Borrelia

Les borrélies sont un genre de bactéries spiralées du groupe des spirochètes, découvert il y a plus de 100 ans.



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Bactérie (nom scientifique) - Borrelia

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Définitions :

  • (de Borrel, bactériologiste français). Genre de bactéries de l'ordre des Spirochètes, qui comprend plusieurs espèces intéressant la... (source : nzdl.sadl.uleth)

Les borrélies sont un genre (Borrelia) de bactéries spiralées du groupe des spirochètes, découvert il y a plus de 100 ans.

Le genre Borrelia regroupe actuellement quelques dizaines d'espèces (36 fin 2008, mais d'autres pourraient ne pas encore avoir été découvertes, y compris en Europe[1]).


Elles doivent leur nom à Amédée Borrel, un célèbre bactériologiste (18671936). La borrélie la plus connue (pour avoir été identifiée comme première responsable de la maladie de Lyme aux États-Unis), est Borrelia burgdorferi, mais une vingtaine d'autres d'espèces de borrélies avaient déjà été recensées (sous d'autres noms) depuis le début du XXe siècle, avant la découverte de B. burgdorferi. D'autres, dont 3 sont responsables d'autres formes de maladie de Lyme chez l'homme, ont été décrites depuis.

Les Borrelia sont des parasites qui utilisent des arthropodes (tiques ou poux) comme vecteurs, mais leur réservoirs biologiques naturels semblent être des micromammifères forestiers, et de grands mammifères tels que les cervidés et les sangliers. Des oiseaux peuvent en être aussi porteurs, mais aussi des animaux domestiques (des moutons surtout peuvent être infectés), développant certains symptômes proches de ceux qui s'expriment chez l'homme (ex : érythème migrant développé par des lapins auquels B. burgorferi a été expérimentalement inoculé en laboratoire).
Les maladies causées par les borrélies sont nommées des borrélioses.

Plusieurs espèces de borrélies (4 au moins) infectent aisément certaines parties de l'organisme humain, car déjouant son dispositif immunitaire, surtout pour B. burgdorferi qui est particulièrement mobile et en particulier, dans les milieux assez visqueux qu'ils infectent, énormément plus rapide et mobiles que les globules blancs macrophages qui leur font la chasse.

Elles sont responsables de maladies qu'on sait désormais soigner, mais qui peuvent être graves, ou alors mortelles si elles ne sont pas traitées tôt, ce qui est rendu complexe par des symptômes peu spécifiques (la maladie est fréquemment confondue avec une grippe, une crise de paludisme ou un rhumatisme).
Certaines de ces maladies sont des maladies émergentes ou sont d'intérêt épidémiologique, car posant des problèmes croissants de santé publique :

Ce sont des bactéries spiralées, microaérophiles, Gram-négatives qui prennent mieux les colorations que d'autres spirochètes.
Mesurant de 20 à 30 μm et d'environ 0, 4 μm de diamètre, elles sont comparé à d'autres spirochètes, plutôt grandes (visibles au microscope optique, à fort grossissement), et elles ont assez peu de spirales. Cependant, dans la tique comme dans le corps humain, leur taille et le nombre de ces spirales fluctue fortement selon la bactérie et selon son âge, et semble-t-il selon ses conditions de développement ou pour des raisons mal comprises.
Des flagelles internes (7 à 11) lui permettent de se déplacer particulièrement rapidement dans les milieux ayant la consistance d'un gel, tandis qu'elle se meuvent mal dans un liquide fluide (comme l'eau ou la lymphe).
Leur croissance est lente. In vitro, elle est optimale à 33-35 °C, à condition d'être cultivée sur un gel de culture particulièrement riche.
On les trouve seules ou en groupe, quelquefois particulièrement nettement identifiables et quelquefois prenant d'autres formes (spiralée, mais recourbées en U, les deux branches du U pouvant s'entremêler en double hélice, ou en forme de très petit ver. Deux borrélies peuvent intimement s'accoler en s'enroulant l'une autour de l'autre, puis rapidement se séparer (à la manière de la double spirale d'ADN). Ceci pourrait favoriser des échanges génétiques, mais ce n'est pas démontré. Elles font partie des bactéries les plus mobiles et rapides lorsqu'elle s sont dans un milieu ayant la consistance d'un gel.
Elles semblent aussi capables de totalement changer de forme et de se couper en petit morceaux (encore vivants), et de former des «granules» (ou «coccoïdes») qui seraient l'une de leurs phases de latence. Sous cette forme il est envisageable qu'elles échappent au dispositif immunitaire ainsi qu'à la détection classique par observation microscopique. Exposées in vitro à des antibiotiques, elles peuvent former des granules (en quelques heures) et s'y protéger, ce qui pourrait expliquer l'échec de nombreux traitements, qu'il est indispensable de répéter, et peut-être certains symptômes chroniques.
Les borrélies peuvent usurper et exploiter une protéine (Salp15) naturellement présente dans la salive de leur tique vectrice pour favoriser l'invasion de leur hôte vertébré. Le taux de cette protéine chez la tique est augmenté lorsque la tique est infectée, et les borrélies se montrent capables (in vitro et in vivo) de s'enduire le corps de cette protéine qui les protègent de nos globules blancs [2].

