R2 - Roneo`07
publicité
Sandra C. et Charlotte Tanguy et Virginie BACTERIOLOGIE 08/01/09 11h30-12h30 Romain VOLMER LE LIPOPOLYSACCHARIDE Il existe 2 types de toxines bactériennes : Le LPS (Lipopolysaccharide) constituant de la membrane externe des bactéries Gram – nature lipopolysaccharidique libéré pendant la croissance et les divisions bactériennes produit en grande quantité lors de la dégradation des bactéries Les toxines protéiques synthétisées par les bactéries Gram + et Gram – protéines de haut poids moléculaire habituellement sécrétées par les bactéries vivantes ou lors de la lyse On ne s’intéressera dans ce cours qu’au LPS. Les bactéries Gram+ sont constituées d’une bicouche lipidique et d’une paroi constituée de peptidoglycanes. Les Gram - ont en plus une deuxième bicouche lipidique du côté externe, qui porte les LPS. L’étude du LPS ne concerne donc que les bactéries Gram-. 1. Structure du LPS Le LPS est situé dans la membrane externe de la bactérie ; il est constitué de lipides associés à des sucres. BACTERIOLOGIE - le LPS - page 1/5 Le LPS est constitué de 3 parties : - un lipide A, partie très conservée - un noyau - une chaîne oligosaccharidique ou chaine O (qui constitue l’antigène O) dont la longueur (n) est très variable L’antigène O Il est à l’origine de la réponse des anticorps. Sa structure est plus ou moins variable, ce qui permet de distinguer un grand nombre de sérotypes. L’antigène O permet d’échapper à la réponse immunitaire en inhibant l’opsonisation. L’opsonisation est la capacité d’un anticorps à se fixer sur une bactérie pour favoriser sa phagocytose par les cellules de l’immunité. Il existe des colonies mutantes : Smooth (aspect lisse et luisant) et Rough (aspect irrégulier et granuleux). Les Rough ont perdu l’antigène O et sont par conséquent fortement atténuées, elles n’inhibent plus l’opsonisation. On peut créer artificiellement des mutants R non pathogènes qui permettent de créer des vaccins atténués. Ce sont de très bons vaccins car avec des bactéries vivantes mais non dangereuses. Il faut cependant être sur que le vaccin est correctement atténué sinon cela peut provoquer l’apparition de la maladie chez les animaux affaiblis. 2. L’activité biologique du LPS Elle est liée au lipide A, c’est lui qui est toxique pour l’organisme ; il constitue le cœur de l’endotoxine. Une endotoxine est un constituant de la bactérie qui n’est pas excrété dans les conditions normales, il est libéré dans le milieu extérieur, par exemple, lors de la mort ou de la multiplication de la bactérie. Il est toxique car il agit sur le système immunitaire, et provoque alors un mécanisme immunopathologique. C’est un stimulateur puissant de l’immunité innée. Il stimule en effet les principales cellules de l’immunité, telles que les macrophages et les monocytes, qui produisent alors des molécules proinflammatoires (cytokines) qui signalent un danger à l’organisme ; ceci provoque un afflux de nouvelles cellules inflammatoires, qui produisent des cytokines à leur tour (TNF et Interleukine I). BACTERIOLOGIE - le LPS - page 2/5 Mécanismes de stimulation des monocytes par les LPS : Le LPS est reconnu grâce au lipide A par les récepteurs TLR4 (Toll Like Receptor, qui reconnaissent les structures d’agents pathogènes dangereuses pour l’hôte). Cette reconnaissance permet de déclencher une réponse immunitaire innée très rapide, avec production de cytokines pro inflammatoires et afflux de cellules inflammatoires au site d’infection, qui peut être bénéfique pour l’hôte, mais également être à l’origine de mécanismes immunopathologiques dans le cas d’inflammations incontrôlées. Remarque : il existe des TLR3 qui reconnaissent les ARN viraux, différents des ARN de l’hôte Quand il y a trop de LPS, il a une trop forte inflammation, cela entraine un phénomène immunopathologique, avec amplification de la réponse immunitaire, alors toxique pour l’hôte. On peut en effet observer des symptômes graves : fièvre, fragilisation de l’endothélium qui entraine un œdème, activation des voies de la coagulation qui entraine un CIVD (Coagulation Intra Vasculaire Disséminée). Les organes ne sont alors plus correctement perfusés, la cible principale est le rein, les dommages sont alors irréversibles et provoque une insuffisance rénale aigue grave. 