Relations Hôte-Bactéries - Faculté de médecine

Relations Hôte-Bactéries:
Objectifs pédagogiques
• Objectif
j
général:
g
Connaître les mécanismes
essentiels impliqués dans la relation hôtemicroorganismes (avec ou sans
pathogénicité induite)
– Connaître les principaux types de relation hôte-bactérie
– Connaître les différentes étapes du conflit hôte-bactérie
– Connaître les principaux modes de transmission des bactéries
à l’homme
– Connaître les principaux facteurs et mécanismes de la virulence
bactérienne
DFGSM 2/3 UE Agents infectieux
Faculté de Médecine Montpellier-Nîmes
Relation hôte-bactéries S. Charachon
Année 2012-2013
Relations Hôte-Bactéries
(RHB)
• I. Généralités-Définitions
• II. Physiopathologie: Colonisation
bactérienne / Infection
y
de défense de hôte contre
• III- Moyens
l’infection bactérienne
• IVIV Stratégies
St té i de
d la
l bactérie
b té i pour
pp aux défenses de l’hôte:
échapper
Facteurs de pathogénicité
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RHB II- Généralités-Définitions
RHB:
Gé é lité Défi iti
• La plupart des organismes vivants sur terre sont
des microbes,
microbes en particulier bactéries
•  Source de toute forme de vie
•  Interactions
I t
ti
+++ avec l’environnement
l’
i
t ett tout
t t le
l
monde vivant : énorme impact sur vie des êtres
humains!
• Principe général dans la nature: aucun organisme
ne vit
it isolé.
i lé
« Etre vivant, c’est vivre avec d’autres organismes! »
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RHB: I- Généralités-Définitions
• Vivre ensemble: Symbiose
• Type d’association varie de bénéfique (Mutualisme)
à délétère (Parasitisme)
• Commensalisme: Type d’association conduisant
deux espèces
p
différentes d’organisme
g
à vivre
ensemble, sans que l’une nuise à l’autre, et où
parfois l’une des espèces se procure de la
nourriture, une protection ou d’autres avantages
• Bactéries commensales: Hôtes p
physiologiques
y
gq
du
corps humain  Flores commensales
• En fait terme approprié serait symbiontes
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RHB: I- Généralités-Définitions
Symbiose
y
homme-bactéries:
• Exposition de tout individu aux bactéries est
inévitable,, s’effectue dès naissance
• Au cours de l’évolution, développement de moyens
de défense contre les bactéries
• Association constante de bactéries avec la surface
du corps: Flore bactérienne normale (commensale)
 Microbiote (propre à chaque individu)
• Dans
D
organisme
i
humain:
h
i
– 10*14 bactéries (x10 Nb de cellules humaines!) = 1à 2 kg
– L’homme
L’h
estt constitué
tit é à 90% d
de b
bactéries!
té i !
– 3,3 M gènes bactériens: 150x génome humain (20 000 gènes)
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RHB: I- Généralités-Définitions
Symbiose homme-bactéries: Rôle important +++
• Un autre génome pour l’homme:
l homme: Microbiome
• Microbiote intestinal indispensable à santé
– Exemple: Flore digestive et traitement antibiotique
• Microbiote intestinal est le mieux étudié = « organe
vital »!
• Digestion de certaines molécules (cellulose)
• Régulation du développement de la paroi TD
et du réseau sanguin qui l’irrigue
• Développement et maturation du système
immunitaire +++
•
Implication probable dans obésité, maladies inflammatoires
chroniques de l’intestin, autres maladies auto-immunes
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RHB: II- Généralités-Définitions
Généralités Définitions
Remarque: Autre cas
• Saprophytisme: Forme de nutrition permettant à un
organisme d’utiliser des matières organiques en
décomposition
• Bactéries
B té i saprophytes:
h t
B té i d
Bactéries
de l’
l’environnement.
