Genetic Diversity, Population Structure, and Intra-Host Variation of Mycobacterium avium subsp. hominissuis in Fattening Pigs

Dans les recoins tranquilles du monde naturel, des bactéries microscopiques vivent dans le sol, l'eau et la poussière qui nous entourent. La plupart de ces organismes sont inoffensifs, mais quelques-uns peuvent causer des problèmes s'ils parviennent à pénétrer dans le corps des animaux ou des humains. Une telle bactérie, connue sous le nom de Mycobacterium avium sous-espèce hominissuis, est un pathogène opportuniste. Cela signifie qu'elle attend généralement une occasion pour infecter, prospérant dans des environnements où elle peut s'introduire chez les porcs, les humains et occasionnellement d'autres animaux. Chez les porcs, cette infection se cache souvent sans provoquer de maladie apparente jusqu'à ce que l'animal soit envoyé à l'abattoir, où les inspecteurs recherchent des signes révélateurs de maladie dans les ganglions lymphatiques. Pour les éleveurs, trouver ces signes signifie perdre de l'argent, car la viande doit être écartée. Pour la santé publique, comprendre comment cette bactérie circule à travers la chaîne alimentaire est crucial, d'autant plus qu'elle peut passer d'une espèce à l'autre. La grande question pour les scientifiques a toujours été : d'où viennent ces bactéries, et comment se propagent-elles à travers le réseau complexe des élevages de porcs ?

Une équipe de chercheurs de l'Université de Zurich a décidé de répondre à cela en examinant de près la composition génétique des bactéries trouvées dans les porcs suisses. Ils ont collecté des échantillons de tissus provenant de 120 porcs qui ont été abattus entre 2015 et 2022. Ces animaux provenaient de 64 fermes de naissance différentes et de 75 fermes d'engraissement différentes réparties dans 13 régions de Suisse. Les chercheurs s'intéressaient aux porcs présentant des lésions granulomateuses, qui sont de petits amas nodulaires dans les tissus signalant souvent une infection. Ils ont prélevé des échantillons dans diverses parties du corps, notamment les ganglions lymphatiques de la mâchoire et de l'abdomen, ainsi que le foie, les poumons et même le tissu musculaire. Leur objectif n'était pas seulement de confirmer la présence des bactéries, mais de cartographier la diversité génétique des souches trouvées, créant essentiellement un arbre généalogique pour voir à quel point les bactéries étaient apparentées entre elles.

Pour ce faire, les scientifiques ont utilisé une méthode appelée typage par répétitions en tandem à nombre de variables (VNTR). Imaginez l'ADN bactérien comme une longue chaîne de code. À certains endroits le long de cette chaîne, les bactéries répètent une séquence spécifique de lettres encore et encore. Le nombre de fois que ces séquences se répètent peut varier d'une bactérie à l'autre, agissant comme une empreinte digitale unique. En comptant ces répétitions à quinze endroits différents et en lisant également un gène spécifique appelé hsp65, les chercheurs ont pu distinguer les différentes souches avec une grande précision. Ils ont découvert qu'en dehors des 342 échantillons bactériens qu'ils ont réussi à cultiver en laboratoire, il existait 84 types génétiques distincts. Cela a révélé une population incroyablement diversifiée, remplie de nombreux variants rares n'apparaissant qu'une ou deux fois, aux côtés d'un petit nombre de souches dominantes qui se manifestaient de manière répétée.

L'étude a mis en évidence un niveau de complexité surprenant dans la propagation de ces infections. Près de la moitié des porcs, soit 56 sur 117, étaient infectés par deux souches ou plus de bactéries simultanément. Dans certains cas, un seul animal portait jusqu'à six souches différentes. Cela suggère que les porcs ne font pas que contracter un microbe et le garder ; ils sont exposés à un flux constant de différents variants bactériens provenant de leur environnement. Les chercheurs ont constaté que ces infections mixtes étaient courantes non seulement entre différents animaux, mais même au sein du corps d'un même animal. Ils ont découvert que la même souche pouvait se retrouver dans plusieurs organes, indiquant une infection généralisée, mais ils ont également trouvé différentes souches coexistant dans le même tissu. Ce schéma pointe fortement vers l'idée que les porcs sont exposés de manière répétée aux bactéries provenant du sol, de l'eau ou de la litière de leurs fermes, plutôt que de contracter une infection unique provenant d'un autre porc et de la propager comme une réaction en chaîne.

Lorsque l'équipe a examiné la géographie de l'épidémie, elle a constaté que les souches les plus communes n'étaient pas bloquées dans une région spécifique. Au lieu de cela, les mêmes souches dominantes étaient présentes dans différentes cantons et années. Bien que les fermes situées à proximité soient légèrement plus susceptibles de partager les mêmes souches, la différence n'était pas assez significative pour prouver que la distance était le facteur principal. Les bactéries semblaient être partout, circulant à travers le système hautement connecté de l'élevage porcin suisse. Les chercheurs ont également comparé leurs résultats avec des données provenant de bovins et d'humains dans d'autres pays. Ils ont découvert que certaines des souches bactériennes exactes trouvées dans les porcs suisses étaient également présentes dans les bovins en Suisse et chez des humains aux Pays-Bas et au Japon. Cette identité génétique partagée renforce le concept de « One Health » (Une seule santé), qui reconnaît que la santé des animaux, des personnes et de l'environnement sont étroitement liées.

L'une des découvertes les plus frappantes est que les bactéries ne se limitaient pas aux ganglions lymphatiques où la maladie est habituellement détectée. Les chercheurs ont réussi à cultiver les bactéries à partir de cinq échantillons de muscles qui paraissaient parfaitement sains à l'œil nu. Dans chacun de ces cas, les bactéries étaient également présentes dans d'autres organes comme le foie ou les poumons. Cela confirme que l'infection peut se propager aux tissus musculaires comestibles, même en l'absence de signes visibles de maladie. Bien que l'étude ne prouve pas que la consommation de cette viande provoque des maladies chez l'homme, elle souligne une voie potentielle d'exposition que les inspecteurs de la viande pourraient manquer. L'étude a également noté que, bien que d'autres types de bactéries aient été trouvés, la grande majorité des lésions étaient causées par cette souche spécifique de Mycobacterium, confirmant son rôle de principal coupable dans ces cas.

Les chercheurs ont conclu que la population de cette bactérie dans les porcs suisses est régie par une exposition répétée à l'environnement. La haute diversité génétique, la présence de nombreux variants rares et la fréquence de mélange de différentes souches au sein d'un même animal indiquent toutes que les porcs ramassent des bactéries de leur environnement tout au long de leur vie. Les quelques souches dominantes qui apparaissent partout suggèrent que certains variants sont particulièrement doués pour survivre et se propager dans le système d'élevage, mais ils sont entourés d'une mer de variants locaux uniques. Cette étude offre une image plus claire de la façon dont ces bactéries circulent, montrant qu'elles ne sont pas simplement une simple chaîne d'infection d'un porc à un autre, mais un réseau complexe d'exposition environnementale qui touche les fermes, les animaux et potentiellement les populations à travers le globe. En comprenant cette diversité, les scientifiques et les éleveurs peuvent mieux suivre ces menaces invisibles et développer des stratégies pour garantir la sécurité de la chaîne alimentaire.