Toxoplasmose - Causes et pathogénie

Causes de la toxoplasmose

La cause de la toxoplasmose est Toxoplasma gondii (sous-royaume des Protozoaires, type Apicomplecxa, ordre des Coccidies, sous-ordre des Eimeriina, famille des Eimeriidae).

Chez l'homme et l'animal, T. gondii passe par plusieurs stades de développement: trophozoïte (endozoïte, tachyzoïte), kyste (cystozoïte, bradyzoïte) et oocyste. Les trophozoïtes mesurent 4 à 7 x 2 à 4 µm et ressemblent à un croissant. Les kystes sont recouverts d'une membrane dense, mesurant jusqu'à 100 µm. Les oocystes sont ovales et mesurent 10 à 12 µm de diamètre.

D'après les données de génotypage, trois groupes de souches de toxoplasme sont distingués. Les représentants du premier groupe sont responsables de toxoplasmose congénitale chez l'animal. Les souches des deuxième et troisième groupes de toxoplasme sont détectées chez l'homme, et les représentants du dernier groupe sont plus fréquents chez les patients infectés par le VIH. La structure antigénique des différents stades de développement du toxoplasme a été déterminée et il a été établi que les trophozoïtes et les kystes possèdent des antigènes communs et spécifiques pour chacun d'eux.

T. gondii est un parasite intracellulaire obligatoire qui pénètre dans les cellules épithéliales intestinales et s'y reproduit par endodyogénie. Les trophozoïtes (tachyzoïtes) pénètrent ensuite dans d'autres organes et tissus (ganglions lymphatiques, foie, poumons, etc.) par le flux sanguin et lymphatique, où ils pénètrent activement les cellules. Dans les cellules affectées, des amas d'endozoïtes d'une génération apparaissent, entourés d'une membrane de vacuole parasitophore (appelés pseudokystes). Grâce à la réponse immunitaire de l'hôte, les parasites disparaissent du sang et des kystes recouverts d'une membrane dense se forment dans les cellules cibles infectées. Dans les cas chroniques de la maladie, T. gondii, sous forme de kystes intracellulaires, reste viable indéfiniment. Les kystes sont principalement localisés dans le cerveau, les muscles cardiaques et squelettiques, l'utérus et les yeux.

Les principaux hôtes de T. gondii sont des représentants de la famille des félidés (chats) et peuvent également servir d'hôtes intermédiaires, car dans leur organisme, les toxoplasmes sont capables de migrer de l'intestin vers les cellules de divers organes. Par mérogonie, le parasite se reproduit dans les cellules épithéliales de l'intestin; des mérozoïtes se forment alors. Certains d'entre eux donnent naissance à des cellules reproductrices mâles et femelles, les gamonts. Après avoir quitté les entérocytes, les gamonts mâles se divisent à plusieurs reprises, formant des microgamètes (« spermatozoïdes »); les macrogamètes (« ovules ») se forment à partir des gamonts femelles. Après la fécondation, un oocyste immature se forme, qui est excrété dans l'environnement avec les fèces. Dans des conditions favorables, la maturation des oocystes (sporogonie) dure de 2 jours à 3 semaines. Les kystes matures sont résistants aux facteurs environnementaux défavorables et peuvent rester viables jusqu'à un an, voire plus.

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Pathogénèse de la toxoplasmose

Depuis le site d'introduction (le plus souvent les organes creux digestifs), le toxoplasme, via le flux lymphatique, pénètre dans les ganglions lymphatiques régionaux, où il se multiplie et provoque le développement d'une lymphadénite. Les parasites pénètrent ensuite en grande quantité dans la circulation sanguine et sont transportés dans tout l'organisme, provoquant des lésions du système nerveux, du foie, de la rate, des ganglions lymphatiques, des muscles squelettiques, du myocarde et des yeux. La multiplication des trophozoïtes détruit les cellules infectées. Des granulomes spécifiques se forment autour des foyers de nécrose et d'accumulation de toxoplasme. Avec une réponse immunitaire normale, les trophozoïtes disparaissent des tissus et la formation de kystes commence (la réaction inflammatoire autour d'eux est faible). La toxoplasmose passe de la phase aiguë à la phase chronique, et plus souvent encore, à un portage chronique avec persistance de kystes dans les tissus des organes. Dans des conditions défavorables pour l'organisme (maladies aiguës et situations stressantes à effet immunosuppresseur), les membranes des kystes sont détruites; les parasites libérés, en se multipliant, affectent les cellules intactes et pénètrent dans la circulation sanguine, ce qui se manifeste cliniquement par une exacerbation de la toxoplasmose chronique. Des infiltrats inflammatoires et des nécroses sont observés dans les muscles squelettiques, le myocarde, les poumons et d'autres organes. Des foyers inflammatoires, suivis de nécroses, apparaissent dans le cerveau, entraînant parfois la formation de pétrifications. Une inflammation nécrotique productive se produit au niveau de la rétine et de la choroïde. La toxoplasmose acquiert une évolution maligne dans le contexte d'un tableau clinique détaillé du SIDA, tandis qu'une forme généralisée de la maladie se développe, entraînant parfois le décès des patients.

