Recherche et caractérisation de nouveaux microorganismes intracellulaires d'amibes dans l'environnement

par Isabelle Pagnier

Thèse de doctorat en Médecine. Maladies transmissibles et pathologies tropicales

Sous la direction de Bernard La Scola.

Soutenue en 2009

à Aix Marseille 2 .


  • Résumé

    Les amibes sont des protozoaires unicellulaires représentés de manière ubiquitaire dans l’environnement. Plusieurs études ont déjà montré que certains microorganismes, bactéries ou virus, ont la capacité d’entrer dans les amibes et de s’y multiplier au lieu d’y être digérés. Ces microorganismes, qui échappent aux mécanismes de phagocytose, sont par analogie entre l’amibe et le macrophage, des pathogènes humains potentiels. Le plus connu et le plus étudié d’entre eux est Legionella pneumophila dont la relation étroite avec les amibes a été montrée comme étant un facteur augmentant la pathogénicité de la bactérie, mais aussi le risque de prolifération et de contamination. D’autres types de microorganismes ont également été isolés dans l’eau, et ont montré la même capacité à se multiplier dans les amibes. Afin d’isoler de manière spécifique les microorganismes ayant cette propriété, des méthodes de co-culture sur amibes ont été mises au point. Il s’agit d’inoculer des échantillons d’eau sur des cultures cellulaires pures d’amibes axénisées. Ainsi, les bactéries capables de résister aux mécanismes de la phagocytose par les amibes peuvent être isolées, les autres sont digérées par le protozoaire. Cette technique a déjà permis d’isoler de nombreux types de microorganismes différents, dans différents types d’eau, principalement des réseaux d’eau potable. Dans cette étude, nous avons dans un premier temps recherché, au moyen de cette technique de co-culture, de nouveaux microorganismes associés aux amibes dans des eaux de l’environnement humain (puits, cours d’eau, lacs, fontaines…). En effet, la co-culture est un bon outil permettant de sélectionner de nouvelles espèces bactériennes qui ne sont pas capables de se multiplier en dehors des amibes. Nous avons ainsi pu isoler plusieurs nouvelles espèces de bactéries. Dans un deuxième temps, nous nous sommes plus précisément intéressés au milieu très particulier des tours aéro-réfrigérantes. En effet, dans l’environnement, très peu de Légionelles ont pu être trouvées, alors qu’elles se multiplient facilement dans ce type d’installations. Nous avons donc cherché, toujours au moyen de co-cultures, à isoler de nouveaux microorganismes intracellulaires d’amibes dans ce milieu favorisant la prolifération de bactéries et de virus qui se retrouvent plus rarement dans la nature. Nous avons ainsi pu isoler de nouveaux genres et de nouvelles espèces 4 de microorganismes : un virus géant et un virophage (Mamavirus et Sputnik), une nouvelle espèce de virus géant (Marseille virus), un nouveau genre de bactérie intracellulaire stricte (Candidatus Babela massiliensis gen. Nov. , sp. Nov. ) et un nouveau genre de bactérie intracellulaire facultative (Reyranella massiliensis gen. Nov. , sp. Nov. ). Par ailleurs, dans plusieurs installations, nous avons constaté la présence de nombreuses Mycobacterium sp. , dont certaines sont des pathogènes humains déjà reconnus. Ces résultats suggèrent que le risque microbiologique associé aux tours aéro-réfrigérantes ne se limite pas au risque « Légionelles », et soulève le problème des autres microorganismes potentiellement pathogènes qui se multiplient également de manière préférentielle dans ce type d’installation. Par ailleurs, la grande variété des microorganismes retrouvés au moyen des amibes montre que ces dernières peuvent être un important carrefour de rencontre de différents types de microorganismes, et le lieu d’échanges génétiques pouvant aboutir à la création de nouvelles espèces, notamment de virus géants.

  • Titre traduit

    Research and characterization of new amoeba-associated microorganisms in environment


  • Résumé

    Free living amoeba are ubiquitous and have been isolated worldwild in the environment. Several studies showed that many microorganisms, bacteria or viruses, are able to enter the amoeba and multiply within the cell. Those kind of microorganisms are potentially human pathogens, as they may act the same way in human macrophages. The most studied is Legionella pneumophila. It’s tight relationship to amoeba was demonstrated as a factor of pathogenicity, proliferation and dissemination of the bacteria. After, other types of microorganisms were isolated in water and had the same property. In order to isolate those amoeba-resisting microorganisms, co-culture methods were done. Water samples are inoculated onto an amoebal axenic monolayer. We can by this way specifically isolate the microorganisms that are able to resist amoebal phagocytosis, and the other are digested by the amoeba. This method already allowed isolating several new species of microorganisms, principally in potable water. Our study focuses first on the research of new amoeba-associated microorganisms in environmental water, and allowed us to isolate several new species of bacteria. However, almost no Legionnella were found. In a second part, we focused specifically on cooling-towers, which represent a favorable middle for Legionella sp. Proliferation. We looked specifically for new species of microorganisms, bacteria or virus, which could multiply the same way in this kind of installations. During this study, we could isolate several new microorganisms: a new giant virus Mamavirus and a virophage Sputnik; a new giant virus Marseille virus; a new strictly intracellular bacteria, Candidatus Babela massiliensis gen. Nov. , sp. Nov. ; and a new facultative intracellular bacteria, Reyranella massiliensis gen. Nov. , sp. Nov. Our results confirm first that co-culture with amoeba is a very good tool to isolate new genus and new species of bacteria, which cannot be isolated with classical methods. Second, they highlight the problem of the microbiological development in cooling towers. Indeed, control is principally focused on the level of Legionella sp. , while many other pathogens can be found in these installations. Moreover, many different types of microorganisms could be isolated, using amoebas. It suggests that amoeba, naturally present world wild, can be a natural crossroad for meetings between several microorganisms, and can be the center of genetic exchanges that could lead to the creation of new microorganisms, principally giant viruses.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (161 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 30 réf.

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  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. Timone). Service commun de la documentation. Bibliothèque de médecine - odontologie.
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