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 1 « 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 2 3 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 4 - 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 5 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 X (LPS) NF-KB NO, PAM, cytokines 6 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 7 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 8 Variation des antigènes de surface Altération de la présentation des Ag Altération de l’expression du CMH 9 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 10 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 intracellulaire 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 11 A des cellules ou à la matrice extra-cellulaire Adhésines et récepteurs cellulaires exprimés ou stimulés par les bactéries -> Réarrangement du cytosquelette d’actine 12 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 13 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 14