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1 Maladies à prions : de la physiopathologie aux mesures règlementaires Dpt de Santé animale Frédéric Lantier Equipe «Génétique et physiopathologie des EST » Laboratoire « Infectiologie animale et santé publique Centre de Tours-Nouzilly

Maladies à prions : de la physiopathologie aux mesures règlementaires

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136. Dpt de Santé animale. Maladies à prions : de la physiopathologie aux mesures règlementaires. Frédéric Lantier Equipe «Génétique et physiopathologie des EST » Laboratoire « Infectiologie animale et santé publique Centre de Tours-Nouzilly. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

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Maladies à prions : de la physiopathologie aux mesures règlementaires

Dpt de Santé animale

Frédéric LantierEquipe «Génétique et physiopathologie des EST »

Laboratoire « Infectiologie animale et santé publiqueCentre de Tours-Nouzilly

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Les Encéphalopathies Spongiformes Subaiguës Transmissibles (ESST)

•Peuvent affecter à la fois l’homme : maladie de Creutzfeldt-Jakob

– MCJ sporadique (1920, 85% des cas)– MCJ familiale, IFF, GSS (1936, mutations PRNP, 13%)– MCJ iatrogène (chirurgie, greffe, hGH, 2%)– Kuru (1957, tribu des Fore, Nouvelle Guinée)– variant MCJ (Environ 200 cas dans le monde …) cf OIE

•et l’animal :

– Tremblante ovine et caprine (1738)– Encéphalopathie transmissible du vison (1964)– MDC (= CWD) des ruminants sauvages, USA (1980)– ESB bovine (1986)– ESF des félins, dérivée de l’ESB (1990)

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Maladies à prions / Prion diseases = ESST (Encéphalopathies spongiformes –subaiguës- transmissibles) = EST = TSE

Chez l'animal Mad cow disease = BSE / ESB = Maladie de la

vache folleScrapie = Tremblante du mouton CWD = MAC des ruminants sauvages

Chez l'homme

Maladie de Creutzfeldt Jakob = MCJ = CJDvMCJ = CJDv (v pour variant ou nv nouveau

variant) Syndrome de GSSIFF = FFI = Fatal familial insomnia

VOCABULAIRE

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Caractéristiques des ESST

• Maladies neurodégénératives actuellement incurables, générées par des agents transmissibles non conventionnels (ATNC) : les prions.

• Longue période d’incubation :• humains : 5-40 ans • bovins : 4-6 ans • ovins : 1-5 ans• Souris : 100 à 800 jours

• Absence de réponse immunitaire spécifique périphérique

• Lésions localisées au niveau du SNC• spongiose, gliose (infammation) et mort

neuronale• dépôt amyloïde d’une isoforme pathologique

(PrPsc) d ’une protéine cellulaire de l’hôte (PrPc), la protéine prion.

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Principales lésions du cerveau

Vacuoles

VacuolesVacuoles

PrPresPrPres

PrPres

Mort de neurones

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Les dépôts amyloïdes contiennent de la PrPres, forme agrégée

d’une protéine normale, la PrPc

La PrPres forme des fibrilles (SAF) lorsqu’on la purifie

SAF

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•PrP cellulaire (PrPc) : exprimée par de nombreux types cellulaires, fonction inconnue (homéostase du Cu, stress oxydatif, signalisation cellulaire, chaperone, développement embryonnaire…)

•PrPsc, enrichie en feuillets béta, purifiée sous une forme agrégée et insoluble, les SAF : Scrapie-associated fibrils.

•PrP pathologique (PrPsc) : isoforme anormale s’accumulant dans les tissus lymphoïdes et nerveux, plus résistante aux protéases et aux températures élevées (PrPsc = PrPres)

PrPc ===>

PrPscHélices alpha :

43% ===> 30%

Feuillets béta :3% ===> 43%

La protéine prion (PrP)

Page 8: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

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PrP+/+

PrP+/+

Cerveau de souris normalemalade

Souris normale : MALADE

La présence de la protéine PrP est indispensable à la transmission des ESST

PrP0/0

PrP+/+

Souris sans PrP : VIVANTE

Souris sans PrP + gène PrP : MALADE

Page 9: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

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Le gène PRNP

est composé de 2-3 exons et de grands introns est hautement conservé chez les Mammifères

(primates, bovins, ovins, caprins, félins, visons, etc …) et a été identifié chez les poissons

a subi des duplications : PRND (doppel) et PRNT (testis)

présente un grand nombre de polymorphismes associés à une sensibilité aux ESST chez :

–L’homme (prédisposition à MCJ, vMCJ, GSS, IFF)

–La souris (durée de la période d’incubation)–Le mouton et la chèvre (prédisposition aux différentes formes de tremblante et à l'ESB)

Page 10: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

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La protéine PrPc.

