Rickettsiae pathogène en tant qu’agents de bioterrorisme

En raison de leurs caractéristiques biologiques uniques telles que stabilité environnementale, petite taille, transmission par aérosol, persistance chez les hôtes infectés, faible dose infectieuse et forte morbidité et mortalité associées, Rickettsia prowazekii et Coxiella burnetii ont été armées ici. Ces caractéristiques biologiques rendraient les rickettsies pathogènes agents de bioterrorisme souhaitables Cependant, la production de rickettsies hautement purifiées, virulentes et de qualité militaire est une tâche décourageante qui nécessite une expertise et des procédures de laboratoire sophistiquées pour maintenir la survie et la virulence des rickettsies. Un autre inconvénient au développement des pathogènes rickettsies comme armes biologiques est leur absence de transmission directe de l’hôte à l’hôte et la disponibilité de contre-mesures thérapeutiques très efficaces contre ces bactéries intracellulaires obligatoires

Les épidémies de typhus à poux, de peste, de grippe et de dysenterie ont joué un rôle important dans la formation du destin humain et ont causé plus de morts que toutes les guerres à travers l’histoire [,, -] La facilité avec laquelle ces épidémies peuvent se propager leurs agents causatifs attrayants pour les nations, pour utilisation comme armes de combat, ou pour des terroristes, pour utilisation comme armes de destruction massive ou de désagrégation civile. Plusieurs agents biologiques, y compris Rickettsia prowazekii et Coxiella burnetii, les agents responsables du typhus à poux et La fièvre Q, respectivement, a été militarisée et testée sur le terrain, avec une efficacité variable, par l’ex-Union soviétique, le Japon et les États-Unis Parce que le processus d’armement des agents biologiques vise à maximiser la propagation et la létalité. après exposition humaine et / ou animale, les agents pathogènes doivent être modifiés génétiquement et structurellement pour les rendre écologiquement stables, invisibles une détection rapide, résistante à une thérapie efficace disponible et capable d’échapper aux réponses immunitaires de l’hôte L’impact de l’utilisation d’une telle arme biologique dépasserait l’imagination, car des dizaines de personnes innocentes et sans méfiance seraient affectées Dans le présent article, le pour et le contre des agents pathogènes rickettsies et de leur potentiel dans les mains des bioterroristes sont discutés, en tenant compte des attributs biologiques de ce groupe de bactéries intracellulaires obligatoires à Gram négatif.

Le défi des pathogènes Rickettsia

Les rickettsioses sont un bon exemple de maladies dont l’importance n’est pas suffisamment appréciée, sauf par les patients. De nos jours, de nombreux cas de rickettsies ne seront jamais diagnostiqués. Les zoonoses sont largement répandues dans le monde entier. Les épidémies se développent Cependant, de temps en temps, ces infections ont réémergé sous forme épidémique dans les populations humaines, par exemple, l’infection à R prowazekii était responsable de & gt; millions de cas de typhus pendant et immédiatement après la Première Guerre mondiale, causant ~ millions de morts La récente épidémie de typhus à poux dans les camps de réfugiés au Burundi, qui impliquait des milliers de cas chez les humains avec un taux de mortalité supérieur à%, rappelle que le rickettsiose Contrairement à la nature explosive des épidémies de typhus à poux, des épidémies sporadiques mais limitées de typhus à poux et d’autres maladies à rickettsies ont été signalées dans le monde entier. Aux États-Unis, des augmentations drastiques du nombre de cas de typhus murin dans les s, de RMSF de fièvre pourprée des montagnes Rocheuses à la fin des années et d’ehrlichioses humaines dans les s attestent l’émergence potentielle de ces infections dans les populations à risque La présentation clinique des maladies rickettsies peut varier de légère à très sévère, le taux de létalité pour les rickettsies très virulentes Cependant, un taux de mortalité aussi élevé que% a été rapporté pour la maladie due à Rickettsii survenant avant la découverte des antibiotiques. Ces dernières années, une sensibilisation accrue et un traitement et des soins appropriés ont eu un grand impact sur la réduction des antibiotiques. La sévérité de la maladie rickettsienne a été associée à la virulence des pathogènes et à des facteurs liés à l’hôte, tels que l’âge, le retard de diagnostic, la dysfonction hépatique et rénale, les anomalies du SNC et les troubles pulmonaires malgré la variabilité présentation clinique, les rickettsies pathogènes causent une maladie débilitante, et l’une des espèces de rickettsies hautement virulentes énumérées dans le tableau pourrait être utilisée comme une arme biologique potentielle typhus épidémique classique est la maladie de rickettsiose la plus sévère, avec des symptômes incluant une fièvre élevée, ~ ° C , une douleur extrême dans les muscles et les articulations, la raideur et l’apparition de troubles cérébraux ~ jours après l’infection Les patients semblent être en délire et présenter des symptômes neurologiques, y compris la stupeur. La thrombose des petits vaisseaux des extrémités peut produire une gangrène et une nécrose. Le taux de mortalité chez les patients non traités est de ~% En cas d’épidémies sévères, le taux de mortalité peut être haut comme%