3. Physiopathologie de l’endotoxémie Quand il y a trop de LPS présents dans le sang, il y a surproduction de médiateurs de l’inflammation, ce qui entraîne une sepsis plus ou moins sévère. Sepsis : c’est la réponse inflammatoire systémique à une infection, il s’agit d’un symptôme Septicémie : présence d’agents pathogènes dans le sang Un sepsis sévère est associé à une hypoperfusion des organes, il s’agit d’une urgence majeure car le risque de mortalité est élevé. Chez l’homme, c’est une cause fréquente de mort par choc septique, un sepsis avec hypotension. Le choc septique, contrairement au choc anaphylactique a lieu au niveau de tout l’organisme mais les symptômes peuvent être identiques. Remarque : Le sepsis peut aussi être provoqué par la sécrétion de toxines protéiques bactériennes. BACTERIOLOGIE - le LPS - page 3/5 Exemple : les toxines bactériennes Gram + ou super antigènes, qui stimulent de façon exagérée le système immunitaire Endotoxémie dans quel cas ? Présence de LPS dans le sang : - bactériémie : présence de bactéries dans le sang qui libèrent les LPS - quand la réponse immunitaire détruit les bactéries, il y a libération de LPS - absorption intestinale de LPS (quand l’intestin est lésé) Cas de la réaction de Jarisch-Herxheimer : si les bactéries Gram - sont en grand nombre, il y a libération massive de LPS suite à la lyse bactérienne provoquée par des antibiotiques bactéricides. On peut observer des symptômes rapides après la mise en place du traitement. Facteurs de risque : - diabète - cirrhose hépatique - cancer - chirurgie (contamination de la plaie) Ainsi que les pathologies suivantes : - entérite hémorragique (ex : Parvovirose canine) : l’épithélium intestinal est altéré, il y a passage de bactéries dans le sang. volvulus : torsion de l’intestin et accumulation de bactéries à cet endroit, entraînant un défaut de perfusion de l’organe qui se dégrade alors et permet le passage des bactéries - pyomètre : quand la charge de bactéries est importante, il y a plus de LPS qui passe dans le sang de manière passive mammite Clairance du LPS Des bactéries Gram- sont normalement présentes dans l’organisme, il y a donc aussi présence de LPS en faible quantité. Il existe un système de clairance du LPS qui permet son élimination par deux principaux mécanismes : - dans l’intestin, liaison du LPS aux sels biliaires dans le sang, liaison du LPS à des lipoprotéines, puis détoxification dans les macrophages hépatiques S’il y a une infection du foie, cette détoxification est moins efficace. Il y a en effet apparition de symptômes lors d’un déséquilibre entre la production de LPS et son élimination. Ce déséquilibre peut être du à un désordre hépatique ou à une forte infection. Traitement 1. Traitement symptomatique : apport de fluide par une perfusion afin de maintenir une bonne circulation sanguine et de préserver les organes vitaux. C’est un traitement d’urgence. 2. Stopper le processus inflammatoire : surtout appliquée chez l’homme avec des : - anticorps anti-TNF pour éviter le choc septique (très coûteux mais action rapide et le plus efficace) - protéines C activées pour agir sur la voie de la coagulation BACTERIOLOGIE - le LPS - page 4/5 - antibiotiques telles que la polymyxine B (possible chez les animaux), qui a la propriété de se lier aux lipides A qui arrêtent alors de stimuler le système immunitaire 3. Identifier la source de bactéries et traiter Exemple : dans le cas d’un pyomètre on supprime la source de bactéries par une hystérectomie. 4. Modulation de l’effet biologique du LPS Les LPS sont plus ou moins toxiques et stimulent alors plus ou moins le système immunitaire inné. Cette diversité est liée à une reconnaissance +/- efficace par les récepteurs TLR4. Cause : - - variabilité dans la structure du lipide A en fonction des espèces ou des souches bactériennes. modifications du lipide A au cours de l’infection par modification enzymatique et donc diminution de la synthèse de molécules proinflammatoires : ce mécanisme permet aux bactéries d’échapper à la réponse immmunitaire. variabilité dépendant de l’hôte : polymorphisme du TLR4. Conclusion Les LPS sont des constituants de la membrane externe des bactéries Gram - . Ce sont des stimulateurs extrêmement puissants de la réponse immunitaire innée. C’est la principale cause de mortalité lorsque la septicémie est due aux Gram - . Sa toxicité est due à l’inflammation massive. Les LPS sont très stables : ils résistent bien à la chaleur. Remarque : un soluté apyrétique ne provoque pas de fièvre car tous les efforts ont été faits pour qu’il n’y ait pas de LPS dans la solution (on évite la contamination par des Gram- lors de la production du soluté). BACTERIOLOGIE - le LPS - page 5/5
