Recherche de stratégies thérapeutiques et préventives innovantes de lutte contre la cryptosporidiose chez le jeune ruminant.

par Mohamed Mammeri

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Karim Adjou.

Thèses en préparation à Paris Est , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Créteil ; 2015-....) , en partenariat avec Biologie moléculaire et immunologie parasitaires « UMR 956 ANSES-ENVA-INRA » (laboratoire) .


  • Résumé

    La cryptosporidiose est une zoonose parasitaire causée par un protozoaire du genre Cryptosporidium à l'origine de gastroentérites chez plusieurs hôtes vertébrés, y compris l'Homme. Elle revêt donc une importance médicale et vétérinaire majeure. Chez les ruminants, cette maladie est responsable de diarrhées néonatales qui provoquent une déshydratation des animaux infectés, un retard de croissance, et une perte de poids. En plus de cette baisse de performances de production, les mortalités qui en résultent ne sont pas négligeables et peuvent être très élevées dans certains élevages même en l'absence de surinfections. Ainsi, les conséquences économiques et zootechniques qui en résultent ne sont pas négligeables. À l'heure actuelle, il n'existe pas de traitement pleinement efficace, ni de vaccin commercial, permettant de limiter les pertes économiques dans les élevages de ruminants domestiques. L'objectif de ce travail était de rechercher des stratégies thérapeutiques et préventives innovantes basées sur l'utilisation de produits naturels pour lutter contre la cryptosporidiose chez les jeunes ruminants (veau, chevreau, agneau). Ces produits naturels pourraient constituer une très bonne alternative à l'utilisation des antibiotiques, limitant ainsi l'apparition de résistance (ou de multi-résistances) aux agents antimicrobiens. Plusieurs produits naturels fournis par la société Phileo (Lesaffre Animal Care, France) ont été évalués : Chitosans, Tannin, Charbons, Produit A, SafMannan®, et des levures probiotiques (Saccharomyces cerivisae). Pour évaluer leurs effets « anti-cryptosporidiens », des modèles in vitro (lignées cellulaires HCT-8 et Caco-2), et in vivo (souriceaux CD-1) ont été mis en place au laboratoire. Les modèles in vitro ont permis de réaliser un criblage thérapeutique en utilisant la souche Iowa de C. parvum, ainsi qu'une variété d'isolats de terrain de Cryptosporidium. Ensuite, les produits sélectionnés ont été évalués in vivo (souriceaux CD-1 nouveau-nés). Les levures vivantes Sc 5 et Sc 3-A se sont montrées les plus efficaces pour réduire l'intensité de l'infection cryptosporidienne. Dans le modèle « chevreau nouveau-né », c'est la levure vivante Sc 5 qui s'est révélée la plus efficace en réduisant l'intensité de l'infection et en améliorant les signes cliniques associés. Le microbiote intestinal a été étudié par séquençage à haut débit du gène codant pour l'ARNr 16S. Ainsi, la supplémentation par la levure Sc 5 a été associée à un changement bénéfique du microbiote intestinal, en augmentant les proportions relatives de certains genres bactériens bénéfiques (probiotiques) : Lactobacillus pour les souriceaux CD-1 et Bifidibacterium pour les chevreaux. Enfin, le mode d'action de ces levures vivantes a été exploré in vitro (Caco-2) en utilisant des techniques « transcriptomiques ». Nos résultats préliminaires ont révélé que leur supplémentation induit une sous-expression de la réponse immunitaire inflammatoire dans les cellules épithéliales, responsable de l'inhibition de la mort cellulaire. De plus, cela a été associé à une sous-expression d'une protéine kinase (CDPK) dans les formes intracellulaires de C. parvum. Ces résultats combinés indiquent que l'activité « anti-cryptosporidienne » est très complexe, et qu'elle implique plusieurs modes d'actions qui restent à élucider.

  • Titre traduit

    Investigation of innovative therapeutic and preventive strategies for the control of cryptosporidiosis in young ruminant.


  • Résumé

    Cryptosporidiosis is a parasitic zoonosis caused by a protozoan of the genus Cryptosporidium that causes gastroenteritis in several vertebrate hosts, including humans. It is therefore of major medical and veterinary importance. In ruminants, this disease is responsible for neonatal diarrhea that causes dehydration of infected animals, delayed growth, and weight loss. In addition to this decrease in production performance, the resulting mortality is not negligible and can be very high in some farms even in the absence of secondary infections. Thus, the economic and zootechnical consequences that result are not negligible. Currently, there is no fully effective treatment or commercial vaccine to limit economic losses in domestic ruminant farms. The objective of this work was to look for innovative therapeutic and preventive strategies based on the use of natural products to fight against cryptosporidiosis in young ruminants (calf, goat kid, lamb). These natural products could be a very good alternative to the use of antibiotics, thus limiting the appearance of resistance (or multi-resistance) to antimicrobial agents. Several natural products provided by Phileo (Lesaffre Animal Care, France) were tested: Chitosans, Tannin, Coals, Product A, SafMannan®, and probiotic yeasts (Saccharomyces cerivisae). To evaluate their anticryptosporidial effects, in vitro (HCT-8 and Caco-2 cell lines) and in vivo (CD-1 neonate mice) models were set up in our laboratory. The in vitro models allowed the therapeutic screening using the C. parvum Iowa strain, as well as a variety of Cryptosporidium isolates. Then the selected products were evaluated in vivo (newborn CD-1 mice). Live yeast Sc 5 and Sc 3-A were considered to be the most effective in reducing the severity of cryptosporidial infection. In the "newborn goat" model, the live yeast Sc 5 was found to be the most effective to reduce the intensity of the infection and symptoms. In order to understand its mechanism of action, the intestinal microbiota was studied by high-throughput sequencing of the 16S rRNA gene. Thus, supplementation by this yeast has been associated with a beneficial change in the intestinal microbiota by increasing the relative proportions of certain beneficial bacterial genus (probiotics): Lactobacillus for mice CD-1 and Bifidibacterium for goat kids. Moreover, the mode of action of these living yeasts was explored in vitro (Caco-2) using "transcriptomic" tools. Our results revealed that their supplementation is associated with an under-expression of the inflammatory immune response in epithelial cells, responsible for the inhibition of cell death. In addition, this has been associated with sub-expression of a protein kinase (CDPK) in the endogenous forms of C. parvum. These combined results indicate that the anticryptosporidial activity is complex involving several mechanisms of actions which must be elucidate.