Origin of Clostridium perfringens isolates determines the ability to induce necrotic enteritis in broilers

Since the ban on growth-promoting antibiotics in animal feed in the European Union, necrotic enteritis has become a major cause of mortality in broiler chickens. Despite the importance of the disease, the pathogenesis is still not completely understood. In the current study, Clostridium perfringens strains isolated from healthy flocks and isolates from outbreaks of necrotic enteritis were evaluated for the ability to cause gut necrosis in an intestinal loop model in laying hens and in an experimental infection model in broilers. High, intermediate and low alpha toxin producing strains were chosen from each isolation source. Only the isolates from field outbreaks induced necrotic gut lesions, independent of the amount of alpha toxin produced in vitro. It was also shown that alpha toxin producing isolates from calf hemorrhagic enteritis cases were not able to induce necrotic enteritis in poultry. These results suggest the presence of host specific virulence factors in C. perfringens strains, isolated from chickens with intestinal necrotic enteritis lesions.

RésuméL’entérite nécrotique est devenue la cause la plus importante de mortalité chez les poulets de chair depuis que l’emploi d’antibiotiques comme facteurs de croissance est interdit dans la Communauté Européenne. Malgré son importance, la pathogenèse de cette maladie est toujours mal connue. Afin de mieux comprendre les mécanismes de virulence et la pathogenèse de Clostridium perfringens, nous avons comparé des souches provenant d’élevages de poussins sains avec des souches provenant de cas d’entérite nécrotisante. Dans chacune des deux catégories, nous avons choisi des souches produisant des taux d’alpha toxine élevés, moyens et bas. Toutes ces souches ont été étudiées dans un modèle d’infection de segments d’intestin de poules pondeuses ligaturé ainsi que dans un modèle d’infection de poulets de chair par voie orale. Seules les souches provenant de cas d’entérite nécrotique étaient capables d’induire des lésions nécrotiques dans l’intestin, et ceci indépendamment du taux d’alpha toxine produit in vitro. Des souches productrices d’alpha toxine provenant de veaux morts d’entérite hémorragique étaient également incapables d’induire des lésions nécrotiques dans les intestins de poulets. Ces résultats suggèrent que les souches de C. perfringens isolées chez des poulets ayant une entérite nécrotique possèdent des facteurs de virulence spécifiques à l’hôte infecté.