Structure : 254 AA (chez l’homme) Octapeptides 2 hélices alpha 3 feuillets béta 2 sites de N-glycosylations Pont disulfure Ancre GPI

Nter Non structuré (25-120)C ter Globulaire (120-230)

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PrPsc : agent causal des ESST ?

Hypothèse de la protéine infectieuse (Prusiner 1982) :

PrPsc = prion = “proteinaceous infectious organism”. Transconformation de la PrPc en PrPsc selon un processus autocatalytique, possible en milieu acellulaire (?) et transmissible.

Hypothèse virale :

apparition de PrPsc = épiphénomène, témoin de l’infection.

"Dernière" possibilité : activation d'un endogène viral

Hypothèse virino :

l’agent infectieux (AN ?) protégé par la PrPsc particulièrement résistante de l’hôte

PrPsc : actuellement le seul marqueur biochimique spécifique de l’infection.

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PMCA : Détection d'infimes quantités de PrPsc

• Dans les tissus/fluides/matériaux infectés Sang, lait … Environnement

• Chez les animaux sains et même réfractaires Présence/fabrication "permanente" de protéine mal

conformée (Castilla et al, 2007)

• Contrôles négatifs, seuils ???• Mécanismes de surveillance/contrôle ?

• PMCA voit son efficacité augmentée par molécules chaperones : homogénats tissus, Ac. Nucléiques

In vitro …ARNs synth., cell., ou viraux. In vivo … microRNA, ARN viraux ???

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Co-localized massive appearance of endogenous murine retroviruses and increased PrP expression in immune*-stimulated splenic FDC networks* By Immun complexes

Loetscher M, Recher M, Lang KS, Navarini A, Hunziker L, et al (2007) Induced Prion Protein Controls Immune-Activated Retroviruses in the Mouse Spleen. PLoS ONE 2(11): e1158.

Dotlike gold particles represent immunostaining specific for MLV Env protein. (B) Co-localized immunofluorescence staining of PrP and MLV Env in splenic germinal center. Semithin (400 nm) cryosection was double-stained with rabbit serum specific for PrP andrat monoclonal antibody specific for MLV Env. Bar, 25 mm.

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En pratique, la PrPsc reste le seul marqueur biochimique des ESST : principales techniques de diagnostic des EST

Inoculation à la souris

Histologie Micro. Électronique(SAF)

ELISA

Immunohistochimie

Western-blot IEC-LIF

Histoblots

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Profils électrophorétiques de la PrPc et de la PrPsc

2 sites de glycosylation,

3 formes :

bi-glycosylée

mono-glycosée

non glycosylée

Protéinase K – + +

PrPscPrPc PrPsc PrPc

33-35 kDa

27-30 kDa

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Une infection "naturelle" par l’ESB détectée chez une chèvre française

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Typage de souche - zones d’observation des lésions

Fraser and Dickinson, 1968, J Comp Pathol, 78:301

9

7

8

6

5

4

3

2

11

2

3

Substance grise

Substance blanche

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ESB - Lésions sur souris RIII :Vacuolisation du noyau cochléaire dorsal

Green et al, J Comp Pathol, 2005

Page 20: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

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Profil lésionnel sur souris RIII : caractère unique de la "souche" ESB

spMCJ

Tremblante

NON ESB

Bovins Chats, ruminants sauvages

vMCJMouton, chèvre, porc

ESB

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Bruce et al, 1997

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Nor98 : une souche de tremblante atypique

Première description en Norvège en 1998 (Benestad et al,

Vet Record, 2002) :

- identifiée depuis dans plusieurs pays européens (F, D, B, GB…)

- distribution inhabituelle des lésions cérébrales et des dépôts de PrPsc

- aucune atteinte du système lymphoïde, même chez les ARQ/ARQ

- préférence allélique naturelle pour A136F141RQ et génotypes habituellement résistants,

- transmissibles à la souris transgénique (allèle VRQ ovin) (pas à la souris conventionnelle) Ces isolats sont difficiles à dépister par certains tests rapides

