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Mécanismes bactériens d’échappement aux défenses de l’hôte

Master M1-S2 “Microbiologie Médicale”

Interactions moléculaires et cellulaires hôte-pathogène

Benoît Jaulhac

Laboratoire de Bactériologie Faculté de Médecine de Strasbourg

  Généralités

  Echappement à l’immunité naturelle

  Echappement à l’immunité acquise

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  « Succès » d’une infection bactérienne = balance entre :

  Facteurs de virulence de la bactérie :

-  Toxicité sans invasion

-  Invasion sans toxicité

  Efficacité de la réponse immunitaire

  Immunité naturelle ou innée = 1ère ligne de défense :   Complément et protéines de l’inflammation

  Cellules phagocytaires (CPA) : macrophages, CD, PNN

+ Cytokines : IL 12, IL 18

  Immunité spécifique ou acquise (vertébrés) :   Réponse cellulaire   Réponse humorale

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  Non activation du système du Complément :   Capsule bactérienne = réseau de polysaccharides le plus souvent

  Capsule protége la bactérie de l’action du Cplt en :

- inhibant l’activation de la voie alterne : entérobactéries inhibent formation C3 convertase

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- Protéine M de Streptococcus, Erp de Borrelia fixent le facteur H > facteur B

  Prévention de l’action du Cplt :

 Pneumocoque : le PG gêne la fixation du C5b-9 (MAC) constitué

 Bactéries G (-) (Neisseria) : fixation ac. sialiques présent sur sur LPS —> pas de formation C3 convertase

  Complément et bactéries intra-cellulaires : utilisation du Cplt —> être opsonisée sans lyse

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  Inhibition du chimiotactisme :   Toxines bactériennes —> inhibition du recrutement des phagocytes (leucocidine, streptolysine O, tox pertussique, cholérique)

  Dégradation du C5a : Bacilles à G (+)

  Eviter la phagocytose : Bac. extra-cellulaires   Aggrégats bactériens (Actinomyces)

  Conformation de fixation à la surface externe non opsonisante (S. aureus)

  Modulation du signal phagocytaire : dépolymérisation actine (Yersinia)

  % variable de phagocytose :

 Récepteurs PRRs reconnaissent ou non les PAMPs (PG, LPS, CpG) —> ± activation voie NF-KB

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NO, PAM, cytokines

(LPS) NF-KB

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  Peu ou pas de phagocytose :   Récepteurs PRRs reconnaissent ou non les PAMPs

  Modulation synergie entre intégrines (B. pertussis, Coxiella) —> phagocytose moins efficace

  Modulation du cytosquelette d’actine des CPA (S. typhi, Coxiella burnetii)

  Apoptose des macrophages avant la phagocytose

  Phagocytose non efficace :   Bactéries intra-cellulaires

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  Modulation de la fonction des phagosomes :

  Blocage maturation des phagosomes : pas de fusion phagosome-lysosome (Legionella, Brucella)

  Maturation altérée du phagosome après la fusion (M. tuberculosis)

  Survie dans le phagosome à pH acide (Coxiella)

  Lyse du phagolysosome et échappement dans le cytoplasme (Listeria, Shigella, Rickettsia)

  Neutralisation des mécanismes anti-bactériens :

  Défaut d’induction de la réponse oxydative (Coxiella, S. typhi, Yersinia)

  Synthèse de phospatases neutralisantes, de S.O.D. (Coxiella, Legionella, Listeria) ou de catalase (Staph, Coxiella, Listeria)

  Le LPS inhibe les peptides antimicrobiens cationiques des phagocytes

 Synthèse de cytokines : IL-4, IL-10 = restaure l’expression des récept. à la transferrine

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  Variation des antigènes de surface

  Altération de la présentation des Ag

  Altération de l’expression du CMH

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La bactérie empêche sa reconnaissance

  Par variation de ses Ag de surface :   Inversion du cadre de lecture -> changement de l’expression Ag : flagelles de S. typhi

  Recombinaison de cassettes de certains gènes -> variation Ag : Pil de Neisseria, Vmp de Borrelia

  Polymorphisme des MOMP entre les souches de C. trachomatis

La bactérie empêche sa reconnaissance

  Par altération de la présentation de ses Ag au CMH :   Modif apprêtement de l’Ag par toxine VacA de H. pylori

  Par modification de l’expression du CMH :  Inhibition de l’expression des molécules du CMH classe II :

-  sur les CPA par M. tuberculosis

-  sur les phagosomes par L. pneumophila

 Inhibition de l’expression des molécules du CMH classe I :

-  intra-cytosolique par L. monocytogenes

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  Modification de l’antigénicité :   Expression d’Ag de surface peu immunogènes -> réponse Ly B retardée : B. burgdorferi ++, T. pallidum

  Limitation phagocytose par inhibition fixation des IgG sur les macrophages : S. aureus

  Résistance par dégradation des Ig :  des IgG : protéases de P. aeruginosa

 des IgAs : Neisseria, Haemophilus, Streptococcus

 des IgG et des IgAs : Bacteroides, Capnocytophaga, Serratia

  Importance pour les bactéries à developpement intra-cellulaire

  Déséquilibre réponse Th1/Th2 :   Réponse Th2 excessive : M. leprae -> dissémination

  Réponse Th1 excessive : B. burgdorferi -> inflammation

  Activité suppressive des LyT :  Production d’IL-10 et de TGF par Macroph. : M. tuberculosis

  Toxine = super Ag -> activation LyT +++ : Staph, Strepto

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  A des cellules ou à la matrice extra-cellulaire

  Adhésines et récepteurs cellulaires exprimés ou stimulés par les bactéries

-> Réarrangement du cytosquelette d’actine

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  Phagocytose :  Contact ponctuel -> déclenchement phagocytose : S. typhi

 Englobement progressif par reconnaissance de proche en proche : Listeria, Yersinia

  Invasion de cellules non phagocytaires   Réarrangement +++ du cytosquelette d’actine

  Réplication intra-cellulaire   Multiplication dans un compartiment délimité :

Brucella, Chlamydia, Coxiella,

Legionella, M. tuberculosis

  Echappement dans le cytoplasme -> infection de proche en proche : Listeria, Shigella, Rickettsia

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  Pouvoir pathogène des bactéries = résultante de sa virulence et de sa capacité à neutraliser les défenses de l’hôte

  Majorité des bactéries tuées par les phagocytes

  Co-évolution bactéries et cellules hôtes -> diversité +++ de mécanismes d’interaction