Choléra - Causes et pathogénie

Causes du choléra

La cause du choléra est Vibrio cholerae, qui appartient au genre Vibrio de la famille des Vibrionaceae.

Le vibrion cholérique est représenté par deux biovars, similaires dans leurs propriétés morphologiques et tinctoriales (le biovar cholérique et le biovar El Tor).

Les agents responsables du choléra sont les vibrions des sérogroupes 01 et 0139 de l'espèce Vibrio cholerae, appartenant au genre Vibrio, famille des Vibrionaceae. Au sein de l'espèce Vibrio cholerae, on distingue deux principaux biovars: le biovar cholerae classique, découvert par R. Koch en 1883, et le biovar El Tor, isolé en 1906 en Égypte à la station de quarantaine d'El Tor par F. et E. Gotshlich.

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Biens culturels

Les vibrions sont des anaérobies facultatifs, mais préfèrent les conditions de croissance aérobie; ils forment donc un film à la surface du milieu nutritif liquide. La température optimale de croissance est de 37 °C à un pH de 8,5 à 9,0. Pour une croissance optimale, les micro-organismes ont besoin de 0,5 % de chlorure de sodium dans le milieu. Le milieu d'accumulation est de l'eau peptonée alcaline à 1 %, sur laquelle ils forment un film en 6 à 8 heures. Les vibrions cholériques sont peu exigeants et peuvent se développer sur des milieux simples. Le milieu électif est le TCBS (gélose thiosulfate citrate saccharose-bile). La gélose alcaline et la gélose tryptone soja (TSA) sont utilisées pour le repiquage.

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Propriétés biochimiques

Les agents responsables du choléra sont biochimiquement actifs et oxydasiques positifs. Ils possèdent des propriétés protéolytiques et saccharolytiques: ils produisent de l'indole et de la lysine décarboxylase, liquéfient la gélatine en forme d'entonnoir et ne produisent pas de sulfure d'hydrogène. Ils fermentent le glucose, le mannose, le saccharose, le lactose (lentement) et l'amidon. Ils ne fermentent pas le rhamnose, l'arabinose, le dulcitol, l'inositol et l'inuline. Ils possèdent une activité nitrate réductase.

Les vibrions cholériques diffèrent par leur sensibilité aux bactériophages. Le vibrion cholérique classique est lysé par les bactériophages du groupe IV selon Mukerjee, et le vibrion biovar El Tor est lysé par les bactériophages du groupe V. La différenciation des agents pathogènes du choléra repose sur leurs propriétés biochimiques, leur capacité à hémolyser les érythrocytes de bélier, à agglutiner les érythrocytes de poulet et leur sensibilité à la polymyxine et aux bactériophages. Le biovar El Tor est résistant à la polymyxine, agglutine les érythrocytes de poulet et hémolyse les érythrocytes de bélier, et présente une réaction de Voges-Proskauer et un test à l'hexamine positifs. V. cholerae 0139 appartient au biovar El Tor selon ses caractéristiques phénotypiques.

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Structure antigénique

Les vibrions du choléra possèdent des antigènes O et H. Selon la structure de l'antigène O, on distingue plus de 150 sérogroupes, parmi lesquels les agents responsables du choléra sont les sérogroupes 01 et 0139. Au sein du sérogroupe 01, selon la combinaison des sous-unités A, B et C, on distingue les sérovars: Ogawa (AB), Inaba (AC) et Hikoshima (ABC). Les vibrions du sérogroupe 0139 ne sont agglutinés que par le sérum 0139. L'antigène H est un antigène générique.

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Attitude face aux facteurs environnementaux

Les agents responsables du choléra sont sensibles aux UV, à la sécheresse, aux désinfectants (à l'exception des amines quaternaires), aux pH acides et à la chaleur. Les agents responsables du choléra, en particulier le biovar El Tor, sont capables de vivre dans l'eau en symbiose avec des organismes aquatiques et des algues; dans des conditions défavorables, ils peuvent se transformer en une forme non cultivée. Ces propriétés permettent de classer le choléra comme une infection anthroposapronique.

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Facteurs de pathogénicité

Le génome de V. cholerae est constitué de deux chromosomes circulaires: un grand et un petit. Tous les gènes nécessaires à la vie et à la mise en œuvre du principe pathogène sont localisés sur le grand chromosome. Le petit chromosome contient un intégron qui capture et exprime les cassettes de résistance aux antibiotiques.

Le principal facteur de pathogénicité est l'entérotoxine cholérique (CT). Le gène responsable de la synthèse de cette toxine est localisé dans la cassette de toxigénicité située sur le génome du bactériophage filamenteux CTX. Outre le gène de l'entérotoxine, les gènes zot et ace sont situés sur la même cassette. Le produit du gène zot est une toxine (toxine de zonula occludens), et le gène ace détermine la synthèse d'une entérotoxine supplémentaire (entérotoxine cholérique accessoire). Ces deux toxines participent à l'augmentation de la perméabilité de la paroi intestinale. Le génome du phage contient également le gène de la ser-adhésine et la séquence RS2 codant pour la réplication du phage et son intégration dans le chromosome.

Le récepteur du phage CTX est le pili régulé par la toxine (Ter). Ce sont des pili de type 4 qui, en plus d'être des récepteurs du phage CTX, sont nécessaires à la colonisation des microvillosités de l'intestin grêle et participent également à la formation du biofilm, notamment à la surface de la coquille des organismes aquatiques.

