30/05/2022

Unité Zoonoses bactériennes (UZB) du laboratoire de santé animale

Cheffe d’unité : Claire Ponsart

L’unité traite d'infections bactériennes transmissibles de l'animal à l’être humain et constituant un risque majeur de santé publique, comme la brucellose, la chlamydiose, le charbon bactéridien, la mélioïdose, la morve, la tuberculose bovine et la tularémie. Ces maladies animales peuvent être à l’origine de cas humains sévères, parfois mortels, requérant un traitement lourd et/ou prolongé et pouvant être à l’origine d’une incapacité professionnelle plus ou moins prolongée voire de lourds handicaps. Chez l’animal, elles peuvent induire des pertes économiques conséquentes, du fait de la mortalité, d’avortements ou de stérilités induites ainsi que des abattages et/ou restrictions commerciales imposés par la réglementation nationale, européenne ou internationale. Toutes les maladies étudiées (hormis la tuberculose bovine et la chlamydiose) sont dues à des bactéries utilisables à des fins malveillantes (bioterrorisme) et relèvent de la réglementation des « Micro-organismes et toxines hautement pathogènes » (MOT).

Activités de référence

L’unité porte les mandats de laboratoires nationaux de référence pour six maladies (brucellose, charbon bactéridien, chlamydiose aviaire, morve/mélioïdose, tuberculose bovine et tularémie). Il est laboratoire de référence de l'Union européenne (LRUE) pour la brucellose et les maladies équines (morve). Enfin, il porte six mandats de référence de l'OIE (brucellose, épididymite contagieuse du bélier, chlamydiose aviaire, chlamydiose abortive, morve/mélioïdose et tuberculose bovine).

Activités de surveillance

L’unité est impliquée dans différents programmes de surveillance de la Plateforme ESA (épidémiosurveillance santé animale) sur ses thématiques et principalement pour la brucellose et la tuberculose. Elle participe notamment au programme de surveillance de la tuberculose bovine dans la faune sauvage (Sylvatub) et au réseau SAGIR (surveiller pour Agir) pour la brucellose et la tularémie.

Activités d’expertise

L’unité contribue à plusieurs groupes de la plateforme ESA (groupes Tuberculose, Sylvatub, observatoire des avortements, etc.). Les scientifiques de l’unité participent également à plusieurs groupes d’experts, notamment sur les thématiques charbon, brucellose, tuberculose, apportant une contribution significative à la mission de surveillance ainsi qu’à la révision des programmes de lutte pour ces différentes maladies.

Activités de recherche

Les activités de recherche sont en lien direct avec les questions soulevées par les résultats des travaux de référence et concernent la santé et le bien-être animal, l’épidémiosurveillance, l’antibiorésistance et la sécurité sanitaire des aliments. Ces axes sont couverts à la fois dans le cadre des activités de référence (appui scientifique et technique pour les bactéries zoonotiques de l’unité, expertises relatives aux programmes de surveillance pour les thématiques brucellose et tuberculose) et dans le cadre des études épidémiologiques et phylogéographiques réalisées sur différentes thématiques.

Parmi les thématiques étudiées à l’unité UZB, on peut citer :

