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Immunité post-sevrage contre E. coli

Pour réussir à avoir des anticorps acquis activement prêts au moment du sevrage, les porcelets devraient être immunisés entre 10 jours et deux semaines avant le sevrage.

Mardi 26 Janvier 2016 (il y a 1 ans 11 mois 22 jours)
florencehuez

Escherichia coli (ETEC) entérotoxinogène reste l’une des causes principales de maladie et de mort chez les porcs nouveau-nés et récemment sevrés. Les porcs qui développent de la diarrhée après le sevrage (diarrhée post-sevrage ; DPS) le font souvent entre 3 et 10 jours. Les souches d’ETEC qui entraînent la DPS présentent deux types de facteurs de virulence, les adhésines et les entérotoxines et les deux sont essentielles pour l’expression clinique de la DPS. Les isolats d’ETEC porcin produisent n’importe laquelle des cinq adhésines différentes, toutes sont des fimbriaes (ou pili) : K88 (F4), K99 (F5), 987P (F6), F41 (F7) et F18. Les adhésines fimbriales K88 et F18 peuvent avec différentes formes antigéniques, la plus fréquente, K88, comprend les variants K88ab et K88ad. Les adhésines fimbriales se fixent aux récepteurs spécifiques sur le bord en brosse des entérocytes de l’intestin grêle, ce qui permet aux bactéries de coloniser la surface cellulaire et d’excréter des toxines. Les principales toxines produites par  les souches d’ETEC qui cause la DPS sont les thermolabiles (LT), les thermostables de type A (STa), les thermostables de type B (STb) et (ou) l’entérotoxine thermostable 1 entéroagrégative d’E coli (EAST1). L’entérotoxine Stx2e (toxine shiga) connue aussi comme facteur de la maladie de l’œdème, entraîne des lésions associées à la maladie de l’œdème chez les porcs (voir résumé sur le tableau 1).

Il faut souligner que la sous-unité B de LT(LTB) a des propriétés immuno-modulatrices qui peuvent produire l’apoptose (mort cellulaire)  des cellules T CD8 positives, une activation des cellules B et une altération de la sécrétion de cytokine par les monocytes. Les propriétés adjuvantes de la LTB ont été mises en évidence dans une étude sur des porcs sevrés qui a montré une protection plus importante contre la  DPS à ETEC par le vaccin vivant E. coli avec des gènes pour LTB et K88ac par rapport à une souche isogénique sans le gène pour LTB. La souche qui avait seulement LTB ne génèrait pas une immunité protectrice. En revanche, les toxines STa et STb sont de petites molécules et sont considérées peu immonogénes, et ces antigènes ne peuvent pas induire par eux-mêmes la réponse immunitaire anti-STa et anti-STb exigée pour une protection efficace contre la DPS chez le porc.

Tableau 1 : Résumé des facteurs de virulence d’ETEC associés à la DPS (Zhnag, 2014).

I. Adhésines   Références
Adhésines fimbriales Morphologie (diamètre) et sous-unité structurelle (kDa  
K88 (F4) Fibrillaire(2,1 nm), FaeGa(27,6)/FaeCb(16,9) Bakker et al., 1991
K99 (F5) Fibrillaire(4,8 nm), FanCa(16,5)/FanFb(31,5) Isaacson, 1977; Bakker et al., 1991
987P (F6) Fimbrial (7,0 nm), FasAa(23,0)/FasFb(17,5)/FasGb(40) Isaacson & Ritcher, 1981; Edwards et al., 1996
F41 (F7) Fibrillaire(3,2 nm), Fim41aa(29,5) deGraaf, 1982
F18 (F107; 2134P; CFA8813) Fibrillaire(3-4 nm), FedAa(15,1)/FedFb(30,3) Imberechts et al., 1996; Nagy et al., 1997 #17795; Smeds et al., 2001
Adhésines non fimbriales
AIDA-I Protéine autotransporteuse, AidA (79,5c) Benz & Schmidt, 1992; Benz & Schmidt, 2001
ppa Protéine de la membrane externe, Paa (27,6) Batisson et al., 2003
EAE Protéine de la membrane externe, EaeA (94-97) Jerse & Krapper, 1991
II. Toxines Gen, protéine de toxine mature  
LT eltAB, 1:5 AB holotoxine (86 kDa) Sixma et al., 1991; Streatfield, 1992
STa estA, peptide 18 acides aminés(2kDa) Dreyfus et al., 1983
STb estB, peptide 18 48 acides aminés (5,1 kDa) Lee et al., 1983; Dreyfus et al., 1992
EAST1 astA, peptide 18 38 acides aminés(4,1 kDa) Nataro et al., 1987
Stx2e stx2e, 1:5 AB toxin (70 kDa) Pierard et al., 1991

