Comment une bactérie permet de détecter d’anciennes morsures de tiques ?

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Les per­sonnes aimant se pro­me­ner en forêt sont sou­vent aver­ties du dan­ger que pré­sentent les mor­sures de tiques. En effet, la mor­sure de ces aca­riens peut conduire au trans­fert de micro-orga­nismes patho­gènes chez l’hu­main. Ces mor­sures peuvent pas­ser inaper­çues ou alors être confon­dues avec celles d’un insecte si la tique n’est pas res­tée enfon­cée dans la peau. Pour déce­ler d’an­ciennes mor­sures de tiques des scien­ti­fiques pro­posent une nou­velle méthode de détec­tion en étu­diant les anti­corps pro­duits suite au trans­fert d’une bac­té­rie dans le sang humain.

Comment vivent les tiques ?

Les tiques appar­tiennent au groupe des arthro­podes qui contient aus­si les insectes et les arai­gnées, par exemple. Les tiques sont des orga­nismes se nour­ris­sant uni­que­ment du sang d’a­ni­maux ; ils sont dits héma­to­phages stricts ^[1]. En effet, ils piquent à tra­vers la peau en uti­li­sant un appen­dice, ayant une forme d’ai­guille, appe­lé rostre. Cet appen­dice leur per­met de se main­te­nir fixé dans la peau, de pré­le­ver du sang pour se nour­rir mais aus­si d’in­jec­ter de la salive conte­nant des sub­stances telles que des anti-dou­leurs ou des anti-coa­gu­lants dans le corps de l’hôte.

Les tiques, un vecteur de micro-organismes

Une fois atta­chée à son hôte, la tique peut res­ter accro­chée jus­qu’à deux semaines. Durant cette période des micro-orga­nismes peuvent pas­ser de la tique vers l’a­ni­mal ou vice-ver­sa. Ainsi au cours de ses repas, la tique peut acqué­rir des micro-orga­nismes patho­gènes pour les humains.

Chez l’hu­main, la trans­mis­sion de micro-orga­nismes patho­gènes peut conduire à l’ap­pa­ri­tion de plu­sieurs mala­dies ^[2]. L’une des plus connues est la mala­die de Lyme, aus­si appe­lée bor­ré­liose de Lyme, qui est cau­sée par la bac­té­rie Borrelia burg­dor­fe­ri.

Suite à la mor­sure d’une tique et la trans­mis­sion de la bac­té­rie res­pon­sable de la mala­die de Lyme, un anneau rouge (éry­thème migrant) peut se for­mer puis se pro­pa­ger autour autour de la zone où a eu lieu la piqure. Cet anneau cor­res­pond à la pro­pa­ga­tion de la bac­té­rie. Cependant, il n’ap­pa­raît pas sys­té­ma­ti­que­ment lors d’une mor­sure et peut aus­si être asso­cié à d’autres infec­tions que la mala­die de Lyme ^[3]. Il ne s’a­git donc pas d’un mar­queur idéal pour détec­ter une mor­sure de tique.

Au contraire des exemples ci-des­sus, cer­taines des bac­té­ries trans­misses par les tiques sont inof­fen­sives, chez l’hu­main, telle que Candidatus Midichloria mito­chon­drii ^[4].

Candidatus Midichloria mitochondrii, une bactérie dont le nom est inspiré de Star Wars

La bac­té­rie Candidatus Midichloria mito­chon­drii est trou­vée chez plu­sieurs espèces de tiques comme Ixodes rici­nus (qui est aus­si impli­quée dans la trans­mis­sion de la mala­die de Lyme). En terme de quan­ti­té, il s’a­git d’une des bac­té­ries les plus abon­dantes du micro­biome des tiques ^[5]. Cette bac­té­rie est trou­vée prin­ci­pa­le­ment dans les ovaires et les glandes sali­vaires des tiques femelles. Alors qu’elle n’est retrou­vée que chez 44 % des glandes sali­vaires de tiques mâles.

Cette bac­té­rie tire son nom d’un com­par­ti­ment cel­lu­laire appe­lé mito­chon­drie et d’une struc­ture simi­laire qui appa­raît dans l’u­ni­vers de fic­tion Star Wars ^[7]. Dans le film, Star Wars, épi­sode I : La menace fan­tôme, le per­son­nage Qui-Gon Jinn, explique “les midi-chlo­riens sont des orga­nismes micro­sco­piques que l’on ren­contre dans toutes les cel­lules vivantes … ils nous disent ce que veut la force …”. Le mot midi-chlo­rien serait un mélange du nom de deux orga­nites : mito­chon­drie et chlo­ro­plaste. Le terme midi-chlo­rien a été choi­si pour cette bac­té­rie car elle est le pre­mier orga­nisme connu à pou­voir se déve­lop­per dans une mito­chon­drie.

