État métabolique et homéostasie minérale dans les infections par S. suis. Qu'en savons-nous ?

Streptococcus suis (S. suis) est un pathogène endémique et zoonotique pour lequel il n'existe pas de mesures de prévention adéquates pour les porcelets en post-sevrage autres que les antibiotiques. La pathogenèse est principalement associée à la colonisation des voies respiratoires supérieures et des amygdales comme voie d'entrée dans le système circulatoire (Segura et al., 2016), bien qu'une infection gastro-intestinale ne soit pas exclue (Swildens, 2009). La colonisation se produit à la naissance, pendant la phase de PS lorsque les porcelets se mélangent et pendant les périodes d'épizootie. Les poussées épidémiques sont souvent associées à des co-infections et à des facteurs de stress identifiés comme déclencheurs possibles, mais le processus naturel de l'infection n'est pas entièrement compris et nous manquons d'un modèle expérimental reproductible qui imite les premières étapes de la maladie. La maladie est reconnue comme présentant des signes cliniques neurologiques associés à la méningite, à une mobilité réduite et souvent à la mortalité.

On sait, grâce à des modèles humains et animaux, que la réponse inflammatoire dans les méninges se caractérise par une réduction de la teneur en glucose et une augmentation du lactate dans le liquide céphalo-rachidien (LCR). La présence d'une inflammation au niveau de la barrière hémato-encéphalique (BHE) et de la barrière entre le sang et le liquide céphalo-rachidien (LCR) compromet de manière systémique les fonctions cérébrales, les échanges ioniques et l'homéostasie des minéraux (Bettinelli et al., 2012). Dans ce contexte, nous ne savons pas quel serait l'état des porcelets naturellement atteints. Ces informations pourraient aider à identifier les facteurs de sensibilité et à définir des stratégies pour soutenir la santé et le rétablissement des porcelets malades.

L'objectif de cette étude était d'étudier plusieurs foyers suspects de S. suis dans notre centre de recherche porcine, en incluant les sous-objectifs suivants :

1. diagnostiquer les foyers
2. évaluer l'impact relatif de la maladie
3. fournir de nouvelles informations sur la physiopathologie de la maladie.

Notre élevage de recherche comprend ~160 truies productives organisées en lots toutes les 4-5 semaines, produisant environ 560 porcs par lot à l'âge d'environ 24 jours au moment du sevrage. Des recherches sur l'alimentation et des études de gestion sont menées constamment et simultanément dans plusieurs domaines, notamment chez les truies gestantes, les truies allaitantes, les porcelets et les porcelets sevrés (logés dans des cases conventionnelles avec n = 3-6 porcs/case ou dans des systèmes d'alimentation électronique avec n = 10-12 porcs/case ; caillebotis entièrement en PVC).

Lorsque des signes cliniques compatibles avec une maladie streptococcique ont été observés, des échantillons de sang et des écouvillons d'amygdales ont été prélevés sur deux porcs par case (un porc malade et un porc sélectionné au hasard). Les porcs malades ont ensuite été traités avec de l'ampicilline et de la dexaméthasone pendant 3 jours. Les cas de dysfonctionnement du système nerveux central étaient associés à une méningite et étaient définis comme gravement malades (perte d'équilibre, ataxie, paralysie, opisthotonos, tremblements généralisés et pédalage). D'autres cas présentant des signes non neurologiques comprenaient l'abattement, le rougissement de la peau et la boiterie, probablement associés à la septicémie et à l'arthrite. Des compagnons de case choisis au hasard ont été considérés comme des témoins. Des échantillons de sang ont été prélevés dans les 5 minutes suivant la détection des signes cliniques. Le sang et le sérum ont été analysés pour les gaz et les minéraux. Les écouvillons d'amygdales ont été testés par qPCR pour les sérotypes 2 (et/ou 1/2), 7 et 9 de S. suis. Les porcelets ont été pesés au moment de l'échantillonnage, puis à nouveau après 7 jours, et des données rétrospectives ont été recherchées dans les registres de notre élevage.

L'étude a porté sur trois foyers principaux dans les troupeaux d'hiver (incidence de 3,8 %), de printemps (incidence de 5,3 %) et d'automne (incidence de 9 %). Chaque foyer a été diagnostiqué et confirmé avec le sérotype 2 (ou 1/2) de S. suis par la présence dans les tissus par culture ou la présence d'ADN par qPCR dans les tissus ( valvules cardiaques, articulations, méninges) des porcs euthanasiés et par des morts subites. Toutefois, les porcs traités et survivants n'ont pas été diagnostiqués. En outre, tous les porcs identifiés avec des signes cliniques n'ont pas été échantillonnés au cours de cette étude ; les cas détectés pendant le week-end ou ne disposant pas des ressources humaines nécessaires pour un prélèvement adéquat ont été exclus et immédiatement traités.