i
t Leur
L
présence dans l’organisme humain est en général
transitoire
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RHB: II- Généralités-Définitions
Généralités Définitions
• Pouvoir pathogène ou pathogénicité: Ensemble
des mécanismes conditionnant le type de
maladie dépendant d’une bactérie (Notion
qualitative)
•  Virulence: Notion quantitative
• Bactéries pathogènes: Bactéries capables de
provoquer une maladie chez un sujet dont les
mécanismes de défense sont normaux
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RHB: II- Généralités-Définitions
Généralités Définitions
• Frontière entre bactéries commensales et bactéries
pathogènes: parfois confuse et variable dans le temps
+++
 Dépend d’un changement chez un des partenaires modifiant
l’équilibre de la relation hôte/bactérie
• Bactéries pathogènes opportunistes: certaines
bactéries peuvent devenir pathogènes lorsque les
défenses de l’hôte sont affaiblies
– Souvent bactéries commensales
• Ex: Staphylococcus epidermidis (flore cutanée)
– Parfois bactéries saprophytes de environnement:
• Ex:
E P
Pseudomonas
d
aeruginosa
i
(B ill pyocyanique)
(Bacille
i
)
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RHB: I- Généralités-Définitions
Classification des interactions
• Transit: Absence d’implantation de bactérie sur hôte
• Colonisation: Présence de bactéries (commensales ou
pathogènes) sur
s r le revêtement
re êtement c
cutanéo-muqueux
tanéo m q e sans
provoquer de dommage pour l’hôte.
• Colonisation simple par bactéries pathogènes =
Portage (porteurs sains)
• Maladie infectieuse: Conflit hôte-bactérie aboutissant à
des lésions chez hôte infecté (Maladie)
(Maladie). Transmission
d’un individu à l’autre (Infection).
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Relations Hôte-Bactéries
(RHB)
• I. Généralités-Définitions
• II. Physiopathologie: Colonisation
bactérienne / Infection
y
de défense de hôte contre
• III- Moyens
l’infection bactérienne
• IVIV Stratégies
St té i de
d la
l bactérie
b té i pour
pp aux défenses de l’hôte:
échapper
Facteurs de pathogénicité
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II 1 Colonisation bactérienne
II.1
• Principe: Pour survivre,
survivre un organisme vivant
a 3 besoins principaux
–S
Se nourrir
i
– Habiter (occuper un territoire)
– Résister à « ennemi » (agents ayant pour but de
l’éliminer)
• Bactéries: capacité à se multiplier partout,
mais nécessité d’un
d un milieu liquide (ou semi
semiliquide)
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II.1 Colonisation bactérienne
• Exemple: Tube digestif de hôte
–  2 compartiments / 2 challenges différents pour
maintien des bactéries
– Lumière centrale: Liquide (Flux)  Multiplication
rapide +++, capacité de réponse rapide à changement
brutal d’environnement
d environnement : Efficacité/Adaptabilité/ Coût++
– Epithelium (« mur »): Mucus  Adhésion à surface
du TD: permet maintien au prix de multiplication moins
rapide / Coût moindre pour la bactérie
 Organisation
O
i ti en structures
t t
complexes
l
en surface
f
:
Biofilms
 Etablissement de coopérations entre bactéries:
différentes bactéries / différentes activités
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II 1 Colonisation bactérienne
II.1
• Bactéries: priorité = occuper la surface
– Élément très important dans le monde bactérien:
Adhésion bactérienne
– Organisation des bactéries en biofilms
 Colonisation bactérienne impliquée dans:
 Flores commensales
 Etape indispensable dans le processus de
toute maladie infectieuse bactérienne
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II 2 Physiopathologie de ll’infection
II.2
infection
Déroulement de toute maladie infectieuse
suivant les mêmes étapes:
• Rencontre entre bactérie et hôte
l hôte
• « Entrée » dans l’hôte
• Etablissement chez hôte
• Maladie si dommages causés
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II.2 Physiopathologie de l’infection
II.2.1 Rencontre entre bactérie et hôte:
Différents modes de transmission
• Notion de réservoir de bactéries
– Homme:
H
maladie
l di strictement
ti t
t humaine
h
i
Méningite à méningocoque, Infections sexuellement
transmissibles, Coqueluche
– Animaux: Anthropozoonoses
• Homme est souvent un hôte accidentel
• Brucellose, Peste, maladie de Lyme
– Sol, … Tétanos, Charbon
• S
Source exogène
è / source endogène
d è (à partir
ti d
de
flore commensale
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II.2 Physiopathologie de l’infection
II 2 1 R
II.2.1
Rencontre
t entre
t b
bactérie
té i ett hôte:
hôt
Différents modes de transmission
• Transmission directe: contamination par contact avec
réservoir (contact direct avec individu ou animal
infecté)
• Transmission indirecte: contamination par
intermédiaire d’objet infecté, aliment contaminé,
eau,…Notion de survie de bactérie dans environnement
pendant un certain délai.
