Spécificités génétiques des souches 027

épidémique 027 et cela a été considéré comme une conséquence de l’épidémie du Nord de la France [309].

III.1.2. Evolution phylogénétique

Une étude phylogénétique, basée sur une analyse comparative de génomes de 75 souches d’origines différentes sur puces à ADN, montre que des souches hypervirulentes 027 représentent un groupe distinct parmi quatre groupes génétiquement différents de C. difficile. La différence génétique concerne surtout des gènes associés à la virulence et à l’adaptation à la niche écologique. Le génome des souches hypervirulentes montre, de plus, plusieurs délétions par rapport au génome de la souche 630, première souche séquencée. Seul 19,7 % des gènes sont communs aux différentes souches étudiées, ce qui suggère que cette bactérie subit facilement des échanges génétiques. Cette même étude a révélé une micro-évolution des souches hypervirulentes 027 à partir de la souche de PR 027 non épidémique CD196 et de la souche de PR 027 BI-1 en comparaison aux souches 027 récemment isolées [311]. Une autre étude phylogénétique réalisée par séquençage de 29 génomes de C. difficile montre une distribution fortement liée au PCR-ribotype. Des souches épidémiques de PR 017, 027 et 078 ont été également identifiées dans différents groupes contredisant ainsi l’idée de l’évolution de la virulence à partir d’un seul groupe. Dans cette étude, les auteurs soulignent également l’importance des transferts horizontaux de gènes ainsi que l’importance des recombinaisons homologues qui rendent le génome de C. difficile aussi évolutif et dynamique. L’expansion des souches hypervirulentes serait donc due, entre autres, aux effets génétiques. La pression de sélection et l’environnement interviendraient aussi fortement dans l’expansion de la virulence de

C. difficile [312]. Malgré la variabilité du génome, les voies métaboliques sont particulièrement

conservées sauf quelques unes, comme la voie de synthèse du tétrahydrofolate. Ceci pourrait d’ailleurs expliquer la capacité d’adaptation de certaines souches hypervirulentes [313].

III.1.3. Spécificités génétiques des souches 027

Différentes études comparatives du génome des souches NAP1/BI/027 avec des souches historiques ont permis d’identifier plusieurs particularités génétiques. Une première étude a été

réalisée en comparant les génomes de la souche épidémique R20291 (souche de PR 027 isolée en Angleterre suite à une épidémie à Stoke Mandeville en 2006), la souche non épidémique CD196 (première souche de PR 027 isolée en France en 1985) et la souche 630 (souche de PR 012 isolée en Suisse en 1982) [254]. En résumé, les souches 027 possèdent 234 gènes uniques par rapport à la souche 630 dont 47 gènes uniques à la souche R20291 (annexe I) et 3 gènes uniques à la souche CD196 (figure 26). Parmi les principaux gènes variants entre les deux PR analysés, figurent des gènes de toxines, des gènes de résistance aux antibiotiques, des gènes flagellaires ou encore des gènes régulateurs qui peuvent avoir un rôle très important dans la survie de la bactérie. Les souches 027 présentent, en effet, des spécificités génétiques au niveau des gènes qui codent la toxine TcdB (variation de la région 3’ qui code le domaine de liaison de la toxine à ses récepteurs cellulaires) et le répresseur TcdC (délétion de 18 pb et délétion d’une paire de base à la position 117). Elles possèdent également les gènes qui codent les deux sous-unités de la toxine binaire, CDTa et CDTb contrairement à la souche 630 qui présente plusieurs délétions et mutations au niveau de leurs séquences. Les souches 027 sont également résistantes aux fluoroquinolones grâce à 7 mutations localisées au niveau du gène de l’ADN gyrase. Elles ont aussi acquis deux transposons conjugatifs uniques dont l’un confère une résistance de niveau moyen au chloromphénicol. La souche 630 aurait, en revanche, deux copies de gènes de résistance à l’érythromycine portées par un transposon mobile Tn5398 et un gène de résistance à la tétracycline. Les souches 027 présentent aussi des différences au niveau des loci flagellaires. Le locus F1 des souches 027 partagerait 84 % à 90 % d’identité avec celui de la souche 630, en plus d’une région unique en amont du locus F1 qui serait responsable du processus de glycosylation des flagelles. Le locus F3 est commun mais la région inter-flagellaire F2 est complètement différente. Plusieurs gènes régulateurs seraient également différents. La différence la plus frappante est sans doute une deuxième copie du locus agrCABD (accessory gene

regulator) dénommée agr2.

La comparaison des génomes des deux souches de PR 027 (dont l’une est épidémique et l’autre est non épidémique) a également révélé des différences génétiques. Il y aurait, en effet, au moins cinq régions génétiques uniques à la souche épidémique R20291. Ces gènes pourraient contribuer à la virulence de ce clone [254].

Spécificités des souches « hypervirulentes »  

Une étude plus approfondie montre qu’en plus de l’acquisition ou de la perte de quelques gènes, des mutations ponctuelles ou des inversions pourraient affecter l’expression de certains gènes. Parmi les trois souches étudiées (630, R20291 et CD196), 39 séquences codantes seraient inactivées par une mutation dont quatre seraient spécifiques à la souche épidémique R20291 [314].

Une autre étude comparative réalisée sur 94 souches cliniques de PR différents (majoritairement isolées en Angleterre et aux Pays-Bas) montre que 17 des 537 sondes représentatives du PR 027 sur la puce sont retrouvées dans toutes les autres souches analysées. Le locus agrCABD a été par exemple identifié dans 86 % des souches analysées dont deux des quatre souches non toxinogènes testées. Il ne serait donc pas lié au phénomène d’hypervirulence. Grâce à un nombre plus important de souches, il a été possible de vérifier l’existence de marqueurs génétiques associés à l’hypervirulence mais qui ne serait pas nécessairement associés de façon spécifique aux souches 027 [315].

D’autres études se sont plus particulièrement intéressées à des marqueurs génétiques d’hypervirulence pouvant être utilisés à des fins de diagnostic. Forgetta et coll. ont identifié, par analyse comparative de 14 génomes de souches associées à des infections sévères, 20 candidats de marqueurs génétiques et 10 683 polymorphismes à un seul nucléotide. Deux de ces gènes marqueurs (CD1269 et CD1265) ont été étroitement associés à des infections sévères à C.

difficile [316]. Knetsch et coll. ont également identifié deux marqueurs génétiques

d’hypervirulence chez C. difficile : CD01998-99 pour les souches 078 codant entre autres une enzyme impliquée dans la biosynthèse d’antibiotiques et CD0043-46 pour les souches 027 codant une thymidylate synthétase ThyA catalytiquement plus efficace. Mais ces deux marqueurs sont également présents dans d’autres souches de PR différents. Ces souches sont phylogénétiquement proches à l’un ou l’autre des deux PR 027 et 078. Ceci ne permet pas de discriminer les souches d’un PR particulier, mais permet plutôt de faire un premier criblage de souches potentiellement hypervirulentes [317].