnues comme pathogènes humains émergents (155,156). Les voici :

• Ehrlichia chaffeensis, entraînant l’ehrlichiose monocytique/monocytaire humaine (EMH)

• Ehrlichia ewingii, l’agent de l’ehrlichiose granulocytique/granulocytaire humaine

• Anaplasma phagocytophilum, responsable de l’anaplasmose granulocytique humaine (AGH)

et anciennement connue sous le nom de l’ehrlichiose granulocytaire humaine (HGE en anglais) ; cette espèce regroupe, depuis le début des années 2000, l’« HGE agent », l’Ehrlichia

L’ensemble de ces affections provoque une atteinte des cellules sanguines originaires de la moelle osseuse, en particulier les leucocytes où les bactéries se multiplient dans les vacuoles au sein de leur cytoplasme. Les monocytes et macrophages sont notamment infectés par E. chaffeensis et les polynucléaires neutrophiles ou granulocytes par E. ewingii et A. phagocytophilum entre autres (157).

Ces ehrlichioses et cette anaplasmose sont des zoonoses véhiculées par les tiques dures, du genre

Ixodes pour l’A. phagocytophilum et principalement du genre Amblyomma pour les Ehrlichia. Celles-ci

jouent un rôle plus restreint que dans le cas des rickettsioses, elles sont vectrices lorsque les glandes salivaires sont infectées, mais pas hôtes car les bactéries ne sont pas transmises par voie trans- ovarienne42_{. Leur distribution géographique conditionne tout de même la répartition des cas à travers le} monde, le vecteur Ixodes affectionnant les régions tempérées.

Ce sont les animaux qui occupe la place de réservoirs, ils peuvent également déclarer la maladie (158,159).

Les trois pathologies humaines sont présentes aux États-Unis, plus globalement en Amérique pour certaines tandis que seule l’anaplasmose granulocytique humaine (AGH) est trouvée en Europe (72).

Figure 18. Répartition géographique des pathogènes impliqués dans les ehrlichioses et l’anaplasmose humaines (62)

L’AGH, décrite la première fois en 1994 sur la côte est des États-Unis, a émergé en Slovénie en 1997 puis s’est propagée à plusieurs autres pays européens dont la France. Le nombre de cas, limité pour la plupart des études, est majoritaire en Europe centrale (Slovénie) et en Scandinavie (Suède) (160,161). Actuellement, l’AGH est une infection, dont l’épidémiologie est peu connue en France, qui est certainement sous-diagnostiquée du fait du manque de connaissances.

Toutefois, la situation est différente aux États-Unis où l’incidence de la maladie a progressivement augmenté depuis son obligation de déclaration en 1999. Les CDC43 _{américains nous} indiquent qu’elle est passée de 1,4 cas en 2000 à 6,1 cas pour un million d’habitants en 2010 mais le taux de létalité44 _{reste faible (inférieur à 1 %).}

En France, seule l’anaplasmose bovine causée par A. marginale est à déclaration obligatoire malgré l’importance vétérinaire et zoonotique d’A. phagocytophilum dans nos régions tempérées (162).

42 _{La transmission trans-ovarienne désigne, dans ce cas, la transmission d’un agent infectieux de la tique femelle à sa}

descendance.

43 _{AGH : www.cdc.gov/anaplasmosis/stats/}

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Globalement, la fréquence réelle de l’AGH chez l’homme reste probablement sous-évaluée à travers le monde au regard des chiffres élevés de séroprévalence constatés, tant aux États-Unis avec 11 à 15 % (163), qu’en Europe avec 2 à 28 % (160).

Par ailleurs, la découverte d’une nouvelle espèce de bactérie intracellulaire au sein de la famille des Anaplasmataceae mérite d’être évoquée. Il s’agit de Candidatus Neoehrlichia mikurensis, isolée de tiques et de rongeurs au Japon en 2004. Par la suite, elle fut identifiée chez différentes espèces de tiques dont I. ricinus en Europe et chez d’autres petits rongeurs mais surtout déterminée en 2010 comme la cause d’une infection chez un patient suédois immunodéprimé (164). La même année, cinq autres personnes se retrouvent infectées par C. Neoehrlichia mikurensis en Allemagne, en Suisse et en République tchèque. Plus récemment, la présence de cette bactérie fut repérée par des chercheurs de l’INRA chez le campagnol en France, le suspectant ainsi d’être un réservoir pour cet agent (165).

En outre, plusieurs équipes de chercheurs ont rapporté, dès le début des années 1990, des cas humains d’infections concomitantes à Ehrlichia sp. et à Borrelia burgdorferi s.s. aux États-Unis (1989 (166),1990 (167) et 1994 (168)).

En 1995, la détection par PCR de la co-infection d’E. phagoytophila avec B. burgdorferi s.s. dans les tiques Ixodes dammini (ou I. scapularis), collectées dans la région du Midwest aux États-Unis, vient conforter les premières découvertes (169). Elle nous indique également que les patients ayant une maladie vectorielle à tique documentée peuvent être exposés à un risque accru d’infections causées par d’autres micro-organismes transmis par les tiques.