Des animaux de génotypes résistants ARR/ARR sont infectés naturellement

Page 22: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

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(Benestad et al., Vet Rec,

2003,153:202) • Description d’un type de tremblante atypique et original en

Norvège(régions concernées, âge des animaux, clinique, génotypes

touchés, répartition des lésions, profil électrophorétique de la PrPsc)

Caractérisation de la souche NOR98

Har And Årn Min Lin Str Lav FørHatCort Més Cervt Cort Cort Cort TC TCTC

25

15

10

AHQ AHQ AHQ AHQ AHQ ARQ ARQ ARQVRQARQ ARQ AHQ AHQ AHQ ARQ ARQ VRQ

VRQ

Nor98 ClassiquesCervelet Obex

N. lymphatique

Nor98 (ARQ:ARQ) Classique

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Les isolats français atypiques ont le même profil lésionnel que les isolats Nor98

Histoblots Profils lésionnels

Page 24: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

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Modification de la virulence des souches par passage successifs

• Phénomène largement décrit pour les agents des ESST (et de nombreux virus) Diminution de la durée d’incubation (x 1/3) Adaptation au nouvel hôte (passage à 100%) Multiplicité des « souches » chez un même animal

• Difficilement explicable par l’hypothèse d’une protéine infectieuse …. Si les souches ont une réalité biologique

• Mais la souche ESB semble unique : conservation de ses propriétés après passage « alimentaire » (chat, guépard, chèvre , homme) ou expérimental (souris dont transgéniques, ovins, porc ) ; bémol : nombre de passage

• Souches atypiques (NOR98) : modifications spontanées de la PrPc en PrP

pathologique, devenant transmissible : origine des ESST ?

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1 - ESB et

mie de Creutzfeldt-Jakob (MCJ)

Page 26: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

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FVO

Ruminants sauvages (zoo)

Chat domestiquePanthère, puma… (zoo)

Homme(vMCJ)

Singes (zoo)

MOUTON ?CHÈVRE

ESB

… Homme ?

Vache ?

Mouton ?

ESB : tout commence

par un sac de farines de viande et d’os…

1974 ???

1986

Page 27: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

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12 43 391

2514

7228

14407

25359

37280

35090

24436

14562

8149

32362303

1443 1189 1139610 343 79

4394

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05

Confirmation de la maladie

Interdiction des farines

Incubation

L’ESB au Royaume-Uni depuis 1985

Plus de 184 471 cas en Mai 2007

67 cas en 2007>10 en 2008

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ESB dans le monde (Mai 2007)

•Royaume-uni 184 471

•Rep. d’Irlande 1601

•France 996 (+ 4)

•Portugal 1038

•Espagne 686

•Suisse 463

•Allemagne 412

•Belgique 133

•Italie 143

•Pays-Bas 83

•Pologne 33

•Rép. Tchèque 26

Japon

32

Slovaquie

20

Danemark

18

Slovénie

5

Canada

4

Luxembourg

3

Liechtenstein

2

Oman

2

USA , Autriche

2

Koweit

1

Falklands Isl.

1

Finlande

1

Grèce, Israël

1

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L’ESB en France

996 cas – mars 2007

30

91

13 28

126

102

34105

4118 14

10060

124

87

29 7

17

83

74

37

0

50

100

150

200

250

300

91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05

Cas "abattoir"

Cas "équarissage"

Cas cliniques

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Maladie de Creutzfeldt-Jakob (MCJ)AFréquence : 1,5 cas/an/million d’habitants (1 centaine de cas/an en France)

Formes « classiques »% OrigineNbre de cas en F (1992->)

•sporadique (spMCJ) 85 ?1040

• familial (fMCJ) 13 Génétique (familiale) 108

• iatrogène (iMCJ) 2 Greffes, neurochirurgie 11

Hormone de croissance (110 cas en août 2008)

Variant MCJ (vMCJ)

• près de 200 cas dans le monde (R-U: 164 - Fra: 22 - Irl: 2 - Ital, USA, Can, NL, P, E, J: 1)

• Moyenne d’âge ~ 30 ans (incubation courte) (spMCJ ~ 60 ans)

• Symptômes et lésions inhabituels

• Origine = ESB

Page 32: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

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Nombre de cas certains ou probables de MCJ en France

par année de signalement pour les suspicions, par année de décès pour les cas de MCJ décédésMise à jour du 1er septembre 2008 (INVS)