• Transmission horizontale  verticale
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II.2 Physiopathologie de ll’infection
infection
II.2.1 Rencontre entre bactérie et hôte:
• Rencontre hôte/bactérie peut se faire:
– Soit juste avant le développement de l’infection
– Soit parfois longtemps avant: existence d’une phase
asymptomatique
– Soit
S it avantt naissance,
i
in
i utero
t
• Notion de période d’incubation
– De quelques jours à plusieurs années (Lèpre)
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II.2 Physiopathologie de l’infection
II.2.2
II
2 2 « Entrée » dans hôte:
Différentes voies de contamination
Porte d’entrée: contamination possible par
g
ingestion
g
d’eau ou aliments
• Voie digestive:
contaminés Choléra, typhoïde
• Voie respiratoire:
p
inhalation d’aérosols
contaminés Legionellose, Coqueluche
• Voie cutanée: inoculation par contact (plaie
souillée) Tetanos, Surinfections de plaie
• Voie transcutanée: piqûre d’insecte vecteur
de bactéries
é
Peste, maladie de Lyme
• Voie sexuelle: Infections sexuellement
t
transmissibles
i ibl Syphilis,
S hili uréthrite
éth it
gonococcique, Chlamydia
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Microbe, ASM Press, 2006
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II.2 Physiopathologie de l’infection
II.2.2
II
2 2 « Entrée » dans hôte:
Différents modes d’infection
B té i
Bactéries
Multiplication
en surface
Adhésion
Toxines
EXT
Toxines
Hôte
Multiplication
dans organisme
Bactéries absentes
ou en transit
Toxi-infection
simple
Toxi-inf. alimentaires:
S aureus,
S.
aureus Botulisme
Bactéries non
invasives
Colonisation et
Toxi-infection
Tétanos, Diphtérie
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Toxines
Bactéries invasives
Colonisation puis
Invasion +++
La plupart des bactéries!
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II.2 Physiopathologie de l’infection
II.2.3 Etablissement chez l’hôte:
l hôte:
Etapes du processus infectieux (Bactéries invasives)
• 1ère étape: Colonisation du revêtement
cutanéo-muqueux
• 2ème étape
étape: Invasion
In asion
•  Complexes interactions entre hôte et bactérie (sur
mode
d ACTION/REACTION)
 Déterminent le devenir de rencontre:
maladie
l di ou non, persistance
i t
de
d bactérie
b té i ou non
• 3 facteurs reliés entre eux:
– Importance de inoculum
– Capacité
p
à envahir de la bactérie (Facteurs
(
de
pathogénicité)
– Etat des défenses de hôte
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II.2 Physiopathologie de l’infection
II.2.3 Etablissement chez l’hôte:
l hôte:
Etapes du processus infectieux (Bactéries invasives)
• 2ème étape (suite): Invasion
– Franchissement de barrière cutanéo-muqueuse
q
– Inflammation au niveau de porte d’entrée
(secondaire à multiplication bactérienne)
 Infection localisée
• +/- 3ème étape: Dissémination de bactérie à
partir de porte d’entrée
– Dissémination par voie sanguine (Bactériémie) ou
lymphatique
– Localisation secondaires: métastases septiques
– Sepsis (infection généralisée)
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II.2 Physiopathologie de l’infection
II 2 4 Maladie si dommages causés
II.2.4
• Lésions chez hôte variables suivant différentes
maladies infectieuses
– Causées par bactérie elle-même
et/ou liées à réaction inflammatoire : Sepsis +++
– Lésions au site d’entrée ou à distance
– Gravité fonction du tissu infecté: +++ si organes
vitaux touchés
– Lésions liées à llyse
se cell
cellulaire
laire o
ou à des modifications
du fonctionnement cellulaire (Ex: Action de toxines
bactériennes)
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Relations Hôte-Bactéries
(RHB)
• I. Généralités-Définitions
• II. Physiopathologie: Colonisation
bactérienne / Infection
y
de défense de hôte contre
• III- Moyens
l’infection bactérienne
• IVIV Stratégies
St té i de
d la
l bactérie
b té i pour
pp aux défenses de l’hôte:
échapper
Facteurs de pathogénicité
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II.3 Moyens de défense de hôte contre
l’infection bactérienne
Nous vivons dans un monde rempli
p de
bactéries, mais les infections sont en fait rares
 Témoignage de puissance et efficacité des
défenses de hôte
↓ Défenses  ↑ Infections
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II.3 Moyens de défense de hôte contre
l’infection bactérienne
• 1- Défense générale: Moyens de défense non
spécifiques
– 1.1 Barrières cutanéo-muqueuses
– 1.2 Réaction inflammatoire = Immunité innée:
toujours disponible, commune à espèce
((héritage
g génétique)
g
q )
• 2