En réponse aux antigènes du toxoplasme, des anticorps spécifiques sont produits et une réaction immunitaire similaire à la DTH se développe.

Dans la toxoplasmose congénitale, suite à une parasitémie, l'agent pathogène pénètre dans le placenta, formant un foyer primaire, puis pénètre dans le fœtus par voie sanguine. Le fœtus est infecté indépendamment de la présence de manifestations cliniques chez la femme enceinte, mais l'issue dépend du stade de la grossesse auquel l'infection s'est produite. L'infection aux premiers stades de l'embryogenèse se termine par une fausse couche spontanée, une mortinaissance, provoque des troubles du développement graves, souvent incompatibles avec la vie (anencéphalie, anophtalmie, etc.) ou conduit au développement d'une toxoplasmose généralisée. En cas d'infection au troisième trimestre de la grossesse, les formes asymptomatiques prédominent, dont les signes cliniques tardifs apparaissent des mois, voire des années plus tard.

Cycle de vie du toxoplasme

L'agent causal de la toxoplasmose est un parasite intracellulaire obligatoire; la possibilité d'un parasitisme intranucléaire du toxoplasme a été démontrée. L'agent causal a été découvert indépendamment en 1908 par les Français Nicoll et Manso en Tunisie chez des rongeurs gondi et par l'Italien Splendore au Brésil chez des lapins. La désignation générique de toxoplasme reflète la forme en croissant du stade asexué du parasite (« taxon »: arc, « plasma »: forme), la désignation d'espèce correspond au nom du rongeur (gondi).

D'un point de vue biologique général, T. gondii présente des caractéristiques qui permettent de le considérer comme un parasite doté de profondes adaptations. Présent sur tous les continents et sous toutes les latitudes géographiques, il peut parasiter et se reproduire chez des centaines d'espèces de mammifères et d'oiseaux, et est capable d'infecter une grande variété de tissus et de cellules de ses hôtes.

En 1965, Hutchison démontra expérimentalement pour la première fois que les chats participent à la transmission de T. gondii. En 1970, des scientifiques d'Angleterre, du Danemark et des États-Unis découvrirent, presque simultanément et indépendamment, des oocystes dans les excréments de chats infectés par la toxoplasmose, très semblables à ceux des coccidies. Cela prouva l'appartenance du toxoplasme aux coccidies, et le cycle biologique du parasite fut bientôt complètement déchiffré, composé de deux phases: intestinale et extra-intestinale, ou non tissulaire.

La phase intestinale du cycle de vie de Toxoplasma implique le développement dans les cellules de la muqueuse intestinale de l'hôte définitif, qui sont le chat domestique et d'autres félins (chat sauvage, lynx, tigre du Bengale, ocelot, léopard des neiges, jaguarundi, eir).

Le cycle de développement complet (d'oocyste en oocyste) de T. gondii ne peut se dérouler que dans l'organisme des félins. Le cycle biologique du toxoplasme comprend quatre stades principaux: la schizogonie, l'endodyogénie (bourgeonnement interne), la gamétogonie et la sporogonie. Ces stades se déroulent dans des environnements écologiques différents: la schizogonie, la gamétogonie et le début de la sporogonie se produisent uniquement dans l'intestin des félins (hôtes finaux du toxoplasme), la sporogonie s'achève dans le milieu extérieur et l'endodyogénie se produit dans les cellules des tissus de l'hôte intermédiaire (y compris l'homme) et dans les cellules de l'hôte principal, le chat.