AnnéeSuspicionssignalées

MCJ sporadique

décédé

MCJ iatrogène hormone

de croissance

décédé*

Autre MCJ iatrogènedécédé

MCJ génétique

décédé

vMCJ certain ou probable décédé

vMCJ probable

non décédé

Total MCJ

1992 71 38 7 2 4 0 0 51

1993 63 35 12 1 7 0 0 55

1994 93 46 5 3 7 0 0 61

1995 114 59 8 1 6 0 0 74

1996 201 68 10 0 10 1 0 89

1997 296 80 6 1 4 0 0 91

1998 459 81 8 1 13 0 0 103

1999 590 92 8 0 5 0 0 105

2000 823 87 9 0 8 1 0 105

2001 1103 110 5 0 15 1 0 131

2002 1062 108 2 2 13 3 0 128

2003 1086 108 8 1 10 0 0 127

2004 881 97 8 0 9 2 0 116

2005 930 82 4 1 10 6 0 103

2006 1315 124 5 0 9 6 0 144

2007 1373 134 1 0 15 3 0 153

2008 940 37 2 0 5 0 0 44

Page 33: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

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Les EST sont transmissibles naturellement…

par cannibalisme (pas de barrière d’espèce) :• Kuru chez les Fore, Nlle Guinée (Gajdusek,1957)

• ESB (vache, ruminants de zoo)

par régime carnivore (franchissement de la barrière d’espèce) :•ESB des félidés

•ES du vison

•vCJD de l’homme ?

par transmission horizontale (et verticale ?)• Tremblante des petits ruminants

• CWD des ruminants sauvages aux USA

Page 34: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

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2 – Physiopathologie : Exemple des ESST ovines

Pertes de laine

(grattage)

Troubles de la démarche

Troubles du comporteme

nt

Amaigrissement

Page 35: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

35

Le gène de la protéine PrP détermine la sensibilité aux ESST

Exemple : génétique de la résistance d’un troupeau ovin INRA à une souche de tremblante « classique »

Codon Genotype Fréquence

136 154 171 animx malades

Ala Arg Gln

Val Arg Gln

Ala His Gln

Ala Arg Arg

ARQ ++

AHQ +

ARR –

VRQ +++

Page 36: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

36

Les TSE sont aisément transmissible par voie orale chez les ovins génétiquement sensibles

• Infection précoce (détectable dès 1 mois)

via les plaques de Peyer de l’iléono Macrophages / IDC

o Cellules dendritiques folliculaires

– Puis dissémination "rapide"

o au ganglion drainant, ou directement au sang

o au tissu lymphoïde associé au tube digestif (GALT)

o à l’ensemble des organes lymphoïdes secondaires

via le système nerveux entérique et/ou le sang

Atteinte du SNC à ± mi-incubation vers 10 mois

Page 37: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

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Entrée par les plaques de Peyer : Tissu lymphoïde associé au tube digestif (GALT)

iléon

jéjunumproximal

(from McL. Press et al, 2004)

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38

Plaques de Peyer

Page 39: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

39

Page 40: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

40

Réseau de FDC, centre germinatif

Macrophages,IDC

Accumulation de PrPsc dans les follicules B

(x 200)

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41

Accumulation de PrPsc dans les follicules B

Réseau de FDC, centre germinatif

Macrophages,IDC

(x 600)

Page 42: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

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Rôle des macrophages/DC dans les phases précoces de la pathogénèse des ESST

- Comme dans les pathologies conventionnelles, ces cellules peuvent contrôler l’infectiosité de l’agent des ESST et limiter la réplication précoce de l’ATNC.

- En tremblante naturelle, ou après infection expérimentale par voie orale, ces cellules constituent des candidats pour différents mécanismes de transmission de l’agent infectieux :

- capture de la lumière intestinale vers les follicules B des plaques de Peyer,

- dissémination au sein du GALT et vers l’ensemble des organes lymphoïdes secondaires,

- transfert, dans les tissus lymphoïdes, des FDC vers les terminaisons nerveuses sympathiques et parasympathiques conduisant à l’infection du SNE, étape-clé de la neuroinvasion.

