Biocontrôle de la colibacillose aviaire par les bactériophages

Biocontrol of avian colibacillosis by bacteriophages

• Auteur / Autrice : Marianne Nicolas
• Direction : Catherine Schouler
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé. Microbiologie
• Date : Soutenance le 21/09/2023
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Infectiologie et santé publique (Tours)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Lanotte
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Clara Torres-Barcelo, Virginie Hervé
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Charles Dozois, Rémy Froissart

Mots clés

Mots clés contrôlés

Poulets -- Élevage

Antibiotiques en médecine vétérinaire

Phagothérapie

Bactériophages

Résistance aux antibiotiques

Escherichia coli

Lutte biologique contre

Colibacillose

Mots clés libres

Colibacillose aviaire

Escherichia coli

Bactériophages

Phagothérapie

Gallus gallus

Colibacillosis

Escherichia coli

Bacteriophages

Phage therapy

Gallus gallus

Résumé

La colibacillose aviaire, principale maladie bactérienne des volailles et responsables d'importantes pertes économiques au sein de l'industrie avicole, est causée par certaines souches d'Escherichia coli nommées APEC pour avian pathogenic E. coli. Le traitement de cette pathologie repose essentiellement sur l'antibiothérapie, favorisant l'émergence de souches multirésistantes aux antibiotiques. Par ailleurs, les vaccins disponibles sont peu efficaces pour protéger les troupeaux contre l'importante diversité génétique des souches circulantes. Ainsi, l'utilisation des bactériophages (phages) comme alternative médicamenteuse apparaît comme prometteuse. Ce travail propose d'évaluer le potentiel des phages en tant qu'agents de biocontrôle des APEC. La caractérisation morphologique et génétique d'une collection de 19 phages a permis d'observer leur distribution au sein de 9 genres taxonomiques, dont un nouveau créé à partir de l'un d'entre eux, le genre Nouzillyvirus. La collection de phages était active envers 67% d'un panel de souches APEC représentatives de leur diversité. L'efficacité des phages pour prévenir ou traiter la colibacillose chez les poussins d'une semaine a été évaluée en testant différentes combinaisons (cocktails) de phages et différents modes d'administration. L'impact des phages sur le développement de la pathologie, la charge intestinale de la souche APEC inoculée, la biodistribution des phages et le développement de résistance aux phages ont été déterminés. Un cocktail composé de 4 phages de 4 genres différents, inoculé au stade embryonnaire, présentent les résultats les plus encourageants. Bien que n'ayant pas réduit la mortalité des jeunes oiseaux, les phages ont permis d'empêcher l'apparition de l'infection chez les survivants et de réduire d'un log la charge intestinale de la souche APEC. Etonnamment, seuls deux des quatre phages étaient détectés dans les organes des poussins survivants. Des clones réisolés à partir des caeca ont développé une résistance aux phages, mais, de façon intéressante, certains d'entre eux présentaient une altération dans leur virulence. Ainsi, ce travail rapporte de nouvelles données sur la phagothérapie dans le biocontrôle de la colibacillose aviaire. Bien que prometteuse, l'application des phages nécessite encore des améliorations pour être totalement efficace.

Avian colibacillosis, the main bacterial disease in poultry and responsible for major economic losses in the poultry industry, is caused by some specific strains of Escherichia coli named APEC for avian pathogenic E. coli. The treatment of this disease relies mainly on antibiotic therapy, leading to the emergence of multidrug-resistant strains. Furthermore, the available vaccines are not very effective to protect the flocks against the high genetic diversity of circulating strains. Thus, the use of bacteriophages (phages) as a drug alternative appears promising. The aim of this study was to evaluate the potential of phages as biocontrol agents of APEC. Morphological and genetic characterization of a collection of 19 phages revealed their distribution within 9 taxonomic genera, including a new one created from one of them, the genus Nouzillyvirus. The phage collection was active against 67% of a panel of APEC strains representative of their diversity. The efficacy of phages in preventing or treating colibacillosis in one-week-old chicks was assessed by testing different combinations (cocktails) of phages and different administration routes. The impact of phages on the development of the pathology, the intestinal load of the inoculated APEC strain, the biodistribution of phages and the development of phage resistance were determined. A cocktail of 4 phages from 4 different genera, inoculated at the embryonic stage, showed the most promising results. Although the phages administration did not reduce mortality of the young birds, they prevented the onset of infection in surviving chicks and reduced the intestinal load of the APEC strain by one log. Surprisingly, only two out of the four phages were detected in the organs of the surviving chicks. Clones re-isolated from the caeca have developed phage resistance, but interestingly, some of them showed an alteration in their virulence. Indeed, this work reports new data on phage therapy for the biocontrol of avian colibacillosis. Although promising, the application of phages still requires improvement to be fully effective.