Article détaillé : Spirochètes.

Génome inhabituel

Fait exceptionnel chez les procaryotes, le génome de l'ensemble des Borrelia se compose d'un chromosome linéaire, dont la taille est comprise entre 900 000 et 920 000 paires de bases, et de plusieurs plasmides circulaires et linéaires (certaines espèces contiennent jusqu'à 20 plasmides différents).
L'ADN linéaire est terminé par des structures fermées de façon covalente, nommées télomères. Une protéine, la résolvase de télomère (ResT) intervient dans la formation de ces structures [3].


Le génome de Borrelia burgdorferi a été séquencé ; Il se compose d'un chromosome linéaire (de 910 725 pb) accompagné de 17 plasmides linéaires et circulaires (dont la taille combinée est de plus de 533 000 pb). L'analyse du génome du principal chromosome a permis l'identification de 853 gènes [4][5].

Les borrélies (et autres spirochètes) ont du développer diverses stratégies adaptatives, dont au niveau génétique, pour pouvoir infecter des hôtes aussi différents que des invertébrés (dont acariens), des mammifères à sang chaud et des vertébrés à sang froid tels que les reptiles.
Ainsi certains gènes de B. burgdorferi sont-ils exprimés préférentiellement selon que la borrélie se développe dans une tique ou dans un hôte vertébré. Des chercheurs néerlandais ont noté que B. burgdorferi modifiait aussi l'expression de gènes spécifiques de la tique Ixodes scapularis (gènes TROSPA et salp15) en facilitant ainsi sa survie dans la tique et au cours de la transmission à un autre hôte. Une meilleure connaissance des protéines pilotées par ces gènes permettra peut-être de produire un vaccin prévenant la transmission de B. burgdorferi ou d'autres microbes véhiculés par les tiques[6]. Une des lipoprotéines (OSPA) a été cristallisée et structurellement caractérisée [7], [8] et a fait l'objet d'essais pour un vaccin contre la maladie de Lyme, avant même qu'on en connaisse la fonction[9].

Résistance inhabituelle

Les borrélies comptent parmi les bactéries les plus rapides lorsqu'elle s sont dans un milieux de type «gel». Représentation schématique du dispositif de flagelles internes d'un spirochète : 1) Enveloppe de la bactérie, 2) cytoplasme, 3) Flagelle interne 4) point d'attache d'un flagelle)

Les borrélies disposent de divers moyens, toujours mal compris, d'échapper au dispositif immunitaire de leur hôte. Elles peuvent aussi dans certaines conditions résister aux traitements antibiotiques (chez l'homme comme chez l'animal (ex : souris[10], chien[11], ponneys[12]) et in vivo, comme in vitro[13]) et se développer après une phase d'apparente guérison [14]

Ces facteurs pourraient - au moins pour partie - expliquer des réinfections souvent récurrentes avec les spirochètes, et le caractère fréquemment récurrent des symptômes entrecouppés de phase de dormance apparente du microbe et l'inefficacité de certaines thérapies dans le cas de borrélioses [23]

Pouvoir pathogène

Les Borrelia sont véhiculés par des arthropodes piqueurs (tiques et/ou poux). Sur les 36 espèces de borrélies connues, 12 sont pathogènes pour l'homme ; causant la maladie de Lyme ou d'autres types de borrélioses.
Un même vecteur (tique généralement) peut inoculer plusieurs espèces différentes de borrélies à un même patient. Leur diversité génétique est en outre importante, et il existe de probables susceptibilités génétique chez les humains infectés. Ces 3 facteurs contribuent probablement à expliquer la grande variété et variabilité des symptômes chez les patients victimes de borrélioses. Une grande partie des borrélioses sont asymptomatiques ou guérissent spontanément. Une part toujours mal évaluée est responsable de maladies graves et invalidantes, fréquemment complexes à détecter dans leur premier stade (tandis qu'elle est à ce moment facile à soigner par un simple traitement antibiotique), d'autant qu'une partie des tests disponibles ne détectent pas l'ensemble des borrélies ou sont d'interprétation complexe (en cas de co-infection surtout). De plus, certains symptômes peuvent n'apparaître que des années après la piqure de tique.

