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Ces quinze dernières années, de nouvelles espèces apparentées aux Chlamydia ont été découvertes au sein d'amibes libres. Leur capacité à se multiplier dans ces phagocytes professionnels suggère qu'elles sont aussi résistantes à d'autres cellules phagocytaires comme les macrophages alvéolaires et qu'elles peuvent être d'excellentes candidates comme nouveaux agents de pneumonie. Des preuves croissantes du rôle causal de ces bactéries apparentées aux Chlamydia dans les pneumonies ont été apportées ces cinq dernières années. Ainsi, Simkania paraît être un agent de pneumonie et de bronchiolite alors que Parachlamydia est un probable agent de pneumonie communautaire et de pneumonie d'inhalation. Cependant, leur rôle pathogène reste sous-estimé puisque ces bactéries intracellulaires obligatoires ne sont pas détectées en culture avec les milieux utilisés habituellement.
Les amibes libres sont présentes dans le monde entier, principalement au niveau de l'eau, dans les biofilms et aux interfaces. Ces protozoaires se nourrissent principalement de bactéries par phagocytose. Au fil de l'évolution, certaines espèces bactériennes sont devenues résistantes à ces phagocytes professionnels.1 Ces bactéries, non digérées par les amibes, peuvent être lytiques pour leurs hôtes ou au contraire se comporter comme de véritables endosymbiontes qui ne peuvent se répliquer qu'à l'intérieur des amibes libres. Ces dernières servent alors de réservoir pour les bactéries internalisées. Véritables «Chevaux de Troie», les amibes libres protègent les bactéries qu'elles hébergent des premières lignes de défense immunitaires1 et de certains produits désinfectants comme le chlore auquel l'amibe résiste lorsqu'elle est enkystée. Elles jouent aussi un rôle dans la transmission des intracellulaires d'amibes en produisant des vésicules remplies de bactéries.2,3 Enfin, les amibes représentent un berceau évolutif pour les microbes internalisés. En effet, des adaptations génétiques réciproques ont lieu depuis des millions d'années, amenant les amibes à améliorer leur potentiel microbicide et les proies à développer une stratégie leur permettant de survivre au sein des amibes. Vu la similarité entre la machinerie microbicide des amibes et des macrophages, certaines stratégies développées par les bactéries pour résister aux amibes leur permettent aussi de survivre à l'intérieur des macrophages alvéolaires. Ainsi, les espèces résistantes aux amibes sont d'excellentes candidates comme nouveaux agents de pneumonie.
Cet article a pour but de faire une synthèse des connaissances sur un type particulier d'intracellulaires d'amibes, les bactéries apparentées aux Chlamydia, dont le rôle en tant qu'agent de pneumonie est de plus en plus reconnu.
L'ordre des Chlamydiales ne comprenait encore récemment qu'une seule famille de bactéries intracellulaires (Chlamydiaceae) et seulement quelques espèces (C. trachomatis, C. pneumoniae, C. psitacci) pathogènes pour l'homme.4 Les Chlamydiales étaient alors considérées comme un ordre monophylétique clairement distinct des autres bactéries connues. Cette vision fut bouleversée ces dernières années par trois découvertes importantes. En 1990, un organisme apparenté aux Chlamydia fut isolé à partir d'un ftus de bovin avorté.5 Ce microorganisme, appelé Waddlia chondrophila, représente la seule espèce d'une nouvelle famille, les Waddliaceae. Puis, en 1993, des bactéries possédant un cycle vital semblable au cycle de développement des Chlamydia furent découvertes.6 Ces bactéries, nommées Simkania negevensis, ont été classées dans la famille des Simkaniaceae. Enfin, en 1994, Michel et coll. découvrirent des endosymbiontes d'amibes libres 7 dont les stades de développement et l'homologie de séquences de l'ARN ribosomique 16S démontrèrent leur affiliation à l'ordre des Chlamydiales. Ces bactéries, appelées Parachlamydia acanthamoebae,8 sont l'une des trois espèces de Parachlamydiaceae. Waddliaceae, Simkaniaceae et Parachlamydiaceae (tableau 1) ont été regroupés sous le nom de «Chlamydia-like» au vu de leur homologie de séquence avec les Chlamydia. Cependant, ce terme n'est pas idéal car, bien que ces nouvelles bactéries aient certains points communs avec les Chlamydia, elles sont aussi très différentes, ayant divergé des Chlamydiaceae il y a plus de 700 millions d'années.9
Le tableau 2 décrit certaines différences majeures entre les Parachlamydiaceae et les Chlamydiaceae. Puisque la capacité à survivre dans les amibes est une spécificité de ces nouvelles familles de Chlamydiales, un terme plus approprié est celui de «Chlamydiales résistantes aux amibes» (en anglais, Amoebae-resisting Chlamydiales).