  • caractérisation des Brucella sp., Chlamydia sp., Mycobacterium sp, Bacillus anthracis et des bactéries zoonotiques à transmission vectorisée : Francisella tularensis ; Développement d'outils de différenciation phénotypique ou moléculaire des souches bactériennes permettant un suivi épidémiologique plus précis des foyers et l'établissement des relations entre foyers animaux et cas humains ;
  • développement d’approches « One Health », visant à étudier les interactions entre les agents pathogènes, les espèces hôtes et l’environnement. Plusieurs projets sont dédiés à la surveillance de la faune sauvage et au rôle de différentes espèces dans la transmission des agents pathogènes. D’autres projets sont axés sur la présence et la persistance de pathogènes dans l’environnement, notamment les étendues d’eau, avec la possibilité d’investiguer la survie des agents pathogènes dans les amibes ;
  • applications des nouvelles technologies haut-débit aux activités de référence (notamment typage moléculaire de souches, conception de puces de détection multipathogènes ou de diagnostic différentiel) et de recherche (approches phylogéographiques, études des gènes de virulence ou de gènes impliqués dans la survie, travaux de modélisation associés aux voies de transmission). Utilisation du séquençage de nouvelle génération (NGS: Next Generation Sequencing), qui permet de séquencer de grandes quantités de génomes en des temps records et à des tarifs désormais plus abordables ;
  • réalisation d'études épidémiologiques, à la fois chez les animaux de production pour la validation des outils diagnostiques et/ou de dépistage, dans la faune sauvage et/ou chez les vecteurs pour la surveillance sanitaire et pour l'identification de populations réservoirs et/ou victimes d'infections bactériennes, en collaboration avec d'autres laboratoires de l'Anses et d'autres organismes.

Les principaux projets de recherche

Financement : Domaine d’intérêt majeur One Health (Contrat doctoral 2021-2023)

Partenariat : IRD (Institut de recherche pour le développement), collaboration avec l’IRBA et Institut Pasteur de Guadeloupe.

Pour intégrer l’hétérogénéité de la répartition de B. pseudomallei et prédire les zones prioritaires de surveillance et de diagnostic actif de la maladie, il est indispensable de connaître la distribution spatiale du pathogène dans le sol et l’eau, d’identifier sa niche écologique et d’apprécier l’influence des facteurs climatiques et/ou saisonniers.

Dans le cadre de ce projet, une étude rétrospective des cas humains survenus dans les DOM-ROM sera réalisée pour cibler les zones prioritaires qui seront intégrées dans l’investigation environnementale (analyse prélèvements eaux et sols). Une enquête sérologique sera réalisée sur les animaux domestiques présents sur ces zones, dont les petits ruminants très sensibles à la maladie, mais également chez des animaux sauvages. L’ensemble des données collectées seront agrégées (Homme, animal et environnement) afin d’identifier les sources d’exposition et les facteurs de risque, et de disposer d’outils d’aide à la surveillance et à la décision.

Financement : One health European joint project (OHEJP)

 

Le projet Idembru, projet européen OHEJP coordonné par notre équipe s’intéresse à l’agent pathogène Brucella, responsable de la brucellose. Il doit permettre de compléter la caractérisation génomique de Brucella dites « atypiques » isolées à partir de différents écosystèmes forestiers, marins et zones humides (bords de rivière). Il vise également à comprendre le potentiel zoonotique et la virulence d’un panel de souches de Brucella émergentes et atypiques par des modèles d'infection in vivo et in vitro.  Enfin, il développera une boîte à outils axée sur les espèces de Brucella émergentes et les réservoirs afin d'assurer une détection, une identification et une caractérisation rapides.

Réseau transpyrénéen de recherche et développement d'outils innovants pour le contrôle de la tuberculose animale

Partenaires : IRTA (Espagne), NEIKER (Espagne), UAB (Espagne), ENVT (France)

Financement : Union européenne via le Programme Interreg (POCTEFA 2014-2020)

Le projet InnoTub vise à créer et à consolider un réseau de recherche, développement et innovation regroupant des centres de recherche, des établissements d'enseignement supérieur et des entreprises technologiques de la région transpyrénéenne, afin d'apporter des solutions au secteur agroalimentaire et à la santé publique dans le domaine de la lutte contre la tuberculose animale. Le projet aura également pour objectif de développer des outils et des stratégies pour améliorer la gestion des risques d'infection dans les élevages bovins et accroître l'acceptabilité du programme de lutte contre la tuberculose animale mais également de développer de nouveaux outils de diagnostic commercialisables, vaccins et composés innovants pour le contrôle de la tuberculose chez les animaux domestiques et sauvages.

