Biologie

3.1.4.1 Taxonomie et description du parasite

 Taxonomie de Toxoplasma gondii

T. gondii représente la seule espèce du genre Toxoplasma et existe sous trois formes infectieuses que sont: les tachyzoïtes, les bradyzoïtes et les sporozoïtes.

 Tachyzoïte

Aussi appelés trophozoïtes, les tachyzoïtes représentent la forme végétative du parasite.

A ce stade, T. gondii se présente sous la forme d’un parasite intracellulaire obligatoire de 6 à 8 µm de long sur 3 à 4 µm en forme d’arc qui peut parasiter toutes les cellules de l’organisme, dont celles du système des phagocytes multi-nucléés, au sein desquelles il va se multiplier rapidement. Après pénétration dans la cellule hôte, le parasite s’entoure d’une vacuole parasitophore (Black et Boothroyd, 2000). Les vacuoles parasitophores procurent un

environnement idéal pour la multiplication des tachyzoïtes, car elles sont résistantes au processus d’acidification et aux fusions lysosomales. Le temps de régénération des tachyzoites varie entre 6h et 8h (in-vitro) puis ceux-ci sortent des cellules parasitées pour en infecter d’autres. Généralement, chaque cellule parasitée contient entre 64 et 128 parasites qui sont libérés après rupture des membranes (Radke et White, 1998). A ce stade, les parasites possèdent une capacité de multiplication élevée et ont besoin forcément du milieu intra-cellulaire pour survivre et se multiplier. Les tachyzoïtes s’infiltrent dans les cellules par pénétration directe directe ou par phagocytose et se multiplient par endodyogonie dans la cellule hôte. Dans la toxoplasmose aiguë, les tachyzoïtes (2 x 6 µm) se multiplient rapidement et envahissent les cellules de l’organisme infecté. Ils sont capables de traverser la barrière placentaire, mais en cas d'ingestion, ils sont généralement détruits dans l'estomac.

 Bradyzoïte

Les bradyzoïtes résultent du stade tachyzoïte au cours de son évolution chez les hôtes intermédiaires. Morphologiquement très proches, ils se distinguent par un métabolisme ralenti conduisant à un état de latence au sein des kystes tissulaires. La dimension de ces kystes peut varier entre 10 µm pour les jeunes kystes qui contiennent deux bradyzoïtes et 100 µm pour les plus anciens qui peuvent contenir jusqu’à 100 voire 1000 bradyzoïtes (Robert-Gangneux et Dardé, 2012). Au sein des kystes, les bradyzoïtes sont inaccessibles aux défenses immunitaires et aux traitements actuels. Ils siègent principalement dans les neurones, les astrocytes, les cellules musculaires et les cellules rétiniennes. Des centaines voire des milliers de bradyzoïtes (1-3 x 5-8,5 µm) sont enfermés dans des kystes tissulaires qui persistent de façon chronique chez les hôtes infectés. Structurellement, les Bradyzoïtes semblent similaires aux tachyzoïtes s’ils sont observés en microscopie optique, tandis qu’en microscopie électronique, l’ultrastructure des bradyzoïtes présente un noyau plus postérieur et des rhoptries disposés en structure alvéolaire contrairement aux tachyzoïtes et contiennent les granules d’amylopectines.

La morphologie distinctive des bradyzoïtes est que leur vacuole parasitophore devient épaisse en formant la paroi des kystes tissulaires, riche en hydrates de carbone. Par ailleurs, les bradyzoïtes sont plus minces et moins sensibles à la destruction par les enzymes protéolytiques que les tachyzoïtes. Les bradyzoïtes peuvent être libérés après rupture des kystes tissulaires au sein de l’organisme parasité et se différencier à nouveau en tachyzoïtes. Cela provoque la réactivation d’une infection latente et se produit généralement chez les personnes immunodéprimées (Montoya et Liesenfeld, 2004). Les modifications du pH, de l'environnement, les écarts de température, le traitement à l'IFN-γ ou l'inhibition de la chaîne

respiratoire mitochondriale peuvent induire la transition du stade tachyzoïtes au bradyzoïtes.

Les kystes tissulaires de T. gondii peuvent être détruits par des températures égales ou supérieures à 67°C (Dubey, 2016). La cuisson dans un four à micro-ondes, le salage, le séchage, et le décapage sont également des moyens plus ou moins fiables pour détruire les kystes tissulaires. La congélation semble détruire les kystes de T. gondii à -20°C pendant 54 heures, mais le parasite peut survivre dans des conditions de gel (Dubey, 2016). À + 4°C, les kystes de tissus de T. gondii peuvent rester viables jusqu’à 56 jours dans une solution NaCl à 0,85%.