2- Défense ciblée sur un type de bactérie:
réponse adaptative, reflet de expérience de
chaque individu = Immunité acquise spécifique
• Interrelations +++ entre les 2 réponses
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RHB: III- 1 Moyens
de défense de hôte
non spécifiques
III 1 1 B
III-1.1
Barrières
iè
cutanéo-muqueuses
t é
• Première ligne de défense
• But: Empêcher l’implantation des bact. pathogènes
• Rôle primordial des épithéliums
Milieu externe
Bactéries
Cellules p
polarisées/Caractéristiques
q
particulières (cils, kératine, mucus,…)
Jonctions serrées
MB
• Peau / Muqueuses
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RHB: III- 1 Moyens
de défense de hôte
non spécifiques
III-1
III
1.1
1 Barrières cutanéo
cutanéo-muqueuses
muqueuses
A- Barrière physique
• Peau: kératinisation,
kératinisation
desquamation superficielle
• Muqueuses:
– Rôle du mucus ++
– Muqueuse respiratoire: cils
– TD: Péristaltisme intestinal,
desquamation superficielle
– Flux urinaire
– Sécrétions lacrymales
 élimination mécanique
des bactéries
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RHB: III- 1 Moyens
de défense de hôte
non spécifiques
III-1
III
1.1
1 Barrières cutanéo
cutanéo-muqueuses
muqueuses
B- Barrière chimique
• Peau:
– pH acide et sécheresse
– sécrétions de lipides toxiques et de lysozyme
( l d sébacées
(glandes
éb é ett sudoripares)
d i
)
• Muqueuses:
– pH acide: estomac, urine, vagin
– Sécrétions de produits anti
anti-bactériens
bactériens dans le
mucus: lysozyme, lactoferrine, peptides toxiques
ou défensines,
défensines IgA sécrétoires
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RHB: III- 1 Moyens
de défense de hôte
non spécifiques
III-1.1 Barrières cutanéo-muqueuses
C- Barrière biologique
Flores commensales
• Au niveau de peau et toutes muqueuses
• Sauf:
– Voies resp. basses
– Tractus urinaire
– Voies génitales hautes: utérus, trompes
• Rôle: Obstacle à l’implantation de nouvelles
bactéries (compétition pour nutriments, sites de
fi ti
fixation,
captation
t ti du
d fer,…)
f
)
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RHB: III- 1 Moyens
de défense de hôte
non spécifiques
III-1.1 Barrières cutanéo-muqueuses
Conclusion
• Peau saine = Barrage continu infranchissable par
les bactéries!
• Infection si:
– Lésion cutanée (plaie, brûlure,…)
– Introduction de matériel étranger (cathéter)
• Muqueuses = Portes d’entrée plus faciles à
franchir que la peau
• La plupart des infections spontanées ont pour
point de départ la surface d’une muqueuse
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RHB: III- 1 Moyens
de défense de hôte
non spécifiques
III-1.2 La réaction inflammatoire ou Immunité innée
• Deuxième ligne de défense (après entrée de
b té i dans
bactérie
d
organisme)
i
)
• But: Elimination rapide de agent pathogène présent
dans un tissu normalement stérile
é
• Réponse immédiate basée sur la reconnaissance
d’antigènes bactériens très conservés
• Effecteurs:Cellules phagocytaires
g y
((phagocytose)
g y
) et
protéines de l’inflammation (dans tissus et sang)
– Activation du complément
p
– Cytokines et chimiokines
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RHB: III- 1 Moyens
de défense de hôte
non spécifiques
III-1.2 La réaction inflammatoire ou Immunité innée
• Composants bactériens qui activent l’immunité innée:
Structures microbiennes (« motifs ») très conservées: Microbeassociated molecular patterns (MAMPs)
– Bactéries à gram négatif: lipopolysaccharide (LPS) (lipide A)
– Bactéries à gram positif: peptidoglycane, acides
lipoteichoïques
• Reconnaissance par hôte:
Récepteurs de immunité innée au niveau de cellules de hôte:
Pattern-recognition receptors (PRR)
Ex: Toll-like receptors
p
(TLR)
(
)
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RHB: III- 1 Moyens
de défense de hôte
non spécifiques
III 1 2 La réaction inflammatoire ou Immunité innée
III-1.2
Conclusions (1)
• But de immunité innée: permettre une réaction
inflammatoire rapide au niveau du site infecté ++
– Recrutement des phagocytes
– Extravasation des protéines de l’inflammation
l inflammation
 Elimination de agent bactérien
• Si exagération de cette réponse  SEPSIS
CHOC SEPTIQUE
• Variabilité génétique  susceptibilité variable des
i di id aux infections
individus
i f ti
(ex: mutation TLR4  infections BGN)
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RHB: III- 1 Moyens
de défense de hôte
non spécifiques
III 1 2 La réaction inflammatoire ou Immunité innée
III-1.2
Conclusions (2)
– Remarque 1: si libération d’enz.