Une bactérie vivant dans une mitochondrie

Le lieu de vie de Candidatus Midichloria mito­chon­drii est inha­bi­tuel : la mito­chon­drie. Ce com­par­ti­ment cel­lu­laire est la “cen­trale éner­gé­tique” d’une cel­lule et inter­vient dans la pro­duc­tion d’éner­gie. En se pla­çant dans l’es­pace inter-mem­bra­naire des mito­chon­dries, la bac­té­rie pour­rait tirer pro­fit de la pro­duc­tion d’éner­gie qui a lieu dans ce com­par­ti­ment ou sinon se pro­té­ger des défenses cel­lu­laires. Le mode de vie de cette bac­té­rie et son inter­ac­tion avec la mito­chon­drie sont encore assez mystérieux.

La bac­té­rie Candidatus Midichloria mito­chon­drii est trans­mise de tique en tique de façon ver­ti­cale, c’est-à-dire d’une femelle à sa des­cen­dance. En effet, la bac­té­rie étant pré­sente dans les ovaires de la tique, elle peut être trans­mise aux œufs. La pré­sence de cette tique chez 100 % des femelles laisse pen­ser qu’elle pour­rait avoir un rôle posi­tif pour la tique.

Candidatus Midichloria mitochondrii, une bactérie trouvée aussi dans le corps humain

Lors de la mor­sure, Candidatus Midichloria mito­chon­drii passe des glandes sali­vaires de la tique vers le sang de l’hôte. Lorsqu’elle pénètre dans le corps humain, cette bac­té­rie est recon­nue comme un orga­nisme étran­ger par le sys­tème immu­ni­taire. Au cours de la réponse immu­ni­taire contre Candidatus Midichloria mito­chon­drii, des anti­corps diri­gés spé­ci­fi­que­ment contre cette bac­té­rie sont pro­duits. Ceux-ci sont détec­tés lors de prises de sang. L’ADN de cette bac­té­rie a pu éga­le­ment être trou­vé dans le sang de plu­sieurs mam­mi­fères mor­dus par des tiques infectées.

L’ADN de cette bac­té­rie peut être recher­ché, dans le sang, lors d’une mor­sure récente, mais la pro­ba­bi­li­té de le détec­ter dimi­nue avec le temps. L’anti­corps diri­gé contre cette bac­té­rie a une durée de vie plus longue que l’ADN. La pré­sence d’une de ces deux molé­cules dans le corps humain indique une trans­mis­sion de Candidatus Midichloria mito­chon­drii lors d’une mor­sure de tique. Rechercher ces molé­cules pour­rait donc per­mettre de détec­ter des mor­sures de tique pas­sées inaper­çues ou alors confir­mer une morsure.

Recherches d’anticorps dirigés contre Candidatus Midichloria mitochondrii

Des scien­ti­fiques étu­dient un anti­corps par­ti­cu­lier for­mé suite à la recon­nais­sance de cette bac­té­rie par le sys­tème immu­ni­taire. Cet anti­corps recon­naît une pro­téine pré­sente à la sur­face de la bac­té­rie appe­lée FliD et qui fait par­tie du fla­gelle ^[9]. L’anti­corps est recher­ché dans une col­lec­tion de sérum pro­ve­nant d’un labo­ra­toire spé­cia­li­sé dans les mor­sures de tiques. Parmi les 274 sérums, 179 et 95 cor­res­pon­dant res­pec­ti­ve­ment à des patients avec ou sans sou­ve­nir d’une mor­sure de tique. Pour véri­fier que les anti­corps détec­tés sont spé­ci­fiques à cette bac­té­rie, ils sont aus­si recher­chés dans le sérum de 50 patients n’ayant pas eu de mor­sures de tiques.

Les anti­corps sont recher­chés, dans le sérum des patients, par une tech­nique appe­lée ELISA. Ils sont retrou­vés chez 47 % des patients ayant eu une mor­sure de tique et chez seule­ment 2 % des 50 patients témoins.

Ces résul­tats indiquent une cor­ré­la­tion entre la détec­tion d’anti­corps diri­gés contre cette bac­té­rie et la pré­sence de symp­tômes et de signes cli­niques liés à la mor­sure de tiques. Les résul­tats avec des patients sans mor­sures de tiques indiquent qu’il y a peu de faux-posi­tifs, c’est-à-dire de résul­tats néga­tifs mais qui appa­raissent positifs.

Un marqueur qui n’est pas universel

Néanmoins, ces anti­corps ne sont pas retrou­vés dans 100 % des mor­sures de tique. Les auteurs de l’é­tude nuancent donc leurs résul­tats concer­nant ce nou­veau mar­queur. Seules les tiques femelles trans­mettent la Candidatus Midichloria mito­chon­drii lors de 100 % des mor­sures. Ce n’est pas le cas des tiques mâles chez qui cette bac­té­rie est moins pré­sente. Les mor­sures par des tiques mâles seraient donc moins faciles à détec­ter. La mor­sure pour­rait aus­si pro­ve­nir d’une autre espèce de tique que Ixodes rici­nus et qui ne pos­sède pas la bac­té­rie recher­chée. Dans ce cas, ce mar­queur ne pour­rait pas per­mettre de pré­dire une morsure.

