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Un modèle de bactérie toxinogène:
Corynebacterium diphtheriae
P. RIEGEL
Laboratoire de Bactériologie
CHU Strasbourg
Exotoxines
• Toxines sécrétées par des bactéries (viables
ou lors de la lyse bactérienne):
– Superantigènes (type I)
– Toxines endommageant les membranes
cellulaires (II)
– A-B toxines et toxines qui interfèrent avec les
fonctions métaboliques de l’hôte (III)
A-B toxines (1)
A-B toxines (2)
A-B toxines (endocytose)
A-B toxines (passage direct)
Exemple: C. diphtheriae
• Bacilles à Gram positif, aéro-anaérobie
• Formes irrégulières « corynéformes »
• Croissance améliorée sur milieux gélosés
contenant 5 % de sang
• Colonies caractéristiques sur milieux
tellurite-cystéine (milieu de Tinsdale)
• Strictement humain
C. diphtheriae
C. diphtheriae gravis
C. diphtheriae, Tinsdale
Pouvoir pathogène
• C. diphtheriae non toxinogène:
– Abcès cutanés +++, septicémie, endocardites
– Angines non « malignes » +
• C. diphtheriae toxinogène:
– Agent de la diphtérie +++
– Abcès cutanés +
Diphtérie
• Endémique sur tous les continents
• 2003:
– 896 cas recensés en Europe dont 99% provenait des pays de l’Est.
• France:
– 1 ou 2 cas par an avec notion de voyage à l’étranger
– Vaccination (anatoxine) obligatoire dans l’enfance, rappel pour les voyages en zone d’endémie
Diphtérie (endémie)
Pathologie
• Nasopharynx:
– Exsudat inflammatoire
– Nécrose tissulaire pseudomembranes
– Extension au larynx croup
• Absence de bactériémie
• Diffusion d’une exotoxine: la toxine diphtérique
• Défense de l’organisme: production d’anticorps anti-toxine
Diphtérie
Diphtérie
C. diphtheriae, fausses membranes
C. diphtheriae, toxine
Physiopathologie
• Adhésion bactérienne – Fimbriae
– Adhésines (résidus ac sialiques et de sucres)
• Possibilité d’internalisation CD-intern.pdf
• Dommages cellulaires– Cord-factor (glycolipides toxiques)
– Neuraminidase (destruction du mucus)
– Transialidase
• Réaction inflammatoire (leucocytes, fibrines, débris cellulaires)
Production de toxine
• Nécessité de la lysogénisation par le phage bêta (gène tox)
• Production contrôlée par le gène toxR localisé sur le chromosome bactérien
• La protéine DtxR est un répresseur uniquement actif en présence de fer
• Régulation de la concentration en fer dépend d’un transporteur ABC, d’une haeme oxydase et du répresseur DtxR.
Transport du fer
Régulation de production de TD
Toxine diphtérique
• 1 chaîne polypeptidique, 560 ac. aminés, 62 kDa
• Maturation en 2 chaînes (A, 193 aa et B, 342 aa)
• 3 domaines:
– B: fixation aux récepteurs
– T: translocation à travers la membrane endosomale, hydrophobe
– A: activité catalytique
• Récepteurs cellulaires:
– Pro-HB-EGF, CD-9, HSPG
Toxine diphtérique
Toxine diphtérique
• Activité ADP-ribosylase
• Cible:
– facteur EF-2 d’élongation
– Protéine qui permet la translocation du peptidyl tRNA du site A au site P des ribosomes en présence de GTP
– Inactivation blocage de l’élongation des chaînes peptidiques
– Inhibition de la synthèse protéique cellulaire
EF-2 + NAD ADPR-EF2 + Nicotinamide
Exotoxines: autres exemples
• Toxine cholérique: ADP ribosylation
• Toxine pertussique: ADP ribosylation
• Toxine shigellique (clive le rRNA)
• Toxine de l’anthrax (B. anthracis)
• Toxine botulique (neurotoxine)
• Toxine tétanique (neurotoxine)
• Toxine d’Helicobacter (inflammation)
Conclusion
• Action locale due à la production d’une toxine:
– destruction des défenses locales (cellules épithéliales et leucocytes)
– Formation de pseudomembranes
– Colonisation facilitée (la vaccination antitoxine a fait disparaître le portage sain)
• Action à distance:– Tissus cibles: cœur, tissu nerveux et rein.
– Mort cellulaire par inhibition de la synthèse protéique
• Immunité:
– Anticorps opsonisant les antigènes de surface (type)
– Anticorps neutralisant la toxine (sérothérapie) sur le site récepteur