Avant d'aborder en détail le cycle biologique du toxoplasme, il est nécessaire d'aborder la question de la terminologie des stades du parasite. Le cycle de développement du toxoplasme n'ayant été déchiffré qu'en 1970 et de nombreux détails restant flous, la terminologie du toxoplasme est en cours de clarification, et différents auteurs proposent leurs propres termes pour les mêmes stades du parasite.

Ainsi, pour désigner le tissu (phase extra-intestinale de développement de la toxoplasmose, stade asexué – endodiogénèse) en cas d'invasion aiguë, on utilise les termes suivants: « forme proliférative », « endodizoïte », « endozoïte », « trophozoïte », « tachyozoïte », et le stade caractéristique de l'évolution chronique de l'invasion est désigné par les termes « forme kystique », « zoïte », « cystozoïte » et « bradyzoïte ». Au niveau actuel des connaissances sur le cycle biologique du toxoplasme, selon la majorité des études nationales, les termes les plus acceptables sont: endozoïte – stade tissulaire asexué du toxoplasme, se multipliant généralement rapidement, localisé dans le toxoplasme ou dans les vacuoles cellulaires, caractéristique d'une infection aiguë; cystozoïte – formes tissulaires localisées à l'intérieur du kyste et caractéristiques de l'évolution chronique de l'infection.

Tous les autres termes utilisés pour désigner les stades tissulaires du cycle de vie de Toxoplasma doivent être considérés comme synonymes de « endozoïte » et de « cystozoïte ».

La terminologie des stades de développement de Toxoplasma dans l'épithélium intestinal de l'hôte principal est similaire à celle des coccidies typiques.

Phase intestinale du développement du toxoplasme

Phase intestinale du développement du toxoplasme dans l'organisme de l'hôte final. Le stade intestinal du développement débute par l'infection (par voie orale) des félins, principaux hôtes du parasite, par des oocystes contenant des sporozoïtes et des formes végétatives – endozoïtes et cystozoïtes – ingérés avec les tissus des hôtes intermédiaires. Les cystozoïtes pénètrent dans l'intestin par des kystes tissulaires, dont la membrane est rapidement détruite par des enzymes protéolytiques. Les endozoïtes et les cystozoïtes libérés de la membrane pénètrent dans les cellules de la muqueuse intestinale et se multiplient intensément par reproduction asexuée (endodyogénie et schizogonie).

Après environ 2 jours, à la suite de cycles répétés de reproduction asexuée (schizogonie), un type spécial de schizontes se forme - les mérozoïtes, qui donnent naissance à l'étape suivante du développement du parasite - la gamétogonie.

Lorsque les oocystes matures de toxoplasme libérés de leurs membranes pénètrent dans l'intestin du chat, les sporozoïtes pénètrent les cellules de l'épithélium cilié intestinal et commencent également à se reproduire par schizogonie. Suite à la reproduction asexuée, 4 à 30 mérozoïtes sont formés à partir d'un schizonte. Des études submicroscopiques ont montré que le schizonte est entouré d'une pellicule, composée d'une membrane interne et externe. On y trouve une ou plusieurs mitochondries, un ribosome, un noyau, un réticulum endoplasmique bien développé et un conoïde à l'extrémité antérieure. Les tubules sous-pelliculaires sont absents.

Contrairement aux coccidies, lors de la schizogonie de Toxoplasma, les mérozoïtes se forment près du noyau, et non à la périphérie du schizonte. Dans l'intestin des chats, Toxoplasma subit plusieurs schizogonies successives, après quoi les mérozoïtes donnent naissance au stade sexuel du développement du parasite (gamétogonie). Les gamétocytes (cellules sexuelles immatures) sont présents environ 3 à 15 jours après l'infection dans tout l'intestin grêle, mais le plus souvent dans l'iléon du chat. La gamétogonie débute par la formation de microgamétocytes, qui se produit dans la partie inférieure de l'intestin grêle et dans le gros intestin de l'hôte principal. Le développement des microgamétocytes s'accompagne d'une série de divisions successives de l'œuf. Le long de la périphérie du macrogamétocyte, 12 à 32 microgamètes sont formés par exvagination de sa membrane. Ils ont la forme d'un croissant fortement allongé avec des extrémités pointues et, avec les flagelles, atteignent 3 µm de longueur, et possèdent également 2 flagelles (le troisième est rudimentaire), à l'aide desquels ils se déplacent dans la lumière de l'intestin et se déplacent vers le macrogamète.