Page 43: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

43

Voies de contamination possibles à partir des plaques de Peyer

1- Capture par macrophage/DC,réservoir FDC

2- Capture par macrophage/DC,atteinte SNE/voie sanguine3- Voie directe SNE

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Différents types d’accumulation de la PrPsc dans les organes lymphoïdes

Rate agneau –marquage périfolliculaire

Amygdale agneau

(x 200)

(x 200)

(x 200)

Rate mère infectée : marquage classique

Page 45: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

45

Digestive tractus and enteric nervous system

Vagal nerve (parasympathetic)

Sub mucosal Plexus

Myenteric plexus

Sympathetic nerve

Page 46: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

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Accumulation de PrPsc dans le SNE

Page 47: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

47

Cell types involved in PrPsc dissemination in spinal cord:

Neurones

Astrocytes (GFAP)

Ependimal cells

Schwann Cells

Page 48: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

48

Spinal cord

Dorsal root

Ventralroot

Myeline

Neurilemme

SensitoryExtremity

EpinevraPerinvraEndonevra Blood vessel

Sensitory Fiber

motrice plaque

Motor Axone

Dissémination centrifuge de la PrPsc et contamination des plaques motrices

musculaires

Page 49: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

49

Accumulation de PrPsc dans le muscle chez le mouton infecté par l'ESB

Page 50: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

50

Voies de dissémination des prions (PrPsc), chez le mouton sensible : VRQ/VRQ, ARQ/ARQ OU ARQ/VRQ (et chez l’Homme atteint de MCJ « nouveau variant »)

Intestin

Cerveau

Plexus nerveux

Plaques de Peyer

Nœuds lymphatique

s

Rate Lymphe

Sang

+

Amygdales +

Système nerveux

Nerf vague

Muscle

Moelle épinière

Page 51: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

51

Dissémination de la tremblante chez le mouton porteur d’au moins un allèle de résistance   (ARR/XXX) , chez les bovins ou chez l’homme atteint de CJD sporadique.

IntestinRate

Nœudlymphatique

Moelle épinière

P. Peyer

Intestin

Cerveau

Moelle épinière

« Plexus » nerveux

Voie nerveuse

Voie lymphoïde

Voiesanguine ?

Nerf vague

+

+

Amygdales

Page 52: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

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- Dissémination à partir de l’intestin

- Role des cellules dendritiques dans la neuroinvasion ?

- Rôle des FDC comme réservoir pour la neuroinvasion ?

- Marquage Périfolliculaire dans la rate : signature de la présence de l’agent infectieux dans le sang, confirmée par la transmission :

Mouton - mouton : • sang total

Mouton – souris• cellules : buffy coat > DC > T > B• Plasma : Associée à quelle fraction biochimique ?

Souris- souris

En résumé

Page 53: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

53

Organes et tissus infectieux chez :

• Système nerveux(Cerveau, moelle épinière, SN périphérique)

• Organes lymphoïdes (Rate, nœudes lymphatiques, amygdales, plaques de Peyer…)

• Tube digestif• Placenta• Moelle osseuse• Fois, pancréas• Muscle (2004)• Sang (2002)

Le mouton (sensible)(tremblante et ESB)

La vache(ESB)

• Système nerveux (Cerveau, moelle épinière, ganglions paravertébraux)

• Intestin (iléon)

Page 54: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

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Infectiosité1 et/ou dépôts de PrPres2 dans le tissu nerveux

et les tissus lymphoïdes, chez différentes espèces, selon les ESST

T. lymphoïdes T. nerveux

ESB1 Bovins – +

Ovins (exp) + +

Sens (Q/Q171) + +

Tremblante1/2 Rés (R/Q 171) - +

Rés (R/R171) - -

spMCJ2 - +

vMCJ2 (=souche ESB) + +

Page 55: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

55

Comparaison cas-témoin au niveau européen

10728 moutons : 1587 cas, 9141 témoins

Gén

oty

pe

0 10 02 30 40 50 60

ARR/ARR

ARR/AHQ

ARR/ARQ

ARR/VRQ

AHQ/AHQ

AHQ/ARQ

AHQ/VRQ

ARQ/ARQ

ARQ/VRQ

VRQ/VRQ

TémoinTremblant

%

Page 56: Maladies à prions : de la physiopathologie  aux mesures règlementaires

56

Pays-BasProgramme national depuis 1998

Royaume-UniProgramme national depuis juillet 2001

France1998 : Sélection des béliers d’IA en races ovines laitières

2001 : Programme national

Applications en Europe

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Utiliser des béliers ARR/ARR

Eteindre les foyers de tremblante

Échéance : Court terme

Action : Curative / Préventive

Protéger l’ensemble de la production ovine

Moyen/Long terme

Préventive

Police sanitaireDispositif national :

Programme d’amélioration génétique de la résistance à la tremblante

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The first selection for disease resistance in sheep based on molecular markers…

Many questions remained

• Other genes involved?