Les Parachlamydiaceae sont des bactéries intracellulaires obligatoires présentes naturellement au sein des amibes libres (figure 1). Leur cycle de réplication est semblable aux Chlamydiaceae, comprenant toutefois en plus des corps élémentaires et réticulés un troisième stade, le corps en croissant (particule infectante) qui paraît spécifique des Parachlamydiaceae.3
Comme les Chlamydia, Parachlamydia peut entrer et se multiplier au sein des macrophages.10 Cependant, contrairement à C. pneumoniae, Parachlamydia induit la mort des macrophages par apoptose, suggérant que les macrophages ne peuvent pas servir de niche réplicative ou de foyer de persistance. Comme d'autres bactéries intracellulaires obligatoires, incapables de se multiplier en dehors des cellules, les Parachlamydiaceae possèdent une enzyme impliquée dans le parasitisme énergétique par échange d'ADP bactérien contre de l'ATP cellulaire.9 De plus, au moins l'un de ses représentants possède un transporteur d'électron unique dans le monde des bactéries.11 Ainsi, la biologie très particulière des Parachlamydiaceae justifie à elle seule l'intérêt porté par de nombreux scientifiques pour ces bactéries découvertes très récemment.
Le premier indice de l'importance clinique des Chlamydiales résistantes aux amibes a été apporté par la découverte d'une souche de Parachlamydia dans une amibe isolée de l'eau d'un humidificateur lors de l'investigation d'une épidémie de fièvre dans une imprimerie.12 A cette occasion, Birtles et coll. ont fait une étude sur les sérums de patients atteints de pneumopathies communautaires de cause indéterminée et ont détecté des anticorps dirigés contre Parachlamydia chez deux patients.12 Dans un autre travail,13 1,6% des cas de pneumonies (n = 121) et 2,35% des patients souffrant de pneumopathies communautaires se sont révélés séropositifs vis-à-vis de Parachlamydia acanthamoebae. Enfin, dans une étude incluant des patients hospitalisés aux soins intensifs, hautement exposés aux aérosols et par conséquent aux intracellulaires d'amibes, des anticorps (titre O 1:100) dirigés contre Parachlamydia ont été détectés chez 13% des patients.14 Les trois patients séronégatifs à l'admission et qui ont développé des anticorps spécifiques en cours de séjour souffraient tous d'une pneumonie d'inhalation consécutive à une broncho-aspiration survenue suite à un traumatisme cranio-cérébral avec perte de connaissance.14
En plus de ces données épidémiologiques et sérologiques, il existe des indices moléculaires appuyant l'hypothèse du rôle des Chlamydiales résistantes aux amibes dans les infections respiratoires. Ainsi, des séquences de l'ARNr 16S ont été amplifiées à partir d'échantillons prélevés au niveau des muqueuses nasales, pharyngées, ainsi qu'au niveau du tractus respiratoire inférieur de patients souffrant de bronchites ou de pneumopathies.15 Enfin, l'ADN de Parachlamydia a pu être amplifié de lavages bronchoalvéolaires,16,17 notamment chez un patient fortement immunosupprimé (VIH + avec 80 cellules CD4) et souffrant d'une pneumonie d'étiologie inconnue.
Aucune méthode diagnostique n'est commercialisée. En raison de la nature fastidieuse des Parachlamydiaceae, une approche moléculaire est probablement plus facile et moins coûteuse. Une approche sérologique peut également être utile, mais la sérologie nécessite des antigènes, qui ne peuvent être produits que par des laboratoires spécialisés. La sérologie est particulièrement précieuse pour la conduite d'études épidémiologiques, puisqu'elle apporte des informations sur un contact ancien ou actuel avec l'antigène.
La culture, bien que plus difficile, a l'avantage de mettre à disposition une souche, qui pourra à son tour être utilisée pour la sérologie (production d'antigène), la PCR (témoin positif) et l'immunohistochimie (production d'anticorps). Deux approches existent pour cultiver Parachlamydia. La première approche vise à isoler directement la bactérie en utilisant la coculture d'amibe, un système de culture cellulaire utilisant les amibes comme cellules. Le milieu de culture généralement utilisé ne contient pas de nutriments, ce qui réduit la croissance d'autres bactéries souvent présentes dans les échantillons cliniques physiologiquement non stériles. La seconde approche vise à isoler une amibe libre, qui est ensuite examinée pour la présence d'endosymbiontes. La culture d'amibes peut être effectuée en inoculant l'échantillon clinique sur une gélose supplémentée avec des entérobactéries (E. coli) qui leur servent de nourriture.
