Résumé

1. Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada Tableau 1. Expression relative du gène IL-6 dans l’iléon chez des porcelets de différents traitements, 24 h après une infection à ETEC L’administration de probiotiques affecte l’attachement d’Escherichia coli entérotoxinogènes F4-positifs et l’expression de cytokines dans l’iléon du porcelet sevré J. F. Daudelin 1,2, M. Lessard2, F. Beaudoin2, E. Nadeau1, N. Bissonette2 et J. M. Fairbrother11Laboratoire de référence pour les E. coli (Ecl),Université de Montréal, St-Hyacinthe; 2Centre de recherche sur le bovin laitier et le porc, Agriculture et agroalimentaire Canada, Sherbrooke. Résumé Introduction La diarrhée post-sevrage entraîne des pertes économiques importantes en production porcine. Cette maladie est causée principalement par une infection à E. coli entérotoxinogène possédant le facteur d’adhésion F4 (ETEC F4+) (Fairbrother et al., 2005). Actuellement, les producteurs utilisent des antibiotiques afin de prévenir ou traiter les infections entériques. Ces traitements peuvent causer une augmentation de la fréquence de bactéries intestinales résistantes aux antibiotiques et être à l’origine de problèmes de santé publique dus au transfert de ces résistances aux bactéries de la flore intestinale humaine. L’administration de probiotiques comme solution de rechange aux antibiotiques suscite un grand intérêt. Cependant, leur efficacité demeure controversée en production porcine. Dans cette étude il sera question de déterminer les effets de probiotiques sur l’attachement d’une souche ETEC F4 + à la muqueuse intestinale porcine, la sévérité de la diarrhée ainsi que sur l’expression de cytokines. L’administration de probiotiques pour prévenir les infections à E.coli entérotoxinogène (ETEC)F4+ et réduire l’utilisation d’antibiotiques s’avère une alternative naturelle production porcine. Cependant, les mécanismes d’action des probiotiques ne sont pas bien connus et leur efficacité demeure controversée. Les objectifs de cette étude sont de déterminer les effets des probiotiques Pediococcus acidilactici (Pa) et Sacharomyces cerevisiae boulardii (Scb) sur 1) l’attachement de ETECF4+ à la muqueuse intestinale, 2) la sévérité de la diarrhée et 3) l’expression de cytokines.Pour ce faire, le modèle in vivo à ETEC F4+ préalablement développé a été utilisé.Dès la mise-bas, des portées de porcelets ont été affectées aux traitements quotidiens de Pa, Scb, Pa + Scb, témoin et témoin plus antibiotiques dans l’aliment de sevrage (ATB). Sept jours après le sevrage (jour 28), des porcelets susceptibles de développer la maladie ont été infectés avec une souche ETEC F4+. Une nécropsie a été effectuée 24 heures après l’infection afin de prélever les contenus et tissus intestinaux. Les résultats de cette étude suggèrent que l’administration de probiotiques peut améliorer l’effet de barrière sur la muqueuse intestinale, diminuer la sévérité de la diarrhée associée à ETEC et activer l’immunité non-spécifique chez le porc. Méthodes • Paramètres étudiés • Colonisation et Attachement des ETEC • - Décompte sur géloses MacConkey #2 supplémentées d’acide nalidixique (50 µg/ml) de la souche ETEC dans le contenu de l’iléon et attachée à la muqueuse iléale. • Score de consistance du contenu iléal • Expression de l’ARNm de IL-6, IFN-γ, β–déf et COX-2 dans l’iléon • - PCR en temps réel Groupes expérimentaux 1) Pediococcus acidilactici MA 18/5M (Pa): 1 x 109 UFC/jour 2) Saccharomyces cerevisiae boulardii CNCM I-1079(Scb): 1 x 109 UFC/jour 3) Pa+Scb : 1 x 109 