Caractéristiques de certaines rickettsies hautement pathogènes sélectionnéesRésidence épidémiologique de certaines rickettsies hautement pathogènes sélectionnéesLepouse humaine, Pediculus humanus corporis, est le principal vecteur de R prowazekii Bien que le pou de tête P humanus capitis soit capable de maintenir R prowazekii expérimentalement rôle dans la transmission de cette rickettsiose n’est pas bien établi Les poux du corps sont des mangeurs intermittents avec une préférence pour une température moyenne ± SD de ° C ± ° C, qui limite leurs sites de repos aux zones éloignées du contact direct avec la peau du patient. les plis du vêtement Le pou du corps abandonnera un patient fiévreux et cherchera un autre hôte. Ce seul attribut est un facteur majeur dans la transmission du typhus et est responsable du déclenchement d’une épidémie dans une population sensible. typhus, un typhus à recrudescence, c’est-à-dire la maladie de Brill-Zinsser Les symptômes du typhus en recrudescence sont moins prononcés, et le taux de mortalité associé est <%> Les patients atteints de cette maladie pourraient servir de source à long terme de R prowazekii, permettant la transmission des rickettsies par les poux. se produire des mois ou des années après l’infection primaire Le typhus recrudescent peut avoir été le mécanisme de dissémination de R prowazekii dans de nombreuses parties du monde

Attributs biologiques des pathogènes Rickettsia

En raison de leurs caractéristiques biologiques uniques, stabilité de l’environnement, petite taille, transmission des aérosols, persistance chez les hôtes infectés, faible dose infectieuse, morbidité élevée et mortalité importante, R prowazekii et C burnetii ont été armés et pourraient très probablement servir d’agents pour le bioterrorisme Selon l’estimation de l’Organisation mondiale de la santé, si des kg de R prowazekii aérosolisés étaient libérés lors d’une attaque bioterroriste, le résultat serait>, victimes, décès et individus incapables Le tableau résume les caractéristiques des rickettsies pathogènes qui ont le potentiel de être utilisés comme armes biologiques, comparé aux caractéristiques d’un certain nombre d’agents désignés par les Centers for Disease Control et Prevention comme des agents «sélects» Bien que les attributs des pathogènes rickettsies qui augmentent leur potentiel d’utilisation comme arme biologique soient similaires à ceux d’autres , agents pathogènes armés, de manière réaliste plusieurs facteurs En tant que bactéries intracellulaires obligatoires, les rickettsies ont besoin de cellules hôtes eucaryotes pour la propagation, et l’isolement et la purification des rickettsies sans contamination des cellules hôtes nécessiteraient un personnel hautement qualifié et des procédures de laboratoire élaborées. les souches virulentes de C burnetii et de R prowazekii sont hautement infectieuses, et les organismes en aérosol sont souvent à l’origine des infections contractées en laboratoire. Considérant que la dose médiane infectieuse de R prowazekii est & lt; particules de rickettsies, et compte tenu de la stabilité de R prowazekii à température ambiante, des conditions de niveau de sécurité biologique sont requises lorsque l’on travaille avec ces organismes et leur propagation, purification et manipulation moléculaire ou biochimique. L’aérosolisation est très dangereuse Un autre inconvénient du développement des pathogènes rickettsies comme arme biologique est leur absence de transmission directe de l’hôte à l’hôte. Les Rickettsiae sont maintenus dans la nature par leurs vecteurs arthropodes, via la transmission transovarienne et transstadiale. l’arthropode infecté ou le contact avec des fèces chargées de Rickettsia Ainsi, l’utilisation de ces agents pour la transmission de masse nécessite un nombre important de vecteurs d’arthropodes infectés ou de kilogrammes de rickettsies en aérosol parce que plusieurs agents pathogènes de rickettsies sont sur les Centers for Disease Control et Preventio En outre, l’acquisition d’agents pathogènes de rickettsies à partir d’hôtes réservoirs serait une tâche ardue nécessitant des protocoles longs pour obtenir des isolats purs et virulents. L’aérosolisation rickettsienne fournirait un facteur additionnel , car elle nécessite à la fois un haut niveau d’expertise scientifique et une installation bien équipée et plutôt sophistiquée. En résumé, la propagation en masse des pathogènes des rickettsies et leur purification et leur aérosolisation restent un défi majeur