 Oocystes

Les oocystes sont les formes de résistance du parasite dans le milieu extérieur. Ils sont le résultat de la reproduction sexuée chez l'hôte définitif. Chaque oocyste contient deux sporocystes mesurant 2x6 à 8µm. Huit sporozoïtes (2 x 6-8 µm) sont présents dans chaque oocyste sporulé (11 x 13 µm). Les Oocystes non sporulés ont une forme subsphérique à sphérique avec un diamètre de 10x12µm. Les oocystes sporulés quant à eux ont une forme subsphérique à ellipsoïde avec un diamètre de 11x13µm. La paroi des oocystes sporulés se compose de trois couches : une couche externe dense, une couche moyenne et une couche interne moins dense. Les oocystes sont principalement répandus dans l'environnement par le vent, l'eau, le fumier et par les invertébrés (vers de terre, arthropodes) . Ils peuvent contaminer l'eau de surface, le sol, les fruits et les légumes. La sporulation des oocystes dépend de la température ambiante et de l’oxygène et s’effectue entre 1 et 21 jours après l’émission. Elle a lieu entre 2 à 3 jours à 24°C, 15 à 18 jours à 15°C et entre 14 à 21 jours à 11°C. Les oocystes sporulés sont très résistants aux conditions environnementales (Dubey, 2016). Dans des conditions naturelles à l'extérieur, à l'ombre et exposés à une gamme de température de 5,5°C à 35,5°C, les oocystes ont survécu dans les excréments de chat à découvert pendant 2 mois et demi et presque un an dans les excréments couverts. Des études expérimentales ont montré que les oocystes restent infectieux jusqu'à 54 mois à + 4°C. Ils sont hautement imperméables et par conséquent, sont également très résistants aux désinfectants (Frenkel, 2000). Le traitement aux rayons ultraviolets (UV) peut être un moyen efficace de désinfection pour inactiver les oocystes de T. gondii contenus dans l'eau potable (Dumètre et al., 2008).

3.1.4.2 Cycle évolutif

 Hôtes du parasite

Le cycle évolutif de T gondii s’accomplit en passant par deux types d’hôtes : hôtes

quelques félidés sauvages des genres Felis et Lynx (Dubey, 2016). Ceux-ci jouent un rôle important dans l’épidémiologie de la toxoplasmose, car ils libèrent dans leurs matières fécales les oocystes qui sporulent dans le milieu extérieur et deviennent très résistants aux agents de destruction physique et chimique conventionnels. Les hôtes intermédiaires sont multiples et sont représentés par les mammifères et les oiseaux (Dubey, 2009). Les mammifères constituent la source principale d’infestation de l’homme, car la viande de volaille et les œufs constituent des sources d’infestation bien moindres (Dubey, 2009).

 Cycle de vie du parasite

Le cycle de vie de T. gondii est hétéroxène (cycle complexe), c'est-à-dire qu’il peut infecter deux types d’hôtes : un hôte définitif (HD), membre de la famille des félidés, chez qui se déroule les phases sexuées et asexuées, et un hôte intermédiaire homéotherme (HI), oiseau ou mammifère, chez lequel se déroule exclusivement la multiplication asexuée du parasite par endodyogonie. Trois stades infectieux de T. gondii sont reconnus dans le cycle parasitaire: les sporozoïtes contenus dans les oocystes excrétés dans l’environnement par les félidés, les tachyzoïtes intracellulaires (formes invasives chez l’hôte infecté) et les bradyzoïtes présents dans des kystes tissulaires (formes latentes chez l’hôte infecté) (Dubey et al., 2016).

Les modalités du cycle hétéroxène sont les suivantes :

- Les chats domestiques (Felis catus) et d’autres espèces de félidés, suite à leur infection, excrètent dans leurs fèces des millions d’oocystes non sporulés (non infectieux) pendant une à trois semaines (Afssa, 2005).

- Dans le milieu extérieur, ces oocystes sporulent en 1 à 21 jours devenant ainsi infectieux (Afssa, 2005). Les oocystes sporulés sont particulièrement résistants dans l’environnement et peuvent rester viables et infectieux pendant plus d’une année dans le sol (Afssa, 2005).

- Les HI se contaminent via l’ingestion d’oocystes présents sur les végétaux, dans le sol ou dans l’eau. Après rupture de la paroi de l’oocyste dans l’épithélium de son hôte, les sporozoïtes évoluent en tachyzoïtes qui se dispersent dans les tissus via les systèmes lymphatiques et sanguins. Les tachyzoïtes colonisent rapidement les cellules où ils se multiplient et s’enkystent, se transformant en bradyzoïtes.

- Plusieurs centaines de bradyzoïtes sont présents à l’intérieur des kystes intracellulaires et peuvent persister potentiellement pendant toute la durée de vie de l’hôte (Afssa, 2005). Les kystes tissulaires sont surtout présents dans les tissus nerveux et musculaires

- Les félidés se contaminent alors via l’ingestion des kystes tissulaires (ou des tachyzoïtes) contenus ou présents dans leurs proies infectées et, après la phase de multiplication sexuée au niveau de l’épithélium intestinal, ils excrètent des oocystes dans leurs fèces.

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 Différents cycles de transmission

Comme montré dans la figure ci-dessus, le passage de T. gondii par les deux types d’hôtes (Hôte définitif et Hôte intermédiaire) n’est pas obligatoire. Cela permet la coexistence de plusieurs cycles de transmission qui ont chacun le potentiel d’assurer la transmission du parasite (Tenter et al. 2000). Les oocystes peuvent se transmettre directement à l’hôte définitif sans passage préalable par un hôte intermédiaire (cycle 2). Un troisième cycle de transmission est possible entre les hôtes intermédiaires via les interactions proies prédateurs (cycle 3).

L’ingestion de kystes tissulaires présents chez les proies infectées permet ainsi l’infection de prédateurs ou de charognards qui ne sont pas des félidés. En plus de la possibilité d’infection à

Figure 1: Cycle évolutif de T. gondi

congénitale est possible lors de la phase aiguë de parasitémie maternelle durant laquelle les tachyzoïtes peuvent franchir la barrière placentaire.