Partenaire : INRAE Nouzilly

Financement : One Health European Joint Programme – ANSES

La tuberculose bovine (bTB), loin d’être une maladie du passé, est une zoonose dont l’impact économique reste aujourd’hui particulièrement élevé pour l’agriculture française. Ces dernières années, les cas de plus en plus fréquents de bTB identifiés, tant chez les animaux d’élevage que dans la faune sauvage, ont complexifié la problématique et la gestion sanitaire de cette maladie à déclaration obligatoire. De nouvelles questions surgissent sur l’épidémiologie de cette maladie et la capacité de certaines souches à proliférer dans un système multi-hôtes impliquant les bovins, la faune sauvage et leur environnement. Récemment nous avons obtenu des premières données génomiques de plusieurs dizaines de souches françaises et mis en évidence la présence de plusieurs complexes clonaux majeurs sur le territoire ainsi que l’émergence de génotypes dominants.

Le but du projet Pembo est d’établir le profil phénotypique de ces génotypes émergents de Mycobacterium bovis à large spectre d’hôtes par des nouvelles approches génomiques et biochimiques. Ce projet comprend trois tâches : la première est l’obtention de séquences de référence par l’assemblage de novo (séquençage Illumina/PacBio) de génomes de souches appartenant aux groupes clonaux majoritaires. La seconde est la recherche des évènements génomiques (insertion/délétion ou large sequence polymorphism (LSP)) sur l’ensemble des génomes, avec étude de la variation génétique focalisée sur l’analyse des gènes de virulence, des gènes impliqués dans biosynthèse de l’enveloppe et des antigènes excrétés. Enfin, la troisième tâche est  l’analyse des profils protéiques et lipidomiques.

Partenaires : Unité EPI

Financement : Réseau Français pour la Santé Animale (RFSA)

Ces dernières années, de nombreuses techniques moléculaires ont été développées dans le but de différencier les isolats appartenant au complexe d’espèce de Mycobacterium tuberculosis (MTBC). Pour M. bovis, les techniques mises en œuvre en routine sont le spoligotypage et le MLVA (Multiple Loci VNTR Analysis). La très vaste diversité théorique des profils moléculaires obtenus en combinant ces deux techniques permet, en comparant entre eux les profils des souches isolées de bovins et d’animaux sauvages, de déterminer l'origine de l'infection d’un très grand nombre de foyers et de mettre en évidence une éventuelle transmission inter-espèces. Sur le terrain, cependant, la situation est différente: dans les zones où l’incidence de la maladie est la plus forte, des profils génotypiques dominants par zone sont partagés par la quasi-totalité des isolats, qui n’ont donc que peu d’intérêt pour reconstituer la chaîne de transmission. Il devient alors nécessaire d'utiliser des techniques moléculaires à très fine résolution pour être à même de tracer l'infection au sein d’une zone géographique de taille réduite. Le séquençage complet du génome de la bactérie semble la technique la plus adaptée, car elle permet de détecter des changements génomiques à très petite échelle. Les données produites peuvent être utilisées pour reconstituer des scénarii de transmission de l'infection.

Les objectifs de ce projet étaient de déterminer au sein d'une même zone géographique les liens (i) entre troupeaux bovins infectés et (ii) entre troupeaux bovins infectés et faune sauvage infectée, via l'analyse des séquences génomiques complètes des souches de M. bovis isolées dans la zone. Cette étude cherchait à différencier la résurgence de l'infection d'une nouvelle contamination et à apporter des éléments de compréhension du rôle de la faune sauvage dans la circulation de l'infection au sein de la zone.

Partenaires : NIBSC (Royaume-Uni), APHA (Royaume Uni), Senasa (Argentine), LRUE Tuberculose Bovine-Visavet (Espagne), APHIS (États-Unis).

Financement : Organisation mindiale de la santé animale (OIE)

Le Standard International de Tuberculine Bovine (ISBT), a été produit en 1986. Il sert de norme de référence pour les tests de contrôle de la qualité des tuberculines bovines dérivées de protéines purifiées (PPD) utilisées dans la surveillance de la tuberculose bovine (bTB), le diagnostic et la certification des exportations. Il est en train de s’épuiser et doit donc être remplacé à court terme.