Une étude, effectuée dans la même région, est allée plus loin en 1996 en démontrant que 15,8 % des 19 patients diagnostiqués avec une HGE présentaient des signes immuno-sérologiques de co- infection avec un ou plusieurs pathogènes différents de celui responsable de leur diagnostic primaire. Les analyses sérologiques de l’un de ces patients étaient positives pour les trois pathologies suivantes : HGE rebaptisée AGH, borréliose de Lyme ainsi que babésiose (maladie causée par un parasite que nous développerons plus loin dans la thèse). Mitchell et ses collaborateurs ont ainsi prouvé que la présence de co-infections peut participer à la variabilité des manifestations cliniques observée chez certains patients atteints de maladies transmises par les tiques (170).

Plus récemment, une étude américaine portant sur 311 patients manifestant un érythème migrant après une piqûre de tique a révélé que 3 à 10 % des cas (selon la méthode de détection utilisée) étaient infectés à la fois par B. burgdorferi s.l. et Anaplasma phagocytophilum (171).

2.2.1.4. Coxiella burnetii

La bactérie Coxiella burnetii, unique au sein de ce genre, appartient à l’ordre des Legionellales et à la famille des Coxiellaceae. Initialement rangée dans l’ordre des Rickettsiales, elle fut d’abord baptisée Rickettsia burnetii en raison de sa similarité morphologique avec les Rickettsia, puis exclue par ses nombreuses différences bactériologiques, génétiques, épidémiologiques et cliniques.

C. burnetii est une bactérie strictement intracellulaire, de structure proche des Gram-négatives

et de taille comprise entre 0,2 et 1 µm, vivant dans le phagolysosome45 _{des macrophages des hôtes} infectés (172).

Non seulement, le pH acide (d’environ 4,8) des sécrétions lysosomales ne la détruit pas mais favorise sa croissance. Cette caractéristique explique l’exclusivité de sa multiplication intralysosomiale ainsi que la phagocytose passive ne nécessitant pas de passage transmembranaire (173).

Cette bactérie revêt au microscope un aspect pléomorphique à prédominance coccobacillaire à l’intérieur des vacuoles des cellules infectées et est capable d’adopter une forme de pseudo-spore résistante lorsqu’elle se trouve dans le milieu extérieur.

C. burnetii engendre la coxiellose ou fièvre Q qui est une zoonose cosmopolite dont le réservoir

animal est très étendu allant des mammifères aux reptiles en passant par les oiseaux.

45 _{Un phagolysosome est la structure née de la fusion, au cours de la phagocytose, entre un phagosome (organite}

intracellulaire contenant les corps étrangers) et un lysosome dans les macrophages, ou entre un phagosome et un granule au sein des polynucléaires neutrophiles ; c’est le lieu de digestion des antigènes par différents composés dont le lysozyme qui est une enzyme lytique. Les débris sont ensuite rejetés hors de la cellule par le processus d’exocytose.

Sa prévalence est souvent sous-évaluée, car elle n’est pas incluse dans la liste des maladies à déclaration obligatoire de la plupart des pays, dont la France.

La fièvre Q constitue principalement un risque professionnel pour les personnes en contact avec les animaux d’élevage46 _{dont les ovins, caprins et bovins. Toutefois, de plus en plus de cas sporadiques} se produisent suite au contact occasionnel avec ces animaux chez les habitants des zones urbaines ou avec des animaux domestiques infectés tels que les chiens et les chats.

Le nom de cette pathologie « Query » fever (signifiant fièvre douteuse, sujette aux interrogations) fut attribué par E.H. Derrick en 1937 lorsqu’il décrivit les maladies fébriles affectant les travailleurs des abattoirs à Brisbane, dans le Queensland, en Australie (174).

L’homme s’infecte le plus fréquemment par voie respiratoire (en inhalant le micro-organisme), lors d’un contact direct avec les animaux infectés, ou par voie digestive après absorption de produits laitiers ou dérivés étant non ou insuffisamment pasteurisés.

La bactérie, notamment excrétée en grande quantité dans le placenta des femelles infectées au moment de la mise à bas, peut provoquer des avortements à répétition mais aussi contaminer l’éleveur, le vétérinaire ainsi que le fumier et l’environnement de l’élevage (175).

Ainsi, nous soulignerons le rôle secondaire des tiques dans la transmission de la fièvre Q à l’homme et aux animaux domestiques, même si le pathogène fut détecté dans une quarantaine d’espèces de ce type d’acarien (174,175).

Du fait de sa grande résistance dans l’environnement, celui-ci peut persister à une concentration élevée durant plusieurs mois dans les déjections de tiques, entre autres et entraîner une contamination indirecte. Par ailleurs, des chercheurs ont décrit des bactéries proches de C. burnetii, semblant de nature endosymbiotique, chez de nombreuses espèces de tiques (176).

Néanmoins, des cas humains de coxiellose, suspectés pour certains d’entre eux d’avoir été transmis par des tiques, ont été identifiés lors de co-infections avec Francisella tularensis (l’agent causal de la tularémie) ou avec chacune des trois espèces de rickettsies suivantes : R. conorii, R. slovaca et R.