UFC/jour 4) Sans probiotique (Tém) 5) Sans probiotique + antibiotiques (Tém + ATB) • Les probiotiques ont été administrés dans la ration quotidienne des truies 1 mois avant la mise bas et par voie orale aux porcelets dès la naissance. • Pour chacun de ces groupes, 8 porcelets sevrés (J21) possédant le récepteur spécifique pour le fimbriae F4 ont été infectés oralement (J28) avec une dose de 1 x 109 UFC d’une souche ETEC 0149 F4:STa:STb:LT résistante à l’acide nalidixique Prélèvements 24 h post-infection: - Contenu iléal - Muqueuse intestinale - iléon Résultats et discussion • Pa et Pa + Scb activent l’expression de IL-6, une cytokine requise pour une réponse immunitaire protectrice contre une infection systémique à E. coli (Dalrymple SA et al., 1996); • Autres résultats • β–défensine 2 : Expression tendait à être plus élevée dans le groupe Pa en comparaison au groupe témoin (P = 0.09). • IFN-γ et COX-2: Très faiblement exprimés et leurs expressions n’ont pas été affectées par les traitements. Figure 2. Score de consistance du contenu de l’iléon chez des porcelets selon les différents traitements, 24 h après l’infection à ETEC. Score (0-3), 0 = normal et 3 = aqueux. * : P = 0.07, § : P = 0.10. Figure 1. Ratio du nombre de ETEC présent dans le contenu de l’iléon sur le nombre de ETEC présent sur la muqueuse intestinale selon les différents traitements, 24 h après l’infection à ETEC. a,b Pa+Scb vs. Tém+ATB, P = 0.07. • Pa : Diminution du score de consistance du contenu de l’iléon comparé à Tém et Tém + ATB. • Pa activent l’expression de la β–déf2 porcine, reconnu pour avoir une activité antimicrobienne contre E. coli (Veldhuizen EJA et al., 2008). • Pa + Scb : Diminution de l’attachement des ETEC à la muqueuse intestinale en comparaison avec Tém + ATB. • L’administration de Pa dès la naissance tend à diminuer les signes cliniques associés à une infection à ETEC en période de post-sevrage Conclusion Références - Dalrymple, S. A., R. Slattery, D. M. Aud, M. Krishna, L. A. Lucian, and R. Murray. 1996. Interleukin-6 is required for a protective immune response to systemic Escherichia coli infection. Infect. Immun. 64:3231–3235. - Fairbrother, J. M., E. Nadeau, and C. L. Gyles. 2005. Escherichia coli in postweaning diarrhea in pigs: an update on bacterial types, pathogenesis, and prevention strategies. Anim Health Res Rev. 6:17-39. - Veldhuizen, E. J. A., Rijnders, M., Claassen, E.A., Van Dijk, A. and H. P. Haagsman. 2008. Porcine β-defensin 2 displays broad antimicrobial activity against pathogenic intestinal bacteria. Mol. Immun. 45: 386-394. L’administration dès la naissance de la combinaison Pa + Scb limite l’attachement à la muqueuse intestinale de E. coli ETEC F4+, une étape clé dans la pathogenèse de cette bactérie. Cet effet n’a cependant pas été observé chez des porcelets ayant reçu des antibiotiques fréquemment retrouvés dans les aliments de sevrage dans les porcheries commerciales. Pour sa part, Pa tend à diminuer la sévérité des signes cliniques de diarrhées associés à cette infection en période de post-sevrage. De plus, Pa et Pa + Scb stimule l’expression de l’IL-6, une cytokine impliquée dans la défense innée contre E. coli. Similairement, Pa induit l’expression de la β–défensine 2, un peptide anti-microbien pouvant tuer cette bactérie. En résumé, l’administration de Pa seul ou combiné à Scb est une alternative prometteuse pour réduire l’utilisation des antibiotiques et contrer les infections entériques causées par E. coli ETEC F4+, une maladie très commune en production porcine.