Au total, 56 porcelets ont été prélevés, dont 28 ont été suspectés d'être atteints de la maladie à S. suis avec des signes cliniques, parmi lesquels 20 ont été classés comme gravement malades (signes neurologiques). Les données ne concernent que les porcs atteints de troubles neurologiques par rapport au groupe de contrôle (figure 2 A et B).

Les porcs témoins et malades avaient un poids et un âge similaires au moment de la détection des signes cliniques et ne différaient pas rétrospectivement en termes de poids au sevrage ou de gain moyen quotidien entre le sevrage et l'échantillonnage (P > 0,05), ce qui suggère qu'il n'y a pas de condition préalable claire telle qu'une performance extrêmement mauvaise ou bonne. Au cours des 7 jours suivant la détection de la maladie, les porcs ont réduit leurs performances comme prévu (P < 0,05).

Rétrospectivement, un effet significatif de la portée et de la truie a été observé avec une proportion plus élevée de porcelets de la fratrie chez les porcs atteints présentant des signes neurologiques que chez les témoins (P < 0,02), ce qui est bien connu et indique l'effet truie dans le transfert vertical du statut de porteur, mais peut-être aussi un facteur de sensibilité. Les performances des truies n'ont montré aucune différence entre les porcs malades ou atteints de troubles neurologiques et les porcs témoins, ce qui réduit la prévisibilité des facteurs de risque potentiels à partir des performances des truies (données non montrées). La prévalence du sérotype 2 de S. suis était significativement (P<0,04) plus élevée chez les porcs gravement malades (81 %) que dans le groupe témoin (44 %), ce qui est cohérent avec nos observations diagnostiques.

Un profil physiopathologique général a été observé dans les paramètres sanguins des porcs malades présentant des signes neurologiques (tableau 1), avec une augmentation du pH, de la saturation en O2 et de l'incidence de l'alcalose, mais une réduction du glucose, de la pCO2, de l'iCa, du Ca, du P, du Mg, du K et du Na dans le sang/sérum par rapport au témoin (P<0,05). L'alcalose respiratoire observée était probablement liée à l'acidification du liquide céphalo-rachidien (due à l'accumulation de lactate) par pléocytose (augmentation du nombre de globules blancs dans le liquide céphalo-rachidien). La méningite peut provoquer un syndrome cérébral de perte de sel, altérant le système sympathique, la diurèse et la fonction rénale, ce qui explique la perte de minéraux dans cette étude.

Tableau 1. Principales différences dans l'analyse biochimique du sang et l'analyse des minéraux du sang ou du sérum des porcs malades présentant des signes neurologiques (n = 20) et des témoins (n = 28).

Chez les enfants atteints de méningite, un faible taux de Na est associé à un risque accru de gravité de la maladie et de mortalité (Chao et al., 2008) et un faible taux de Ca (total et ionisé) est courant chez les enfants atteints d'une maladie méningococcique grave. Le Mg interagit avec la sécrétion de parathormone en réponse à l'hypocalcémie et peut contribuer à la mauvaise homéostasie minérale dans la présente étude.

On peut supposer que l'intervention minérale et électrolytique, telle qu'elle est actuellement corrigée chez les patients humains atteints de méningite, peut également être bénéfique pour les porcs, et il est nécessaire de poursuivre les recherches dans ce sens en utilisant des études contrôlées de l'infection plutôt que l'approche actuelle de l'étude de cas.

En conclusion, la méningite chez les porcelets malades (naturellement) a été associée à des performances moyennes, sans qu'aucun signe productif antérieur à la maladie ne puisse être mis en évidence, à l'exception d'un effet truie/portée. Les porcelets malades présentaient une alcalose respiratoire, une perte de minéraux et une prévalence plus élevée de S. suis sérotype 2 (et/ou 1/2).

Extrait de l'étude : Metabolic insights and background from naturally affected pigs during Streptococcus suis outbreaks. Fabà L, Aragón V, Litjens R, Galofré-Milà N, Segura M, Gottschalk M, Doelman J. Translational Animal Science, Volume 7, Issue 1, 2023, txad126.