Habituelles co-infections : elles semblent pouvoir être expliquées, au moins en partie par la pathogénicité de certaines borrélies. Elles sont sous-estimées et fréquemment non-déctées car non recherchées. Elles impliquent par exemple plusieurs souches de borrélies, ou une ou plusieurs souches de borrélies co-infectant l'organisme avec des bartonella ou des ehrlichia ou d'autres bactéries qui pourraient profiter de la déplétion immunitaire induite par la piqure de tique puis la maladie de Lyme. Lors d'une étude épidémiologique nord-américaine, Bartonella henselæ a ainsi été trouvée en co-infection avec une borrélie chez 22 patients sur 327 testés pour les principales maladies à tiques. Un plus grand nombre de patients étaient d'ailleurs positifs pour Bartonella henseine (92 sur 327) que pour B burgdorferi (64 sur 327). Ces chiffres sont corrélés avec les taux d'infection détectés chez les tiques analysées sur cette zone en 2001. Dans ce cas seuls 83 % des patients présentant une PCR positive aux Bartonella présentaient aussi des anticorps. Un patient co-infecté par les deux pathogènes (Bartonella et borrélie) a développé une complication sarcoïdienne [24].

Fièvres récurrentes

Maladie de Lyme

Article détaillé : Maladie de Lyme.

Quatre de la trentaine d'espèces du complexe Borrelia burgdorferi lato sensu causent chez l'homme la maladie de Lyme, transmise en Europe par des piqûres de tiques du genre Ixodes qui se sont préalablement contaminées sur des animaux malades. À partir du point de pénétration cutanée, ces borrélies vont migrer dans la peau autour de la plaie, et ensuite diffuser dans l'organisme, pour se localiser dans différents organes. Dans l'ensemble des cas, le stade primaire de la maladie est le plus souvent signalé par une tâche rouge de taille croissante (érythème migrant) apparaissant autour de la piqûre, puis par un état grippal (frissons, fièvre, maux de tête) passager.
Sans traitement, le stade suivant est associé à des complications neurologiques, des douleurs musculaires et quelquefois à une inflammation cardiaque. Au stade tertiaire (6 mois à deux ans après l'infection), la maladie évolue vers une arthrite chronique, une démyélinisation des neurones accompagnée de symptômes évoquant la maladie d'Alzheimer et/ou la sclérose en plaque. Le troisième stade est une aggravation du précédent, pouvant conduire à la mort. B. garinii cible plutôt le dispositif nerveux (symptômes neurologiques), les arthrites sont plutôt dues à B. burgdorferi s. str.  ; tandis que l'ACA évoque B. afzelii. Ces quatre espèces pathogènes sont présents en Europe. Seule B. burgdorferi s. str. semble présente aux États-Unis[26].

Le traitement recommandé est à base d'antibiotiques de type tétracycline. Hélas, lorsque la maladie est installée, dans un certain nombre de cas, un certain nombre de bactéries résistent au traitement, et les symptômes peuvent réapparaître après une apparente guérison. A titre d'exemple, sur 165 patients traités pour une borréliose de Lyme en phase 2 ou 3, et malgré 3 mois ou plus de traitement antibiotique (dont au minimum deux semaines de ceftriaxone), 32 ont fait une rechute ou abritaient toujours des borrélies dans leur organisme[27].

Principales espèces (ordre alphabétique)

Borrelia burgdorferi senso lato sert à désigner un «complexe» de plus de 20 espèces de borrélies (dont quatre sont des pathogènes avérés pour l'humain)  :