Le développement du macrogamétocyte se produit sans division du noyau. Dans ce cas, le gamétocyte augmente de taille (de 5-7 à 10-12 µm de longueur), le gros noyau avec le nucléole devient compact, une grande quantité de glycogène s'accumule dans le cytoplasme et de nombreux ribosomes, mitochondries et réticulum endoplasmique sont présents.

La fécondation, c'est-à-dire la fusion des macro- et microgamètes, se produit dans une cellule épithéliale, entraînant la formation d'un zygote. Ce dernier forme une membrane dense et se transforme en ookinète, puis en oocyste. Les oocystes sont de forme ronde-ovale, avec un diamètre de 9-11 à 10-14 µm. Les oocystes restent quelque temps dans les cellules épithéliales, puis pénètrent dans la lumière intestinale, et le toxoplasme entre dans la phase suivante de son développement: la sporogonie, qui se poursuit dans les selles et dans le milieu extérieur. Les oocystes matures possèdent une membrane dense et incolore à deux couches, ce qui les rend résistants aux effets de divers facteurs environnementaux, dont certains agents chimiques. Avec une humidité, une température et un accès à l'oxygène suffisants, deux sporocystes contenant chacun quatre sporozoïtes en forme de banane se forment au bout de quelques jours. Les sporocystes, quant à eux, possèdent une membrane dense à deux couches. Leurs dimensions moyennes varient de 6-7 x 4-5 à 8 x 6 µm. Les sporozoïtes ont une structure similaire à celle des endozoïtes et des cystozoïtes, stades tissulaires du toxoplasme. Les oocystes matures contenant des sporozoïtes constituent des stades invasifs du parasite, tant pour l'hôte final (le chat) que pour les hôtes intermédiaires, dont l'homme. En conditions humides, les sporozoïtes des oocystes restent invasifs jusqu'à deux ans.

Phase extra-intestinale (tissulaire) du développement du toxoplasme dans le corps des hôtes intermédiaires

Dans les cellules de divers tissus d'hôtes intermédiaires, dont l'homme, la reproduction asexuée se produit par endodyogénie, c'est-à-dire par formation de deux cellules filles à l'intérieur de la cellule mère. En 1969-1970, une méthode de bourgeonnement interne multiple a été découverte, pour laquelle le terme endopolygénie a été proposé. Ces deux modes de reproduction asexuée, ainsi que la schizogonie, ont également été découverts dans les intestins de l'hôte principal du parasite, le chat.

La phase tissulaire du développement du toxoplasme débute lorsque les stades sexués du parasite (oocystes avec sporozoïtes) ou asexués (endozoïtes et cystozoïtes) avec les tissus des animaux envahis pénètrent dans les intestins des animaux et des humains (hôtes intermédiaires). Dans l'intestin grêle, sous l'influence d'enzymes protéolytiques, les sporozoïtes libérés par les oocystes, ou les cystozoïtes ou endozoïtes issus des kystes, pénètrent les cellules épithéliales de la muqueuse intestinale, où débute la reproduction asexuée (endodyogénie et endopolygénie).

Les endozoïtes apparaissent suite à la reproduction. Dans les 2 à 10 heures suivant l'introduction du sporozoïte (endozoïte) dans la cellule, 12 à 24 à 32 endozoïtes filles émergent de la cellule hôte détruite. Les endozoïtes nouvellement formés pénètrent activement dans les cellules voisines. Des foyers nécrotiques locaux se forment dans l'intestin grêle de l'hôte, d'où les endozoïtes peuvent pénétrer dans les vaisseaux sanguins et lymphatiques, puis dans divers tissus. La dissémination des endozoïtes dans l'organisme de l'hôte intermédiaire est également facilitée par la phagocytose du parasite par les cellules du système réticulo-endothélial. À ce stade, la reproduction asexuée rapide par endodyogénie se répète cycliquement. Les endozoïtes restent à l'extérieur de la cellule pendant la période suivant leur sortie de la cellule détruite et précédant leur pénétration dans une nouvelle cellule. Ils se reproduisent uniquement dans les cellules vivantes, où leur accumulation ressemble à un kyste. Cependant, ces amas d'endozoïtes sont localisés directement dans le cytoplasme ou dans la vacuole cytoplasmique. La membrane fragile entourant ces amas de parasites est formée par la cellule hôte au stade aigu de la toxoplasmose. Ces amas ne possèdent pas de membrane propre; il s'agit donc en réalité de pseudokystes. Si les endozoïtes sont localisés dans des vacuoles cytoplasmiques, ces vacuoles sont dites parasitophores.