• Mechanisms of resistance

• TSE strains survey in sheep and goat

(BSE, atypical scrapie)

• Efficiency against BSE:

ARR as a resistant allele against other

TSE strains?

Absolute or relative resistance?

Carrier status?

Infected tissues?

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Sheep susceptibility to BSE

- First IC passage: IC challenge with 0.05 g of BSE (bovine isolate)

- Second passage by the oral route:

Oral inoculation at birth with 5g of ovBSE (2nd passage using a brain pool from IC inoculated sheep)

Clinical signs are similar to scrapie

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Sheep Genotype incubation period(days) mean ± sd

397 ARQ-ARQ 435359 ARQ-ARQ 435378 ARQ-ARQ 435386 ARQ-ARQ 469384 ARQ-ARQ 498347 ARQ-ARQ 501388 ARQ-ARQ 501381 ARQ-ARQ 507329 ARQ-ARQ 513 477 ± 33

369 ARR-ARR 1263337 ARR-ARR 132412 ARR-ARR 137538 ARR-ARR 1375331 ARR/ARR 1394341 ARR/ARR 1394068 ARR/ARR 1557 1383 ±

89

3 ARR-ARR killed on day 1557 were negative (IHC, WB, ELISA)

Incubation period following IC inoculation of BSE

Spongiosis and PrPres deposits in Thalamus of an ARR/ARR Sheep

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Tissue distribution of PrP deposits

Tissues ARQ/ARQ ARR/ARR

Brain and Spinal cord 9/9 7/10

Periph. lymph Irregular (1-5/9) 0/10

GALT Irregular (1-7/9) 0/10

Tonsil

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Relative susceptibility of Scrapie resistant sheep to BSE

Incubation period following IC inoculation with BSE• ARQ/ARQ: (9/9) ; 16 months• ARR/ARR: (7/10) ; 46 months

Lambs Genotypes

Age at autopsy Age at Clinical stage

4 months 10 months

ARQ/ARQ2/3

GALT, spleen

2/3GALT, lymphoid,

ENS, CNS

2/2 (19 months)GALT, lymphoid, ENS, CNS,

muscles

ARQ/ARR 0/3 0/31/3 (50 months); 2 alive

Low level inGALT, lymphoid, ENS, CNS

ARR/ARR 0/31/3

(spleen)

4 /4 (48 months)GALT, lymphoid, ENS, CNS,

muscles

Second passage: Oral transmission of ovine BSE to ARQ/ARQ, ARR/ARQ and ARR/ARR sheep

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PrPres deposits in nervous and lymphoid tissues

Lantier F et al, Neuroprion, Edinburgh 2007 Andreoletti O, et al, 2006. Bovine spongiform encephalopathy agent in spleen from an ARR/ARR orally exposedsheep. J Gen Virol.

Brain

IntestineLymph nodes

Spinal cord

Spleen Peyer’spatches

Nervous plexus

Nerves

MLN

Tonsils

Brain

IntestineLymph nodes

Spinal cord

Spleen Peyer’spatches

Nervous plexus

Nerves

MLN

Brain

IntestineLymph nodes

Spinal cord

Spleen Peyer’spatches

Nervous plexus

Nerves

MLN

Tonsils Muscles

Macrophages,

FDC in Germinal centre

IDC

(x 600)

FDC in Germinal centreFDC in

Germinal centreIDC

(x 600)

ENS

TonsilsTonsils

Thalamus

Spinal cord

Muscle spindle

Spleen

MLN

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Discussion These results suggest that TSE agents are able

to adapt to ARR/ARR sheep, which raise questions both on mechanisms of host resistance to TSE and strain "mutation"

Although they do not compromise the recognised efficiency of the selection for the ARR allele against classical Scrapie in sheep flocks, these new data point out the need for:

A permanent survey of TSE strains

An evaluation of new resistance alleles/genes that have been evidenced by PRNP gene polymorphism and QTL studies

Moreno CR, et al, 2007. Which PrP haplotypes in a French sheep population are the most susceptible to atypical scrapie? Arch Virol. Arsac JN, et al, 2007. Similar biochemical signatures and prion protein genotypes in atypical scrapie and Nor98 cases, France and Norway. Emerg Infect Dis..