  1. Borrelia afzelii (Canica et al. 1994)  : pathogène pour l'homme, responsable ou co-responsable de la maladie de Lyme en Europe et Asie.
  2. Borrelia anserina (Sakharoff 1891) Bergey et al. 1925 : pathogène pour les oiseaux, transmise par des tiques du genre Argas et Ornithodorus .
  3. Borrelia burgdorferi (Johnson et al. 1984)  : pathogène pour l'homme, cette bactérie est la première à avoir été isolée (en 1982 uniquement) comme agent de la maladie de Lyme. Elle est en particulier présente en Amérique du Nord, mais également, avec d'autres, responsable de la maladie de Lyme en Europe. Elle est transmise en Europe essentiellement par Ixodes ricinus ainsi qu'aux États-Unis par Ixodes dammini.
  4. Borrelia coriaceæ (Johnson et al. 1987).
  5. Borrelia duttoni (Novy & Knapp 1906) Bergey et al. 1925)  : pathogène pour l'homme chez lequel elle cause des fièvres récurrentes dites «à tiques». Elle est supposée toujours ou presque transmise par des tiques Ornithodorus .
  6. Borrelia garinii (Baranton et al. 1992), pathogène pour l'homme et responsable ou co-responsable de la maladie de Lyme en Europe et Asie.
  7. Borrelia hermsii  : pathogène pour l'homme (fièvre récurrente, avec des symptômes proches de ceux des fièvres induites par B. recurrentis , mais avec d'avantage de rechutes et et mortalité supérieure). Ce spirochète est a priori fréquemment transmis par des tiques Ornithodorus qui s'infectent en faisant leur repas sur des espèces-réservoir (des rongeurs).
  8. Borrelia lustitaniæ (Johnson et al. 1986).
  9. Borrelia parkeri  : le réservoir sont des rongeurs, la bactérie (pathogène) peut être transmise à l'homme par l'intermédiaire de tiques.
  10. Borrelia recurrentis (Lebert 1874) (Laveran 1903) Bergey et al. 1925 : pathogène pour l'homme, responsable ou co-responsable de fièvres récurrentes (moins violentes et plus rarement mortelles que celles induites par B. hermsii).
  11. Borrelia spielmani (Canica et al. 1995), pathogène pour l'homme. C'est l'agent de fièvres récurrentes transmises non par des tiques mais par le pou Pediculus humanus, ou de la maladie de Lyme. [28].
  12. Borrelia valaisiana (Sakharoff 1893), pathogène pour l'homme, responsable ou co-responsable de la maladie de Lyme[28].

Ennemis naturels

Les borrélies peuvent être attaquées par les globules blancs, quelquefois peu efficaces, mais également par des virus bactériophages, dits «phages», qui sont toujours mal connus mais qui ont pu être observés et photographiés[29].