Un projet de remplacement de l’ISBT a été lancé par l’OIE. Ce projet implique un groupe ad hoc d'experts de la bTB auquel participe le LNR Tuberculose (Anses), les Laboratoires de référence de l'OIE pour la tuberculose bovine (France, Argentine et Royaume-Uni), l'Institut national de normalisation et de contrôle biologique (NIBSC) pour la préparation, le stockage et la distribution des tuberculines; et des scientifiques collaborateurs d'environ quinze autres laboratoires nationaux.

Deux tuberculines candidates seront testées par rapport à l’ISBT actuel, afin d’évaluer et de calibrer la puissance et la spécificité des tuberculines candidates et d’évaluer leur conformité aux besoins du terrain.

Partenaires : ANSES LRFS de Nancy, APHA (UK), Université du Surrey (UK)

Financement : Réseau Français pour la Santé Animale (RFSA)

En complément du projet concernant l’épidémiologie de la TB chez le renard, ce projet de développement de modèle expérimental a été développé afin de mieux comprendre la pathologie de la mlaadie chez cette espèce. Le 1er objectif du projet est d'établir un protocole expérimental d'infection (dose et type de souches virulentes de M. bovis, voie d'inoculation, organes infectés et pathologie) ainsi que de collecter du matériel biologique pour leur caractérisation à des fins de validations diagnostiques (ex. sérums). Le deuxième objectif est de surveiller l'excrétion bactérienne (voies oropharyngée, fécale et urinaire) pendant toute la durée de l'infection. Le troisième objectif est la mise en place d'outils immunologiques destinés à cibler les marqueurs de vaccination et de protection utilisables dans les études d'efficacité vaccinale.

Partenaires : ANSES LRFS de Nancy, APHA (UK), Université du Surrey (UK), AFBI (Irlande du Nord), UCD (Irlande)

Financement : Réseau Français pour la Santé Animale (RFSA) et VETBIONET

Alors que le modèle infectieux expérimental est central pour conclure à l’effet protecteur de vaccins, la pathogénicité relative des différents modèles n’a jamais été comparée chez des mustélidés. Une unification du modèle infectieux simplifierait le processus de développement du vaccin dans le futur. Le furet est un mustélidé de laboratoire (facilité d’approvisionnement - élevage - et de manipulation par rapport à des animaux sauvages prélevés dans la nature) et un hôte naturel de M. bovis, qui a déjà été utilisé par l’équipe d’Irlande du Nord. Le développement du modèle infectieux tuberculeux chez le furet permettra de standardiser les résultats expérimentaux déjà obtenus chez les blaireaux. Le 1er objectif du projet est d’établir le modèle expérimental (dose et souches de M. bovis virulent). Le 2ème objectif est la mise en place d’outils immunologiques destinés à cibler les marqueurs de vaccination et de protection qui seront utilisés dans les études d’efficacité vaccinale pour lequel le modèle infectieux est nécessaire.

Partenaires : ANSES LRFS de Nancy, DRAAF Nouvelle Aquitaine, FDC24, LDAR 24, FNC, ONCFS SD 24, GDS24, Association des piégeurs agréés de Dordogne, CIREV (Antenne de Côte d’Or)

Financement : Réseau Français pour la Santé Animale (RFSA)

Bien que réceptif à M. bovis, le renard (Vulpes vulpes) n’a été que rarement trouvé infecté en France dans des zones endémiques de tuberculose bovine (1/160 en forêt de Brotonne, 2/62 en Côte d’Or, 0/64 en Dordogne). Cependant, en