Table View largeTélécharger une diapositiveComparaison d’agents pathogènes de rickettsies sélectionnés avec des exemples de bactéries utilisées en guerre biologiqueTable View largeTélécharger une diapositiveComparaison de pathogènes rickettsies sélectionnés avec des exemples de bactéries utilisées en guerre biologique

Concevoir une défense appropriée contre les actes bioterroristes

La libération intentionnelle de R prowazekii dans une population infestée de poux pourrait déclencher un cercle vicieux de transmission rapide et de mortalité élevée. Pour ralentir l’épidémie, le plus grand défi consiste à identifier la source de l’infection intentionnelle par rapport à la transmission naturelle. Dans les régions montagneuses et froides d’Afrique, d’Asie et d’Amérique centrale et du Sud, ainsi que dans certaines parties de l’Europe orientale, il serait difficile de déterminer la source de l’infection. Aux États-Unis, où le typhus est endémique dans les États de l’Est. être difficile à déterminer la source de l’infection immédiatement après le début de la maladie Les humains servent d’hôte à R prowazekii et les poux du corps humain et sont des réservoirs des rickettsies En outre, les humains servent de composante mobile du cycle du typhus à poux, le comportement de qui influence le mode de transmission du typhus Les conditions qui permettent la coexistence de poux de corps et d’une population serait le point de départ d’une infection déclenchée par le bioterrorisme, car la libération des rickettsies déclencherait une réaction en chaîne ultérieure. Une situation similaire pourrait également exister pour d’autres pathogènes rickettsies endémiques dans une zone touchée. La connaissance du cycle de transmission jouerait un rôle. Un rôle important dans l’identification de la source initiale d’une épidémie La survenue soudaine de quelques cas humains dans des zones non endémiques pourrait déclencher l’alarme. Heureusement, l’immunité aux rickettsies pathogènes se développe après la guérison et / ou l’administration d’antibiotiques difficiles à diagnostiquer. Infection rickettsienne précoce après l’infection, administration d’un traitement antibiotique impliquant la tétracycline doxycycline, mg / jour pendant plusieurs jours avant qu’un diagnostic définitif ne soit posé serait le traitement de choix Les mesures préventives sont compliquées par l’absence de vaccins rickettsies efficaces et sûrs [ ] Surveillance du chemin libéré naturellement ou intentionnellement ogens est un premier pas dans la prévention des épidémies par l’identification rapide des agents pathogènes et l’évaluation de leur degré de virulence. Lancer le traitement approprié et réduire les épidémies est l’étape la plus cruciale, car un traitement antibiotique précoce empêcherait les gens de tomber malades et de mourir. La disponibilité de plusieurs génomes de rickettsies et le développement et l’utilité de nouveaux outils moléculaires permettent maintenant une conception plus avancée des médicaments, ainsi que la génération de génotypes de rickettsies. En outre, l’analyse de la génomique et de la protéomique des rickettsies améliorera nos capacités cliniques et de diagnostic sur le terrain, réduisant ainsi les erreurs de diagnostic et les résultats faussement négatifs dans les études de surveillance de routine.

Remerciements

Le présent article est dédié à la mémoire du Dr Theodore E Woodward, pour ses contributions perspicaces à notre connaissance de l’épidémie et du typhus murin Soutien financier Institut national des allergies et des maladies infectieuses NIAID, National Institutes of Health NIH NIH / NIAID subventions IA et AISupplément article a été publié dans le cadre d’un supplément intitulé « Hommage à Ted Woodward, » parrainé par une subvention sans restriction de Cubist Pharmaceuticals et un don de John G McCormick de McCormick & amp; Company, Hunt Valley, Maryland Conflits d’intérêts potentiels AFA: aucun conflit