Voir aussi

Liens externes

Bibliographie

Notes et références

  1. Anda P, Sánchez-Yebra W, del Mar Vitutia M, Pérez Pastrana E, Rodríguez I, Miller NS, Backenson PB, Benach JL. A new Borrelia species isolated from patients with relapsing fever in Spain.  ; The Lancet. 1996 Jul 20;348 (9021)  :162-5.  ; PMID :8684157 Résumé PubMed
  2. Patricia Rosa ; Lyme disease agent borrows a practical coat ; Nature Medicine 11, 831 - 832 (2005)  ; Doi :10.1038/nm0805-831
  3. Kobryn, K., and G. Chaconas. 2002. ResT, a telomere resolvase encoded by the Lyme disease spirochete. Mol Cell 9 :195-201
  4. Casjens, S., N. Palmer, R. van Vugt, W. M. Huang, B. Stevenson, P. Rosa, R. Lathigra, G. Sutton, J. Peterson, R. J. Dodson, D. Haft, E. Hickey, M. Gwinn, O. White, and C. M. Fraser. 2000. A bacterial genome in flux : the twelve linear and nine circular extrachromosomal DNAs in an infectious isolate of the Lyme disease spirochete Borrelia burgdorferi. Mol Microbiol 35 :490-516.
  5. Fraser, C. M., S. Casjens, W. M. Huang, G. G. Sutton, R. Clayton, R. Lathigra, O. White, K. A. Ketchum, R. Dodson, E. K. Hickey, M. Gwinn, B. Dougherty, J. F. Tomb, R. D. Fleischmann, D. Richardson, J. Peterson, A. R. Kerlavage, J. Quackenbush, S. Salzberg, M. Hanson, R. van Vugt, N. Palmer, M. D. Adams, J. Gocayne, J. Weidman, T. Utterback, L. Watthey, L. McDonald, P. Artiach, C. Bowman, S. Garland, C. Fuji, M. D. Cotton, K. Horst, K. Roberts, B. Hatch, H. O. Smith, and J. C. Venter. 1997. Genomic sequence of a Lyme disease spirochæte, Borrelia burgdorferi. Nature 390 :580-6.
  6. Hovius JW, van Dam AP, Fikrig E. (Université d'Amsterdam)  ; 2007 Tick-host-pathogen interactions in Lyme borreliosis ; Trends Parasitol. 2007 Sep;23 (9)  :434-8. Epub 2007 Jul 25.
  7. Li, H., Dunn, J. J., Luft, B. J. & Lawson, C. L.  ; Crystal structure of Lyme disease antigen outer surface protein A complexed with an Fab; Proc. Natl Acad. Sci. USA 94, 3584–3589 (1997)
  8. Baril, C., Richaud, C., Baranton, G. & Saint Girons,  ; Linear chromosome of Borrelia burgdorferi ; I. Res. Microbiol. 140, 507–516 (1989)
  9. Alan G. Barbour & Wolfram R. Zückert ; Genome sequencing : New tricks of tick-limite pathogen ; Nature 390, 553-554 (11 December 1997) ; DOI :10.1038/37475
  10. E. Hodzic et al.  ; 2008 Persistence of Borrelia burgdorferi Following Antibiotic Treatment in Mice; Antimicro Agents Chemother, 52 (5)  :1728-1736.
  11. Straubinger RK. 2000 PCR-based quantification of Borrelia burgdorferi organisms in canine tissues over a 500-day postinfection period Journal of Clinical Microbiology, 38 (6)  :2191-2199
  12. Chang YF et al.  ; 2005 Antibiotic treatment of experimentally Borrelia burgdorferi-infected ponies. Vet Microbio, 107 (3-4)  :285-294.
  13. Hunfeld KP t al.  ; 2005 In Vitro Susceptibility Testing of Borrelia burgdorferi Sensu Lato Isolates Cultured from Patients with Erythema Migrans before and after Antimicrobial Chemotherapy Antimicro Agents Chemother, 49 (4)  :1294-1301.
  14. Relapse/Persistence of Lyme Disease Despite Antibiotic Therapy (publié 18 juillet 2008, consulté 2009 04 01), 13 pages, pdf
  15. Ovcinnikov NM; Delectorsku VV. Current concepts of the morphology and biology of Treponema pallidum based on electron microscopy. British Journal of Venereal Diseases, 47 :315-328.1971.
  16. Alban PS; Johnson PW; Nelson DR. Serum-starvation-induced changes in protein synthesis and morphology of Borrelia burgdorferi. Microbiology, Jan;146 (Pt 1)  :119-27.2000
  17. Brorson O; Brorson S. A rapid method for generating cystic forms of Borrelia burgdorferi, and their reversal to mobile spirochetes. APMIS, 106 (12)  :1131-1141.1998.
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  20. Brorson O; Brorson S. A rapid method for generating cystic forms of Borrelia burgdorferi, and their reversal to mobile spirochetes. APMIS, 106 (12)  :1131-1141.1998.
  21. Brorson O; Brorson S. In vitro conversion of Borrelia burgdorferi to cystic forms in spinal fluid, and transformation to mobile spirochetes by incubation in BSK-H medium. Infection, 26 (3)  :144-50.1998
  22. Brorson O; Brorson SH. Transformation of cystic forms of Borrelia burgdorferi to normal mobile spirochetes. Infection, 25 :240-6.1997
  23. Alban PS; Nelson DR. Serum starvation-induced cyst formation in Borrelia burgdorferi under defined conditions. Exposé présenté en 1999 lors de l'Mondial Conference on Lyme disease à Munich (Allemagne)
  24. Lesley Ann Fein, MD, MPh.  ; Cat-Scratch Disease--A New Tick-Limite Disease ? Journal of Spirochetal and Tick-Limite Diseases. Vol. 9, No. 1, 2002. pp. 23-25
  25. Rebaudet S, Parola P. Epidemiology of relapsing fever borreliosis in Europe ; FEMS Immunol Med Microbiol ; 2006 Oct;48 (1)  :11-5.  ; PMID :16965346 (Résumé PubMed)
  26. Page de l'Institut Pasteur sur la maladie de Lyme consultée 2008 03 18
  27. J. Oksi et al.  ; 1999 ; Borrelia burgdorferi detected by culture and PCR in clinical relapse of disseminated Lyme Borreliosis. Annals of Medicine, 31 (3)  :225-32
  28. Degeilh, B. (2007). Données principales à la base des mesures préventives. Médecine et maladies infectieuses, doi : 10.1016/j. medmal. 2006.01.031
  29. Christian H. Eggers, Betsy J. Kimmel, James L. Bono, Abdallah F. Elias, Patricia Rosa, et D. Scott Samuels; Transduction by phi BB-1, a Bacteriophage of Borrelia burgdorferi ; Journal of Bacteriology, August 2001, p. 4771-4778, Vol. 183, No. 16 0021-9193/01/04.00+0 ; DOI :10.1128/JB. 183.16.4771-4778.2001 ; American Society for Microbiology. (article complet, contenant des photos du phage)


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