Ulcère de Buruli

Du nouveau sur l'écologie et la transmission de
Mycobacterium ulcerans

Laurent Marsollier,1 Pierre Legras,2 Anne-Lise Manceau,1 Jean-Paul Saint André,3 Jacques Aubry,4 Raymond Robert,5 Henri Kouakou,6 Bernard Carbonnelle1

Mycobacterium ulcerans est l'agent responsable de l'ulcère de Buruli. La prévalence de cette maladie qui provoque des ulcérations cutanées invalidantes est en constante augmentation en Afrique de l'Ouest, où elle est devenue la mycobactériose la plus fréquente après la tuberculose et la lèpre. Actuellement, le seul traitement de cette maladie est chirurgical. Le réservoir du germe ainsi que sa transmission à l'homme sont mal connus. Cependant, les milieux humides semblent jouer un rôle prépondérant dans la transmission du bacille.
Depuis 1999, on suspecte des punaises d'eau d'être un vecteur du bacille (1). Dans ce contexte, l'objectif de notre travail consiste à déterminer le rôle de ces insectes dans la transmission de M. ulcerans. Celle-ci a été étudiée avec des punaises aquatiques (Naucoris cimicoides) capturées dans des marécages de l'ouest de la France (2,3). Ces insectes piqueurs ont été infectés par M. ulcerans lors d'un repas constitué d'une larve d'insecte, artificiellement contaminée par 106 bacilles. Deux semaines après le repas, dix souris anesthésiées sont piquées par ces insectes à l'extrémité de leur queue. Entre 2 et 3 mois après la morsure, 7 souris ont présenté, au point de piqûre, une infection à M. ulcerans. L'étude immuno-histochimique montre que les bacilles sont présents uniquement dans les glandes salivaires des insectes. Il a été démontré que, contrairement à d'autres mycobactéries, M. ulcerans peut persister et se multiplier dans les glandes salivaires. Dans les mêmes conditions, des insectes ont été contaminés par d'autres mycobactéries, mais jamais il n'a été retrouvé de bacilles dans les glandes salivaires. Suite à ces résultats, nous avons voulu comprendre comment ces insectes pouvaient se contaminer dans l'environnement.
Depuis les travaux de l'Ouganda Buruli Group, on a suspecté que des végétaux aquatiques pouvaient héberger le Mycobacterium. Alors, in vitro, nous avons étudié les relations entre M. ulcerans et des végétaux aquatiques. Dans un premier temps, nous avons étudié l'effet d'extrait de végétaux aquatiques sur M. ulcerans. Pour cela, nous avons ajouté des extraits dans le milieu de culture 12 B. Régulièrement, l'index de croissance a été mesuré grâce à l'appareil Bactec 460. Ainsi, nous avons pu montrer que la croissance de M. ulcerans était stimulée par les extraits. En effet, dans nos conditions expérimentales, le temps de génération peut être diminué d'un facteur 1,5 (figure 1).
Cette stimulation pourrait être due à un apport supplémentaire de nutriments en terme de qualité et de quantité mais aussi par l'apport de facteurs de croissance produits par les végétaux aquatiques. Aussi, comme nous l'avons écrit précédemment (2), M. ulcerans peut former des biofilms sur les végétaux (figure 2). Cette formation peut expliquer en partie une meilleure croissance du bacille puisque différentes études, ont montré que les bactéries contenues dans des biofilms se multipliaient plus vite que les bactéries planctoniques. On peut supposer que ces formations permettent de créer des conditions écologiques favorables à un meilleur développement du bacille (pH; taux d'oxygène, de gaz carbonique).
Concernant les autres mycobactéries (M. chelonei, fortuitum, marinum, kansasii) nous n'avons pas pu mettre en évidence une stimulation de leur croissance en présence d'extraits de végétaux.. Cependant, nous avons montré par microscopie électronique à balayage que ces mycobactéries pouvaient, elles aussi, former des biofilms sur les végétaux. Ces résultats suggèrent que dans l'environnement M. ulcerans puisse se développer à la surface des végétaux aquatiques.
Mais lorsque l'on met des punaises aquatiques en présence d'une suspension de M. ulcerans ou en présence de végétaux sur lesquels M. ulcerans a formé des biofilms, il n'est pas possible de contaminer les insectes. Il doit donc exister un hôte intermédaire.
Les Naucoridae sont exclusivement des carnivores dont les proies phytophages pourraient être infectées et représenter un maillon intermédiaire. Nous avons donc pensé aux mollusques aquatiques qui sont connus pour être les hôtes de nombreux micro-organismes. Nous avons en effet mis en évidence que des mollusques qui se nourrissent de végétaux aquatiques recouverts d'un biofilm à M. ulcerans étaient contaminés transitoirement (figure 3). Des études histologiques ont montré que le bacille était présent uniquement dans le tractus digestif des mollusques. Leur ingestion au cours de cette période par des punaises d'eau favorisera, au sein des glandes salivaires, la multiplication et la propagation de M. ulcerans. Dans l'environnement, les escargots d'eau pourraient jouer ce rôle dans la contamination des insectes.
Ces données expérimentales, nous permettent de suggérer un schéma de contamination (figure 4). Cette hypothèse de transmission a été partiellement vérifiée, puisque dans l'environnement nous avons montré, par PCR, que des végétaux et des mollusques aquatiques pouvaient être contaminés par M. ulcerans. De plus, par culture, nous avons isolé le Mycobacterium à partir de glandes salivaires d'insectes.
Dans l'avenir nous souhaitons pouvoir vérifier notre hypothèse dans différentes zones d'endémie.

Références
1) P. Elsen et coll.- Les punaises aquatiques interviennent-elles dans l'épidémiologie de l'ulcère de Buruli en Afrique de l'Ouest ? Bull ALLF no 4, dec. 1999, p 22.
2) L. Marsollier et coll. - Rôle des punaises d'eau dans la transmission de M.ulcerans. Bull ALLF no 10, janv. 2002, 23-25.
3) L. Marsollier and coll. - Aquatic insects as a vector for M. ulcerans. Applied and Environnemental Microbiology, sept. 2002, 4623-28.

1Laboratoire de Bactériologie-Virologie-Hygiène, CHU, 49033 Angers. 2Animalerie hospitalo-universitaire, rue Haute de reculé, 49000 Angers. 3Laboratoire d'Anatomie Pathologique, CHU, 49033 Angers. 4INSERM U.463, Institut de Biologie & Faculté de Pharmacie, 44035 Nantes. 5Laboratoire de Parasitologie, Faculté de Pharmacie, 49000 Angers. 6Laboratoire de Bactériologie, Institut Raoul Follereau, Adzopé, Côte d'Ivoire.