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3 - Physiopathologie des EST humaines

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Génétique de la sensibilité chez l’Homme (MCJ)

•Codon 129 Sain MCJsp vMCJ

•Met/Val 50% 10% 0%

•Met/Met 40% 79% 100%

•Val/Val 10% 11% 0%

?

?

3

10 10

18

15

28

20

1718

9

2

0

5

10

15

20

25

30

35

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005

150 cas de vMCJ en GB depuis 1995

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Lymphe

Sang

Dissémination des prions chez l’Homme

Rate

Amygdale

+

+

MCJ sporadique

CerveauvMCJ

Cerveau

Moelle épinière

Nœuds lymph.Système

nerveuxSystème nerveux

Lymphe

Sang

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4 - Principales mesures de lutte

contre les EST

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Les principales mesures de lutte contre les EST

• Problématique de la lutte contre les ESST

• L’agent n’est pas conventionnel : il n’y a pas de vaccin

• L’infection n’entraîne pas de réponse immunitaire : pas de diagnostic de routine sur le vivant

• Il n’existe pas de traitement

• les mesures de prévention des EST sont, aujourd’hui, uniquement sanitaires :

- prévention de la contamination animale

- prévention de la contamination humaine

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Les principales mesures de lutte contre les EST

• Prévention de la contamination animale:

• Incinération de tous les animaux d'équarrissage

• Incinération des MRS

• Interdiction des protéines animales dans les aliments pour animaux élevés pour la consommation humaine (sauf poissons)

•Programme d’amélioration génétique des ovins, par introduction de génotype résistants (ARR) dans les troupeaux. Mais avec quels risques ?

•Contrôle de la circulation des animaux

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Les principales mesures de lutte contre les EST

• Protection de la santé humaine:

• Détection et élimination des ruminants infectés

• Bovins• Programme de surveillance clinique des bovins• Tests systématiques à l’abattoir des bovins > 24 mois• Tests sur animaux « à risques » (morts, abattus

d’urgence…) (équarissage)

• Ovins-caprins• Programmes de dépistage des EST des petits

ruminants et recherche d’ESB ovine ou caprine(100% des caprins testés à l’équarissage, 50% des adultes à l’abattoir)

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• La tête entière, à l'exclusion de la langue et des masseters : - y compris les amygdales, les yeux et la cervelle des ovins et caprins âgés de plus de 6 mois - des ovins et caprins nés ou élevés au Royaume-Uni quel que soit leur âge. • La moelle épinière des ovins et caprins âgés de plus de 6 mois.

• La rate des ovins et caprins quel que soit leur âge.

Matériels à risque spécifiés (MRS) des ovins  

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Les principales mesures de lutte contre les ESST

•Protection de la santé humaine

• Elimination systématique de la consommation des organes et tissus à risques (MRS)

• Protection de l’environnement (stockage des farines…)

• Prévention du risque de transmission inter-humaine Transfusions : mesures restrictives pour les

donneurs Nettoyages endoscopes Décontamination à 134°C du matériel chirurgie Greffes : mesures restrictives aux dons d'organes Milieux de culture

Hormones de synthèse

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INRA Tours-Nouzilly

Frédéric Lantier (resp.) Serge BernardPatricia BerthonHervé Le Roux Isabelle Lantier Christelle RossignolCéline Barc

Philippe Bernardet Fabienne Cortadeet les animaliers « moutons » et « souris »

ENV ToulouseFrançois SchelcherOlivier AndréolettiCaroline Lacroux

INRA-SAGA ToulouseJean-Michel ElsenCarole MorenoFrancis Eychenne

CEA SaclayJacques Grassi

INRA-VIM Jouy-en-JosasJeanne Grosclaude

EuropeanCommission

Dpt de Génétique animaleDpt de Santé animale

Ministères de la Santé de la Recherche, de l’Agriculture

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Pour en savoir plus…

A lire « Festins mortels », par Richard Rhodes, Ed. Plon, 1998

Sur Internet

Le site officiel du ministère de l ’Agriculture

www.agriculture.gouv.fr/esbinfo.htm

Carte intéractive des cas de BSE en France

www.perso.infonie.fr/vetolavie/bse/cartbse.htm

Vache folle en ligne www.inra.fr/dpenv/vchfol00.htm

Official Mad Cow disease Home page www.mad-cow.org

Site de l’OIE sur la BSE  www.oie.int