Pour finir, la tique res­pon­sable de la mor­sure n’est pas for­cé­ment por­teuse de micro-orga­nismes patho­gènes pour l’hu­main. Cette méthode per­met­trait juste de détec­ter une mor­sure par une tique et non pas la trans­mis­sion d’un micro-orga­nisme patho­gène. Les résul­tats obte­nus avec cette méthode seraient donc à étu­dier avec précaution.

Perspectives de l’étude

Cette étude indique que les anti­corps diri­gés contre cette bac­té­rie pour­raient être uti­li­sés dans un test pour détec­ter d’an­ciennes mor­sures de tiques. Néanmoins, comme cet indi­ca­teur ne fonc­tionne pas dans 100 % des cas, il fau­dra uti­li­ser d’autres mar­queurs indé­pen­dants pour confir­mer qu’il y a eu une mor­sure par une tique. Ainsi, en recher­chant plu­sieurs anti­corps dif­fé­rents, il serait pos­sible de détec­ter les traces d’an­ciennes mor­sures de tiques.

Référence de l’étude

Serra, V., Krey, V., Daschkin, C., Cafiso, A., Sassera, D., Maxeiner, H. G., Letizia Modeo, L., Nicolaus, C., Bandi, C. & Bazzocchi, C. (2019). Seropositivity to Midichloria mito­chon­drii (order Rickettsiales) as a mar­ker to deter­mine the expo­sure of humans to tick bite. Pathogens and Global Health, 1–6. doi:10.1080/20477724.2019.1651568  (lien)

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Bibliographie com­plé­men­taire

[1] Kannangara, D. W., & Patel, P. (2018). Report of non-Lyme, ery­the­ma migrans rashes from New Jersey with a review of pos­sible role of tick sali­va­ry toxins. Vector-Borne and Zoonotic Diseases. doi:10.1089/vbz.2018.2278 (lien)

[2] Madison-Antenucci, S., Kramer, L. D., Gebhardt, L. L., & Kauffman, E. (2020). Emerging tick-borne diseases. Clinical Microbiology Reviews, 33(2). doi:10.1128/cmr.00083–18 (lien)

[3] Mans, B. J. (2019). Chemical equi­li­brium at the tick–host fee­ding inter­face : A cri­ti­cal exa­mi­na­tion of bio­lo­gi­cal rele­vance in hema­to­pha­gous beha­vior. Frontiers in Physiology, 10. doi:10.3389/fphys.2019.00530 (lien)

[4] Bonnet, S.I., Binetruy, F., Hernández-Jarguín, A. M. & Duron, O. (2017) The tick micro­biome : Why non-patho­ge­nic microor­ga­nisms mat­ter in tick bio­lo­gy and patho­gen trans­mis­sion. Front. Cell. Infect. Microbiol. 7:236. doi : 10.3389/fcimb.2017.00236 (lien)

[5] Stavru, F., Riemer, J., Jex, A., & Sassera, D. (2020). When bac­te­ria meet mito­chon­dria : The strange case of the tick sym­biont Midichloria mito­chon­drii †. Cellular Microbiology, 22(4). doi:10.1111/cmi.13189 (lien)

[6] Sassera, D., Beninati, T., Bandi, C., Bouman, E. A. P., Sacchi, L., Fabbi, M., & Lo, N. (2006). “Candidatus Midichloria mito­chon­drii”, an endo­sym­biont of the tick Ixodes rici­nus with a unique intra­mi­to­chon­drial life­style. International jour­nal of sys­te­ma­tic and evo­lu­tio­na­ry micro­bio­lo­gy, 56(11), 2535–2540. doi:10.1099/ijs.0.64386–0 (lien)

[7] Mark Brake & Jon Chase, (2020) La science dans Star Wars, De Boeck Sup, 336 pages, EAN : 9782807328914

[8] Tashyreva, D., Prokopchuk, G., Votýpka, J., Yabuki, A., Horák, A., & Lukeš, J. (2018). Life cycle, ultra­struc­ture, and phy­lo­ge­ny of new diplo­ne­mids and their endo­sym­bio­tic bac­te­ria. mBio, 9(2). doi:10.1128/mbio.02447–17 (lien)

[9] Mariconti, M., Epis, S., Sacchi, L., Biggiogera, M., Sassera, D., Genchi, M., … & Bazzocchi, C. (2012). A stu­dy on the pre­sence of fla­gel­la in the order Rickettsiales : the case of “Candidatus Midichloria mito­chon­drii.” Microbiology, 158(Pt_7), 1677–1683. doi:10.1099/mic.0.057174–0 (lien)