La diarrhée n’est plus le tueur qu’elle était au milieu du XXe siècle, quand environ 4,5 millions d’enfants de moins de 5 ans en mouraient chaque année. Bien que la thérapie de réhydratation orale salvatrice ait inversé la tendance, elle ne prévient pas l’infection. Des millions d’enfants dans les pays à revenu faible ou intermédiaire souffrent encore d’épisodes répétés de diarrhée qui affaiblissent leur corps et les rendent vulnérables à la malnutrition et à un retard de croissance, et moins capables de combattre un large éventail d’infections.
Des chercheurs de la Washington University School of Medicine à St. Louis ont déterminé, dans des études sur des cellules humaines ainsi que sur des souris, comment certains types de maladies causant la diarrhée Escherichia coli (E. coli) les bactéries endommagent les intestins et provoquent la malnutrition et le retard de croissance. Et ils ont montré que la vaccination contre une toxine produite par E. coli protège les souris infantiles des dommages intestinaux.
Les résultats suggèrent qu’un vaccin contre ce type de E. colipourrait stimuler les efforts mondiaux pour faire en sorte que tous les enfants non seulement atteignent l’âge de 5 ans, mais s’épanouissent. L’étude est disponible en ligne dans Nature Communications.
« Idéalement, nous aimerions avoir un vaccin qui prévienne la diarrhée aiguë, qui tue encore un demi-million d’enfants par an, et qui protège également contre les effets à long terme comme la malnutrition, qui est peut-être la plus grande partie du problème maintenant, » a déclaré l’auteur principal James M. Fleckenstein, MD, professeur de médecine et de microbiologie moléculaire. « Lorsque les enfants souffrent de malnutrition, leur risque de mourir de n’importe quelle cause augmente. L’Organisation mondiale de la santé est en train de décider comment prioriser les vaccins pour les enfants dans les pays à revenu faible et intermédiaire, et je pense que ces données suggèrent que la vaccination des enfants contre E. coli la diarrhée pourrait être extrêmement bénéfique dans les endroits qui luttent contre cela. »
Fleckenstein étudie une sorte de E. coli dit entérotoxinogène E. coliou ETEC – ainsi nommé pour les deux toxines qu’il produit – et ses effets sur les enfants qui vivent là où les bactéries sévissent. E. coli est une cause fréquente de diarrhée dans le monde, mais les souches trouvées aux États-Unis et dans d’autres pays à revenu élevé ne sont généralement pas porteuses des mêmes toxines que celles des pays à revenu faible ou intermédiaire. Et cela peut faire toute la différence.
Une étude réalisée en 2020 par Fleckenstein et Alaullah Sheikh, PhD – alors chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Fleckenstein et maintenant instructeur en médecine – a indiqué que l’une des deux toxines d’ETEC, la toxine thermolabile, fait plus que déclencher un cas de fuite. La toxine affecte également l’expression des gènes dans l’intestin, augmentant les gènes qui aident les bactéries à adhérer à la paroi intestinale.
Dans le cadre de la dernière étude, Fleckenstein et Sheikh ont découvert que la toxine supprime toute une série de gènes liés à la muqueuse des intestins, où les nutriments sont absorbés. La soi-disant bordure en brosse de l’intestin est composée de projections microscopiques en forme de doigts appelées microvillosités qui sont étroitement tassées sur la surface des intestins comme des poils sur une brosse. Lorsque Fleckenstein et Sheikh ont appliqué la toxine sur des amas de cellules intestinales humaines, la bordure en brosse s’est désintégrée.
« Au lieu d’être belles et serrées et droites avec des milliers de microvillosités par cellule, elles sont courtes, souples et clairsemées, un peu comme si vous aviez arraché la plupart des poils, et ce qui restait était un peu irrégulier », a déclaré Sheikh, qui a dirigé les études 2020 et actuelles. « Cela seul aurait un impact négatif sur la capacité du corps à absorber les nutriments. Mais en plus de cela, nous avons constaté que les gènes liés à l’absorption de vitamines et de minéraux spécifiques – notamment la vitamine B1 et le zinc – étaient également régulés négativement. Cela pourrait expliquer certains des carences en micronutriments que nous observons chez les enfants exposés à plusieurs reprises à ces bactéries. »
Les enfants des pays à revenu faible ou intermédiaire ont tendance à avoir la diarrhée à répétition, et le risque de malnutrition et de retard de croissance augmente à chaque épisode. En étudiant des bébés souris, les chercheurs ont découvert qu’une seule infection par des E. coli était suffisante pour endommager la bordure en brosse, tandis que des infections répétées entraînaient des dommages intestinaux importants et un retard de croissance. Les chiots infectés par une souche de E. coli qui n’a pas la toxine n’a montré aucun dommage intestinal ou retard de croissance.
Si la toxine est le problème, une réponse immunitaire neutralisant la toxine peut prévenir les effets à long terme, ont expliqué Fleckenstein et Sheikh. Pour le savoir, ils ont vacciné des mères de souris allaitantes avec la toxine. Les souris allaitantes sont trop jeunes pour être immunisées elles-mêmes, mais leurs mères vaccinées produisent des anticorps qui passent aux petits par le lait maternel. Les chercheurs ont découvert que les intestins de souris infantiles de mères vaccinées semblaient sains, ce qui suggère que la vaccination peut protéger contre les dommages intestinaux conduisant à la malnutrition.
« C’est un argument pour développer un vaccin contre ce type de E. coli« , a déclaré Fleckenstein. « Il y a des conséquences à vie d’être infecté à plusieurs reprises dans l’enfance. La vaccination combinée à des efforts pour améliorer l’assainissement et l’accès à l’eau potable pourrait protéger les enfants des effets à long terme et leur donner une meilleure chance de vivre longtemps et en bonne santé. »