a : sous-unité structurelle majeure
b:  sous-unité structurelle mineure et/ou  fimbriale

c : adhésine mature AIDA-I détectée comme 100 kDa par SDS-PAGE

Toutes les souches ETEC ne détiennent pas le fimbriae F4 et ceci explique en partie quelques-unes des variations vues entre les élevages en DPS. Cependant, la vaccination d’une truie pendant la gestation entraîne la sécrétion d’anticorps antigènes-spécifiques dans le colostrum et le lait qui peut protéger les porcelets avant le sevrage contre l’infection par ETEC. Cependant, le sevrage entraîne la perte des anticorps IgG du lait, ce qui semble contribuer à une sensibilité plus importante des porcs aux infections entériques par E. coli après le sevrage, et par conséquent nécessite une réponse immunitaire active des muqueuses pour fournir une protection. Concrètement, pour induire une réponse immunitaire des muqueuses qui soit protectrice cela demande l’activation du système immunitaire de la muqueuse de l’intestin grêle particulièrement des plaques de Peyer du jéjunum, pour provoquer une réponse IgA ou IgM spécifique pour les antigènes F4. Comme on l’observe sur la figure 1, cependant, cela demande un certain temps après le sevrage pour que les niveaux d’IgA augmentent en réponse à un challenge pathogéne.

Puisque les souches d’ETEC sont, avec des différences,  la cause la plus courante et la plus importante des DPSP, ces E. coli pathogènes ont été l’objectif principal du développement des vaccins. Le vaccin contre la DPS a été en développement pendant de longues années, cependant, comme l’explique Zhang (2014), il est compliqué de produire un vaccin rentable contre le DPS. Les entérotoxines déterminent la virulence de la DPS surtout qu’elles doivent être inclues comme composantes vaccinales y compris quand LT, STa et STb sont potentiellement toxiques et elles ne peuvent pas être utilisées comme antigènes sûrs. Par conséquent, un vaccin efficace contre le DPS devrait induire l’immunité anti-adhésine contre les fimbriae K88 et (ou) F18 et aussi l’immunité antitoxine au moins contre LT, STa et STb. Ces fimbriae et toxines sont génétiquement et immunologiquement hétérogènes et par conséquent, l’immunité induite par une fimbriae ou toxine fournit seulement une protection contre les souches ETEC qui expriment la même fimbriae ou toxine, mais ne peut pas avoir de protection croisée contre les souches ETEC qui expriment des fimbriae ou des toxines différentes.

Concentraciones plasmáticas de IgG e IgA

Figure 1 : Concentrations d’IgG et IgA (mg/dl) plasmatiques sur les jours 0, 4 et 11 après le sevrage. La concentration d’IgA a été plus élevée (P < 0,001) sur le jour 11 que sur le jour 0 ou 4 après le sevrage (les porcs ont été sevrés le jour 0 et exposés à E coli F18 les jours 1, 2 et 3 après le sevrage. Le plasma a été récolté le jour 0 avant que les porcelets ne soient transférés vers la salle de post-sevrage. (Sugaharto et al., 2014).

De plus, les porcs de différentes origines génétiques expriment différents récepteurs, qui reconnaissent et auxquels adhèrent les fimbriae spécifiques exprimées par différentes souches d’ETEC. Si on immunise des porcs oralement avec un vaccin frimbrial, les porcs qui expriment des récepteurs spécifiques pour cette fimbria développent une réponse immunitaire efficace. Ainsi, un vaccin efficace contre la DPS devrait induire une immunité protectrice anti-adhésine contre les fimbriae K88 et (ou) F18 mais aussi une immunité antitoxine contre LT et ST. L’usage d’un antigène toxoïde de fusion multiépitope MEFA (qui comprend des anticorps neutralisants contre les toxines) a permis l’inclusion potentielle de multiples antigènes d’adhésion et de toxine en un seul produit pour le développement de vaccins sûrs et à large spectre contre la DPS, cependant cela demande plus d’expérimentation avant sa commercialisation.

En pratique, et pour réussir à avoir des anticorps acquis activement prêts au moment du sevrage, les porcelets devraient être immunisés entre 10 jours et deux semaines avant le sevrage. Cependant, le niveau requis d’anticorps maternels passifs chez les porcelets allaitants doit être suffisamment important pour protéger contre la diarrhée néonatale mais suffisamment faible pour ne pas compromettre l’induction d’anticorps spécifiques contre la DPS. La vaccination individuelle des porcs ou une immunisation orale au moment du sevrage (par exemple en ajoutant des produits vaccinaux dans l’aliment ou dans l’eau de boisson) sont des options par lesquelles on peut générer une immunité.

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