La sensibilité aux antibiotiques de Parachlamydia a été étudiée par coculture d'amibes et analyse de la présence ou absence de lyse amibienne en présence de concentrations croissantes de divers antibiotiques.18 Parachlamydia présente le même spectre de sensibilité aux antibiotiques que les Chlamydia, à l'exception d'une résistance aux quinolones. Le traitement d'une infection documentée devrait donc utiliser en première intention un macrolide. La résistance de Parachlamydia aux dérivés de la pénicilline et aux céphalosporines est significative, puisque ces antibiotiques sont fréquemment utilisés en première intention pour le traitement des bronchites et des pneumopathies communautaires.
Simkania negevensis est une bactérie intracellulaire détectée pour la première fois dans des inclusions cytoplasmiques de cellules Vero.6 Elle présente une forme réplicative qui ressemble au corps réticulé et une forme plus compacte semblable au corps élémentaire. Très peu de données sur la biologie de cette bactérie sont disponibles. Cependant, le séquençage du génome bactérien est en cours.
En Israël, la séroprévalence paraît importante puisque entre 55% et 80% des adultes testés avaient des anticorps dirigés contre Simkania.19 Au Canada, aux Etats-Unis et au Danemark, la séroprévalence est aussi élevée, témoignant de la présence des Simkaniaceae sur plusieurs continents.19 Simkania negevensis a été associé à des cas de pneumopathies communautaires chez les adultes.20 Ainsi, sur 308 patients avec pneumonies communautaires, huit (2,6%) ont présenté des indices sérologiques d'une infection aiguë.20 Simkania pourrait aussi jouer un rôle comme agent de bronchiolite chez des nourrissons.21 Ceci est particulièrement important au vu de la fréquence de l'exposition des nourrissons à de l'eau contaminée par ce pathogène, comme en témoignent les taux de séroprévalence élevés dès les premières années de vie.19 Enfin, Simkania est souvent retrouvé dans les infections polymicrobiennes chez les patients bronchopathes obstructifs chroniques et pourrait être impliqué dans l'aggravation de maladies pulmonaires obstructives chroniques.19,22
Un test ELISA a été mis au point pour détecter spécifiquement des anticorps dirigés contre Simkania negevensis.23 Par ailleurs, une immunofluorescence indirecte utilisant des bactéries purifiées comme antigène est développée à Lausanne. La PCR est particulièrement utile au diagnostic, en raison de sa très grande sensibilité. Bien que réservée aux laboratoires spécialisés, la culture cellulaire et la coculture d'amibes ont l'avantage de pouvoir également détecter d'autres bactéries intracellulaires.
S. negevensis, comme les Chlamydiaceae, sont sensibles aux macrolides et à la tétracycline.19 Cependant, Simkania est totalement résistant aux dérivés de la pénicilline.19 Ainsi, un traitement de macrolide paraît être une bonne option lorsqu'une infection par Simkania est documentée.
La découverte de nouvelles familles de Chlamydiales montre que cet ordre est varié et comprend de nouvelles espèces apparemment pathogènes pour l'homme. L'étude de la biologie de ces microorganismes va permettre de préciser les facteurs de virulence permettant à ces espèces de résister à la destruction par les amibes libres, ainsi qu'à la première ligne de défense de l'immunité innée, les macrophages. La présence d'un transporteur spécifique pour l'ATP,9 uniquement présent chez les bactéries intracellulaires, représente une cible thérapeutique potentielle, si la pathogénicité de ces espèces est confirmée. Pour prouver la pathogénicité de ces organismes, il faudrait mettre ces bactéries en évidence dans une lésion histologique par des techniques d'immunomarquage ou par hybridation avec des sondes fluorescentes (FISH). Cependant, le risque d'une ponction transbronchique n'étant pas négligeable, il est éthiquement discutable d'effectuer une telle biopsie chez des patients se présentant avec une pneumonie communautaire. Dans le futur, il faudra aussi définir les groupes à risque d'infections par ces organismes, et étudier particulièrement les personnes immunosupprimées et les enfants, qui présentent apparemment un risque accru d'infection pulmonaire due respectivement à Parachlamydia et à Simkania. Finalement, l'étude de ces bactéries apparentées aux Chlamydia peut potentiellement nous fournir de nouvelles armes pour étudier les Chlamydia. Ainsi, la récente découverte d'un îlot génomique comportant un système de conjugaison dans le génome de Protochlamydia 24 permet d'envisager le développement d'outils moléculaires pour l'étude de Chlamydia trachomatis et Chlamydophila pneumoniae.