Ecology, evolution and virulence of environmental vibrios
Écologie, évolution et virulence des vibrios environnementaux
Résumé
Global change, including anthropogenic activities, have resulted in an increase in the incidence of Vibrio-associated illnesses. These diseases not only affect humans but also marine animals. Despite strong ecological and economic consequences, little is known about population structure and virulence mechanisms of vibrios in the environment. To better understand and manage those diseases, we explored the ecology, the evolution and the virulence of these infectious agents. First, we found that some environmental strains were virulent towards oyster and we identified original virulence mechanisms related to their ecology and evolution. In France, oyster-farms are facing massive mortality events associated with the presence of a virus and bacteria of the genus Vibrio. We showed that the virus appears neither essential nor sufficient to cause high mortality rates contrary to the vibrios that play a major role. Juvenile diseased oysters were always co-infected by several populations, but only one, Vibrio crassostreae, was detected systematically and in abundance. Its virulence is dependent on a type VI secretion system that is carried by a conjugative plasmid. Our results suggest that V. crassostreae first differentiated into a low-virulent oyster colonizer and turned into a pathogen after acquisition of the virulence plasmid. The narrow distribution of the plasmid suggests that it has been selected by high density farming areas. Finally, we showed that the plasmid transfer or selection was enhanced in oysters, which suggests that oysters represent a niche for horizontal gene transfer. Overall, this work can lead to the development of diagnostic tools and epidemiological monitoring of pathogenic vibrios.
Les changements globaux provoquent une augmentation des infections associées aux Vibrio. Les vibrioses affectent les humains, mais aussi des animaux marins. Un problème majeur est le manque de connaissances sur les vibrios présents dans l’environnement. Pour mieux comprendre et gérer ces maladies, nous nous sommes intéressés à l’écologie, l’évolution et la virulence de ces agents infectieux. Tout d’abord, nous avons montré que dans la nature, certains génotypes de Vibrio sont virulents pour les huîtres et que leurs mécanismes de virulence sont impliqués dans la différentiation écologique de ces souches. En France, les parcs ostréicoles font face à des évènements de mortalités massives associés à la présence d’un virus et de bactéries du genre Vibrio. Nous avons montré que le virus n’est ni essentiel, ni suffisant pour induire de fortes mortalités, contrairement aux vibrios qui jouent un rôle majeur. Les huîtres juvéniles malades sont toujours infectées par plusieurs populations, mais une seule, Vibrio crassostreae, est détectée en abondance. La virulence de cette population dépend d’un système de sécrétion de type IV codé par un plasmide conjugatif. Nos résultats suggèrent que V. crassostreae était un colonisateur peu virulent et que l’invasion du plasmide l’a rendu hautement pathogène. La distribution restreinte du plasmide de virulence suggère qu’il a été sélectionné par les hautes densités d’élevages. Enfin, nous avons montré que le transfert ou la sélection du plasmide était favorisé dans l’huître, suggérant que l’huître représente une niche propice aux transfert latéraux de gènes. Ce travail pourra permettre le développement d’outils de diagnostic et le suivi épidémiologique des vibrios pathogènes.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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