Caractérisation phénotypique et génotypique de Campylobacter jejuni et évaluation d’une stratégie de contrôle de la colonisation du poulet de chair par ce pathogène alimentaire

Abstract

Campylobacter jejuni est l’agent causal de la campylobactériose, infection bactérienne importante en santé publique. Un des vecteurs de transmission de C. jejuni pour l’humain est le poulet via la chaîne alimentaire. Les mécanismes impliqués dans colonisation caecale commensale des oiseaux par C. jejuni sont toujours peu caractérisés, bien qu’une meilleure compréhension de ces mécanismes puisse apporter des solutions pour le contrôle du pathogène à la ferme. Cette étude avait pour buts de caractériser les propriétés phénotypiques et les facteurs génétiques impliqués dans la colonisation du poulet par C. jejuni et d’identifier de nouveaux mécanismes impliqués dans cette association. Des souches, issues d’élevages conventionnels échantillonnés en 2003 et en 2008 ainsi que d’élevages biologiques, ont été caractérisées afin d’obtenir leur profil de résistance aux antibiotiques, leur autoagglutination et leur chimiotactisme. Les souches des élevages conventionnels ont de plus été caractérisées pour leur capacité à adhérer et envahir une culture primaire de cellules caecales de poulet. Une puce à ADN a été développée pour détecter la présence de 254 gènes et variants associés à la colonisation des poulets ainsi qu’à la résistance aux antibiotiques chez les souches issues d’élevages conventionnels. Les propriétés phénotypiques et la présence de certains gènes chez les souches ont par la suite été comparées. Finalement, des souches ayant des caractéristiques différentes ont été utilisées dans un modèle de colonisation du poulet pour évaluer l’efficacité d’un nouvel additif alimentaire à base d’acides organiques et d’huiles essentielles sur le contrôle de C. jejuni. Les propriétés phénotypiques des souches étaient très variées et n’étaient pas corrélées entre elles, à l’exception de l’adhésion et de l’invasion. L’analyse génétique a révélé que le contenu en gènes des souches était variable, notamment au niveau des gènes de l’enveloppe bactérienne, au flagelle, aux récepteurs du chimiotactisme et à la résistance à l’arsenic. Les souches de 2003 et de 2008 étaient semblables lorsque leur contenu en gènes ainsi que leurs propriétés phénotypiques étaient comparés. Des gènes possiblement associés à un fort ou un faible potentiel de colonisation ont été identifiés. L’additif alimentaire a diminué la contamination des carcasses bien qu’une augmentation de la colonisation intestinale ait été observée pour certaines souches. La moitié des lots de poulets d’origine biologique étaient positifs pour C. jejuni. Les souches issues de ce type d’élevage étaient peu résistantes aux antibiotiques et possédaient des phénotypes variés. Cette étude a permis de mieux définir les caractéristiques importantes de C. jejuni qui sont associées à la colonisation intestinale du poulet. Elle a établi pour la première fois au Canada la présence du pathogène dans les élevages de poulets biologiques. Cette étude fait partie des quelques études qui décrivent la présence des gènes de colonisation et de résistance aux antibiotiques dans une collection de souches issues uniquement du poulet. Elle a également remis en doute l’importance de certains gènes dans la colonisation. La caractérisation exhaustive des souches a également permis d’identifier de nouveaux gènes possiblement associés à la colonisation de poulet par C. jejuni. Finalement, elle a indiqué que l’utilisation d’un mélange d’huiles essentielles et d’acide organique encapsulés pouvait être efficace pour réduire la contamination des carcasses de poulet par C. jejuni et que son effet était souche-dépendant.

Campylobacter jejuni is the bacterium responsible for campylobacteriosis. It is a human pathogen of concern for public health. One of the transmission routes of this bacteria to humans is by the food chain through poultry meat products. The mechanisms involved in the commensal caecum chicken colonization by C. jejuni are poorly characterized, despite that increasing the knowledge on these mechanisms would allow a better control of the pathogen at the farm. The objectives of this study were to characterize the phenotypic and genetic factors affecting chicken colonization by C. jejuni and to identify news mechanisms involved in this process. Isolates, recovered from chicken caecal content sampled from conventional farms in 2003 and in 2008 as well as originating from organic farms sampled in 2009, were used. All strains were characterized for their antibiotic resistance profiles (AMR), autoagglutination and chemotaxis properties. Strains originating from conventional farms were further characterized for adhesion/invasion of primary chicken caecal cells. A new microarray was created to detect the presence of 254 genes and variants, all associated with chicken colonization or AMR. An association was made between the strains phenotypic properties and their gene content. Finally, strains possessing different phenotypic and genetic properties were used in a chicken colonization model to assess the efficacy of a novel feed additive to control chicken colonization by C. jejuni. Strains had variable phenotypic properties and these properties were not correlated, with the exception of adhesion and invasion. The microarray analysis revealed that gene presence was highly variable among the strains, especially for genes involved in the bacterial envelope, the flagella, the chemotaxis receptors and arsenic resistance. The 2003 and 2008 strains had similar phenotypic and genetic properties. Some genes, present in strains possessing higher or lower chicken colonization potentials, were identified. The feed additive was successful in reducing chicken carcass contamination but it increased bacterial caecal counts for some strains. C. jejuni was isolated from half of the sampled organic farms and strains originating from this type of production had low AMR and variable phenotypic properties.