Molecular typing and genome expression profiling of organ- and host-specific «staphylococcus aureus» from bovine mastitis and human infections

Staphylococcus aureus est un problème majeur tant pour la santé publique que pour l'industrie laitière à cause de la rapide évolution de lignées spécialisées hôte/organe touchant l'Homme et les animaux à destiné alimentaire. Cependant, les mécanismes de spécialisation hôte/organe ainsi que la distribution de ses lignées clonales dominantes restent mal décrites. Nous avons postulé l'hypothèse que des marqueurs codants répétés dans la région intra-génique du facteur d'agglutination clfA permettraient de détecter et d'attribuer un groupe à des clones adaptatifs et d'en révéler ainsi les types prédominants et que l'étude de l'expression génomique totale de ces clones dans des conditions reproduisant celles de glandes mammaires privées d'oxygène pourrait potentiellement révéler des sous-groupes de gènes impliqués dans les mécanismes de spécialisation hôte et de sélection dans les glandes mammaires. Nous avons donc étudié le gène clfA et nos résultats indiquent que 80% des gènes clfA analysés avaient entre 44 et 57 copies-répétées. De plus, les isolats humains étaient polymorphiques alors que ceux provenant de mastite étaient clonaux. Les répétitions étaient stables durant les passages dans le lait, le bouillon nutritionnel et lors de l'invasion des cellules mammaires. Le gène clfA s'est aussi révélé utile pour attribuer un groupe aux lignées hôte spécifiques et établir que la dominance d'un motif clonal dans une mastite implique une sélection organe-spécifique dans la glande mammaire. Ceci fut examiné plus avant dans les isolats de différents organes de patients humains et de mastites bovines. Nos résultats montrent une corrélation significative entre les organes étudiés et la longueur du gène clfA. Vingt sur les 23 isolats d'expectoration avaient un faible taux de copies (43-48) alors que 21 des 24 isolats de peau avaient entre 55 et 63 copies. Il est aussi important de noter que les alignements d Nous avons ensuite standardisé clfA comme marqueur pour la mastite au cours d'une expérience comparative utilisant des méthodes références, l'électrophorèse en gel pulsé et le spa, et ainsi identifié sa distribution génotypique ainsi que ses types dominants au Canada. Nos résultats montrent que clfA présente le même indice de discrimination de 0.9 que la PFGE. Deux groupes de lignage PFGE dominants (A avec 48.3% et D avec 43.7 %) représentent les types des souches présentes dans le Canada occidental et oriental respectivement. Ceux-ci furent de plus subdivisés à l'aide de clfA en quatre sous-types. En conséquence, le typage par clfA, en plus d'être concordant avec ceux par PFGE et spa, s'est avéré utile pour établir le profil de sous-populations avec le même pouvoir discriminatoire. Par la suite, deux isolats bien caractérisés représentant des clones majeurs spécifiques pour l'Homme et les bovins ont été utilisés afin de révéler l'expression génomique totale durant l'invasion des cellules épithéliales mammaires sous des conditions normales ou réduites en oxygène. Dans l'isolat de mastite sous condition normale en oxygène, l'expression des régulateurs MerR, sigB, VraS, YycG/YycF, araC, et tetR indiqua des fonctions d'adaptation, de fixation et de protection. Le couplage du métabolisme fermentaire avec la virulence fut mise en évidence par la présence de la protéine catabolite A (ccpA), de la voie des pentoses monophosphate, et la régulation négative du cycle de Krebs. Considéré dans leur ensemble, les réponses rapides des isolats de mastite suggèrent fortement un phénotype adapté aux cellules mammaires. La description future du grand nombre de protéines hypothétiques pourrait potentiellement révéler un réseau précis de facteurs régulateurs qui sont spécifiquement exprimés dans la glande mammaire.

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