Progressivement, une membrane parasitaire se forme autour des amas d'endozoïtes, et le toxoplasme passe à un nouveau stade: un véritable kyste tissulaire. Les parasites eux-mêmes participent à la formation d'une membrane kystique complexe, ce qui se produit dans la toxoplasmose chronique. Ces membranes sont imperméables aux anticorps et assurent la viabilité du parasite pendant de nombreuses années, voire à vie. En règle générale, les kystes sont situés à l'intérieur de la cellule, bien que leur localisation extracellulaire ait également été prouvée. Leur diamètre varie de 50-70 à 100-200 µm. Avec la formation d'un kyste, les endozoïtes qu'il contient se transforment en un nouveau stade: les cystozoïtes. Un kyste mature peut contenir plusieurs milliers de cystozoïtes.

La fonction biologique des kystes tissulaires est très importante. Tout d'abord, ils assurent la survie du parasite dans l'organisme immunitaire et augmentent ainsi les risques d'infection par la toxoplasmose, tant chez les hôtes finaux que chez les nouveaux hôtes intermédiaires. La formation du kyste est une étape importante du cycle biologique du toxoplasme, car le stade kyste – les cystozoïtes – est beaucoup plus résistant aux facteurs externes. Ainsi, si les endozoïtes ingérés meurent sous l'action du suc gastrique après une ou deux minutes, les cystozoïtes restent viables dans ce milieu pendant 2 à 3 heures, bien que la membrane du kyste soit détruite presque instantanément sous l'action de la pepsine. Il a été prouvé expérimentalement que la présence de cystozoïtes dans l'intestin d'un chat permet à la phase intestinale du développement du toxoplasme dans l'organisme de l'hôte final de s'achever plus rapidement et plus régulièrement.

Ainsi, la description du cycle biologique du toxoplasme montre que les hôtes intermédiaires (animaux sauvages et d'élevage, ainsi que l'homme) sont porteurs des stades végétatifs (tissulaires) du parasite, qui sont des endozoïtes présents dans les kystes. C'est à eux que les médecins, les vétérinaires et les parasitologues doivent faire face pour diagnostiquer la toxoplasmose.

L'ultrastructure des endozoïtes et des cystozoïtes est identique à celle des mérozoïtes des coccidies. Du point de vue d'un parasitologue-épidémiologiste et d'un clinicien, il est essentiel de connaître plusieurs caractéristiques de la biologie de Toxoplasma. Toxollasma est principalement un parasite des chats, chez qui il est capable d'accomplir les phases intestinales et extra-intestinales (tissulaires) de son développement sans la participation d'autres hôtes. Ainsi, les chats peuvent simultanément assurer les fonctions d'hôtes intermédiaires et définitifs et assurer le développement de Toxoplasma d'oocyste en oocyste. Cependant, Toxoplasma n'est pas un parasite monoxène: des hôtes intermédiaires participent à son cycle biologique, bien que leur participation soit facultative; Toxoplasma se caractérise donc par une hétérogénéité facultative. De plus, les endozoïtes et les cystozoïtes – stades issus d'hôtes intermédiaires – peuvent infecter non seulement les hôtes définitifs, mais aussi de nouveaux hôtes intermédiaires (carnivores et humains). Ici, une sorte de transit ou de transfert a lieu sans la participation de l'hôte final et sans libération de toxoplasme dans l'environnement extérieur.

Chez de nombreux animaux (souris, rats, cobayes, hamsters, lapins, chiens, moutons, porcs) et chez l'homme, une transmission transplacentaire du toxoplasme au stade endozoïte a été observée, provoquant ainsi une toxoplasmose congénitale.

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