Les gène Ter sont exprimés de manière coordonnée avec le gène CT. Le grand chromosome contient également le gène pap, qui détermine la synthèse de la neuraminidase, facilitant ainsi l'action de la toxine, et le gène hap, qui détermine la synthèse de l'hémallutinine protéase soluble, laquelle joue un rôle important dans l'élimination du pathogène de l'intestin vers l'environnement extérieur grâce à son action destructrice sur les récepteurs de l'épithélium intestinal associés aux vibrions.

La colonisation de l'intestin grêle par des pili régulés par la toxine crée une plateforme d'action pour l'entérotoxine cholérique, une protéine de poids moléculaire de 84 000 D, composée d'une sous-unité A et de cinq sous-unités B. La sous-unité A est constituée de deux chaînes polypeptidiques A1 et A2, reliées entre elles par des ponts disulfures. Dans le complexe de sous-unités B, cinq polypeptides identiques sont liés entre eux par une liaison non covalente en forme d'anneau. Le complexe de sous-unités B est responsable de la liaison de la molécule de toxine entière au récepteur cellulaire, le ganglioside monosialique GM1, très présent dans les cellules épithéliales de la muqueuse de l'intestin grêle. Pour que le complexe de sous-unités interagisse avec GM1, l'acide sialique doit en être clivé, ce qui est réalisé par l'enzyme neuraminidase, facilitant ainsi l'action de la toxine. Après sa fixation aux gangliosides 5 de la membrane épithéliale intestinale, le complexe de sous-unités B change de configuration, permettant à A1 de se détacher du complexe A1B5 et de pénétrer dans la cellule. Après avoir pénétré dans la cellule, le peptide A1 active l'adénylate cyclase. Cette activation résulte de l'interaction de l'AI avec le NAD, entraînant la formation d'ADP-ribose, transféré à la protéine de liaison au GTP de la sous-unité régulatrice de l'adénylate cyclase. L'hydrolyse fonctionnelle du GTP est alors inhibée, ce qui entraîne son accumulation dans la sous-unité régulatrice de l'adénylate cyclase, déterminant ainsi l'état actif de l'enzyme et, par conséquent, une augmentation de la synthèse de c-AMP. Sous l'influence du c-AMP dans l'intestin, le transport actif des ions est modifié. Dans la zone des cryptes, les cellules épithéliales libèrent intensément des ions Cl-, et dans la zone des villosités, l'absorption de Na+ et Cl- est entravée, ce qui constitue la base osmotique pour la libération d'eau dans la lumière intestinale.

Les vibrions cholériques survivent bien à basse température; ils survivent dans la glace jusqu'à 1 mois, dans l'eau de mer jusqu'à 47 jours, dans l'eau de rivière de 3 à 5 jours à plusieurs semaines, dans le sol de 8 jours à 3 mois, dans les excréments jusqu'à 3 jours, sur les légumes crus de 2 à 4 jours et sur les fruits de 1 à 2 jours. Les vibrions cholériques meurent en 5 minutes à 80 °C et instantanément à 100 °C; ils sont très sensibles aux acides, à la sécheresse et à la lumière directe du soleil, sous l'influence deLa chloramine et d’autres désinfectants meurent en 5 à 15 minutes, persistent bien et longtemps et se multiplient même dans les plans d’eau libres et les eaux usées riches en matière organique.

Pathogénèse du choléra

La porte d'entrée de l'infection est le tube digestif. La maladie ne se développe que lorsque les agents pathogènes franchissent la barrière gastrique (ce phénomène est généralement observé pendant la période de sécrétion basale, lorsque le pH du contenu gastrique est proche de 7), atteignent l'intestin grêle, où ils commencent à se multiplier intensément et à sécréter une exotoxine. L'entérotoxine, ou choléragène, détermine l'apparition des principales manifestations du choléra. Le syndrome cholérique est associé à la présence de deux substances dans ce vibrion: une entérotoxine protéique (choléragène, exotoxine) et une neuraminidase. Le choléragène se lie à une protéine spécifique.Récepteur entérocytaire - ganglioside. Sous l'action de la neuraminidase, un récepteur spécifique se forme à partir des gangliosides. Le complexe récepteur spécifique du choléra active l'adénylate cyclase, qui initie la synthèse d'AMPc. L'adénosine triphosphate régule la sécrétion d'eau et d'électrolytes de la cellule vers la lumière intestinale grâce à une pompe ionique. En conséquence, la muqueuse de l'intestin grêle commence à sécréter une quantité importante de liquide isotonique, qui n'a pas le temps d'être absorbé par le côlon; une diarrhée isotonique se développe. Avec 1 litre de selles, l'organisme perd 5 g de chlorure de sodium, 4 g de bicarbonate de sodium et 1 g de chlorure de potassium. L'ajout de vomissements augmente le volume de liquide perdu.

En conséquence, le volume plasmatique diminue, le volume sanguin circulant diminue et s'épaissit. Le liquide est redistribué de l'espace interstitiel vers l'espace intravasculaire. Des troubles hémodynamiques et microcirculatoires surviennent, entraînant un choc déshydratant et une insuffisance rénale aiguë. Une acidose métabolique se développe, accompagnée de convulsions. L'hypokaliémie provoque une arythmie, une hypotension, des modifications myocardiques et une atonie intestinale.