2015 en Dordogne, 4 renards (sur 6 analysés) ont été trouvés infectés. Ils provenaient d’une commune de la zone où bovins, blaireaux, sangliers et chevreuil ont aussi été trouvés infectés. Un des 4 renards présentait des excrétas (salive, urine, fèces) positifs à M. bovis en PCR. Cette découverte, et des résultats obtenus en Côte d’Or sur la fréquence et le comportement des renards visitant les bâtiments d’élevage et les auges de pâture soulève la question du rôle épidémiologique des renards dans les zones d’endémie. L'objectif général est d'étudier le rôle épidémiologique du renard dans la circulation de la tuberculose dans plusieurs zones d'endémie, à savoir en Dordogne, en Charente, dans les Pyrénées-Atlantiques Landes et en Côte d’Or. Les objectifs spécifiques de ce projet sont (1) d’estimer la prévalence des lésions et des infections, (2) d’étudier les voies d'exposition et d'excrétion, (3) d’étudier le degré d'association avec des facteurs épidémiologiques (infection chez d'autres espèces), individuels (âge) et population (estimateur de densité) .

Partenaires : INRAE Dijon

Financement : Réseau Français pour la Santé Animale (RFSA)

Le dépistage de la tuberculose bovine (bTB) repose sur la détection de la réponse immunitaire à médiation cellulaire par des tests d’intradermotuberculination simple (IDS) ou comparative (IDC) ainsi que par le test de dosage d’interféron gamma (IFN-γ). Les tests d’intradermotuberculination ont démontré être un outil de dépistage adéquat au niveau du troupeau, et plusieurs pays ont réussi à éradiquer la maladie sur la base de ce test. L'inclusion du test IFN-γ en parallèle s'est avéré être une méthode adéquate pour maximiser la détection des bovins infectés. Cependant, une limite principale de ces méthodes est leur manque de spécificité qui peut conduire à des résultats faussement positifs. De nombreuses mycobactéries, dites non tuberculeuses (MNT), sont décrites comme des agents interférant avec ces méthodes. Des antigènes communs avec ces MNT sont depuis longtemps décrits comme responsables de réactions non spécifiques, notamment avec l’IDS. La mise en place de l’IDC a permis d’améliorer la spécificité de ce test en écartant notamment les réactions causées par les mycobactéries du complexe M. avium.

Le but de ce projet est de mettre au point un outil permettant d’identifier les agents potentiellement responsables de ces réactions atypiques dans des prélèvements environnementaux. Le système microfluidique BioMark (Fluidigm) sera utilisé du fait de sa capacité à tester un grand nombre d’échantillons vis-à-vis d’un grand nombre de cibles. Un premier objectif est de développer un outil de PCR haut débit. Le deuxième objectif est de tester des échantillons prélevés dans l’environnement des bovins, en ciblant des cheptels ayant réagi aux tests ante mortem.

Partenaires : Unité EPI, INRAE

Financement : Anses

Au cours des 10 dernières années, de nouvelles espèces atypiques de Brucella ont été détectées, notamment plusieurs souches ressemblant à Brucella inopinata à la fois chez des amphibiens capturés à l'état sauvage et des amphibiens « exotiques » issus de divers continents. En 2017, une souche de Brucella a été isolée pour la première fois par notre laboratoire chez des animaux d'une ferme productrice de grenouilles destinées à la consommation humaine et, de manière surprenante, caractérisée et identifiée comme étant proche de B. microti.

Partenaires : OFB (Office Français de la biodiversité), MNHN (Muséum National d’Histoire Naturelle), INRAE (Institut national de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement)

Financements : Ministère de l’Agriculture et de la Pêche ; Ministère de la transition écologique

À la demande conjointe des ministres chargés de l’environnement et de l’agriculture, l’Anses, l’OFB, l’INRAE et le MNHN ont procédé, au printemps 2017, à l’expérimentation d’un vaccin contre la brucellose chez le bouquetin des Alpes (Capra ibex). L’objectif était d’apporter de nouveaux éléments pour gérer le foyer de brucellose touchant cette espèce dans le massif du Bargy (Haute Savoie). L’étude conduite avait plus particulièrement pour but de comparer l’innocuité du vaccin Rev.1 par voie conjonctivale, déjà homologué chez les ovins-caprins domestiques, entre la chèvre domestique (Capra hircus) et le bouquetin des Alpes.