La variation de phases chez Haemophilus influenzae

La variation de phases chez
Haemophilus influenzae :
un mécanisme influant sur la
virulence
Xavier Lecomte
Virginie Dufour
M2 Microbiologie fondamentale et appliquée
Haemophilus influenzae : généralités
 Gram –
 γ protéobactérie
 Naturellement présente
dans les voies
respiratoires
 Majeure cause de
méningites chez les
jeunes enfants
 Premier génome
séquencé en 1995
Lipopolysaccharide = LPS
Rappels immunologie
 TLR : Toll-like Receptor, exprimés surtout par
cellules phagocytaires (macrophages, cellules
dendritiques…)
 Reconnaissances motifs généraux des bactéries,
pas de spécificité d’espèce
 Déclenchent la réponse inflammatoire
 Reconnaissent le LPS
Rappels immunologie
 Le complément : ensemble de molécules du sérum
 Rôles :
- activation réponse inflammatoire
- opsonisation (aide à la
phagocytose)
- lyse des bactéries (Complexe
d’attaque membranaire = CAM ou
MAC)
 3 voies d’activation : classique (nécessite anticorps),
alterne (reconnaît le LPS), et lectine.
Le complexe d’attaque membranaire
Le LPS chez H. influenzae
 Lipooligosaccharide (LOS) : pas d’antigène O
classique, mais synthèse semblable
 Oligosaccharides ramifiés, au niveau du
« core »
 Décorations possibles (ex : phosphocholine)
 Extrêmement variable selon les souches
 Rôle majeur dans l’infection et la virulence
Le LPS chez H. influenzae
Hood, 2004
Biosynthèse du LPS : de nombreux
gènes
KEGG Pathways
KEGG Pathways
Variations du LPS : exemple de ChoP
 Variation de phase = changement de cadre
de lecture à cause répétitions (ici 5’CAAT3’)
 Choline phosphotransférase ~ choline kinase
eucaryote
 ChoP codée par lic1A
 Phosphocholine : liée aux heptoses et KDO
dans le “core” du LPS
 Variation de phase de lic1A = ChoP + ou
ChoP -
Mécanisme de variation de phases
Belkum, 1998
Effets de la variation de phase
ex : orf1 du locus lic3 (acide sialique)
+1 SD=RBS ATG +1
+1 SD=RBS
ATG +2
(CAAT)n
(CAAT)n
Protéine fonctionnelle
lic3-orf1
Stop
Protéine tronquée lic3-orf1
T
T
Stop
+1 SD=RBS
ATG +2
+1 SD=RBS
(CAAT)n-1
Protéine fonctionnelle
lic3-orf1
(CAAT)n
Pas de traduction
+3 : Pas ATG
Stop
T
T
ChoP et virulence
 ChoP+ : meilleure capacité d’infection des voies
respiratoires  adhésion aux cellules épithéliales
 MAIS : sensibilité accrue au complément
 C-Response Protein (humaine), se fixe à la
phosphocholine et active la voie classique du
complément
 Donc « shift » ChoP+ / ChoP- durant l’infection
 Au début, ChoP+ = adhésion
 Ensuite, dissémination = ChoP- sélectionnés
pour résistance au complément (sérum)
Humphries, 2002
WT
Tjs ChoP+
ChoP mutée
Autres décorations impliquées dans la
virulence
 Décorations et gènes impliqués dans leur fixation :



Acide sialique : lic3A – Augmente résistance
complément en mimant structures de l’hôte ?
masque épitopes LPS ? Permet accès aux
récepteurs de l’hôte ? Formation biofilm ?
Digalactoside : lic2A et lgtC – Mime épitopes de
l’hôte : camouflage aux Ac et complément
O-acétylation : oafA – Résistance complément ???
 Ces gènes sont également soumis à la variation
de phase
Schweda, 2007
Weiser, 2000, Trends in microbiology, Vol 8 n°10
Autres gènes de H. influenzae de
virulence soumis à variation de phase
 lic1A, lic2A, lic3A, lgtC, lex2A régulés
traductionnellement comme l’exemple
 Cas de hifA/B (synthèse fimbriae) : régulation
transcriptionnelle  les répétitions TA sont
situées entre la boîte -35 et la boîte -10
(modifie le spacer)
 Autres gènes de virulences soumis à variation
de phases : métabolisme du fer, et adhérence
aux cellules hôtes
Conclusion…
 Décorations du LPS : virulence et cible du
système immunitaire
 Modifications : variation de phase pour les
gènes les + importants dans la virulence
 Grande diversité des LPS  échappement
immunitaire et virulence
 Variation de phase = variation de phénotype
selon les étapes d’infection
Perspectives
 Biosynthèse LPS : très complexe et encore
mal connue
 Rôle de chaque modification dans la
virulence à déterminer
 Existe-t-il une régulation de la transition de
phase ?
 Haemophilus influenzae bien connu
aujourd’hui : bon modèle d’étude de la
transition de phase pour la synthèse du LPS
 Travaux de JN Weiser et al.
 Schwedaa, et al., International
Références




Journal of Medical Microbiology
297 (2007) 297–306
Derek Hood. et al. J. Bact., Nov.
2004, p. 7429–7439 Vol. 186,
No. 21
Alex Van Belkum et al.
Microbiology and molecular
biology reviews, June 1998, p.
275–293 Vol. 62, No. 2
Holly E. Humphries et al., FEMS
Immunology and Medical
Microbiology 34 (2002) 221^230
Recherche internet KEGG
Pathways