d enz. lysosomiales ++
 destruction PNN et tissus voisins  PUS
– Remarque 2:  PNN ds sang = hyperleucocytose
neutrophile  signe biologique d’infection
d infection
– Remarque 3: Synthèse des protéines de phase
aiguë de l’inflammation ds sang =  Protéine Créactive
é ti (CRP)  signe
i
biologique
bi l i
d’infection
d’i f ti
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RHB: III- Moyens de défense de hôte contre
l’i f ti
l’infection
bactérienne
b té i
III 2 Immunité acquise spécifique
III-2
• Le système immunitaire  Immunité
–
–
–
–
Spécifique: ciblée contre une bactérie
A
Acquise
i
Retardée (8-10j après premier contact)
Mémoire immunologique ++ (Vaccination)
• 2 types de réponse immunitaire
– Cellulaire: cellules T cytotoxiques
– Humorale:
H
l production
d ti d’anticorps
d’ ti
Cf Cours Immunologie générale
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RHB: III- Moyens de défense de hôte contre
l’i f ti
l’infection
bactérienne
b té i
III 2 Immunité acquise spécifique
III-2
• Infection par bactéries extracellulaires
 Réponse Th2 (anticorps) +++
• Infection par bactéries intracellulaires
 Réponse Th1 (lympho T cytotoxiques) +++
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Relations Hôte-Bactéries
(RHB)
• I. Généralités-Définitions
• II. Physiopathologie: Colonisation
bactérienne / Infection
y
de défense de hôte contre
• III- Moyens
l’infection bactérienne
• IVIV Stratégies
St té i de
d la
l bactérie
b té i pour
pp aux défenses de l’hôte:
échapper
Facteurs de pathogénicité
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RHB: IV- Stratégies de la bactérie pour
é h
échapper
aux défenses
déf
d
de l’hô
l’hôte
Facteurs de pathogénicité
• Bactérie  Capacité d’adaptation +++
• Développement de nombreuses stratégies
pour échapper
p
pp aux défenses
• Une bactérie  une stratégie !!!
• Néanmoins
Né
i thèmes
thè
communs
g » bactérie-cellule hôte
• « Dialogue
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Facteurs permettant la survie des bactéries pathogènes extracellulaires
Facteurs d
d’échappement
échappement
aux défenses de l’hôte
Echappement à réponse
immunitaire anticorps
• variation Agg de surface
(LPS, pili, flagelle,…)
• camouflage
C5a peptidase,
LPS
Echappement
au complément
Facteurs facilitant
la colonisation
pili
p
Adhésion
Captation
du fer
Mobilité
protéines de surface
sidérophores
flagelles
capsule
Echappement à
phagocytose
composants de la paroi
(LPS, ac teichoïques)
Réaction
inflammatoire
enzymes hydrolytiques
toxines
Actions à
distance +++
Destruction
des tissus
Facteurs endommageant ll’hôte
hôte
DFGSM 2/3 UE Agents infectieux
Faculté de Médecine Montpellier-Nîmes
Relation hôte-bactéries S. Charachon
Année 2012-2013
RHB: IV- Stratégies de la bactérie pour
é h
échapper
aux défenses
déf
d
de l’hô
l’hôte
Facteurs de pathogénicité
• 1- Facteurs facilitant la colonisation et
l’i
l’invasion
i des
d surfaces
f
de
d l’hôte
l’hôt
pp
aux défenses de
• 2- Facteurs d’échappement
l’hôte
• 33 Facteurs endommageant ll’hôte
hôte
• 4- Facteurs permettant la survie des bactéries
pathogènes intracellulaires
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Relation hôte-bactéries S. Charachon
Année 2012-2013
RHB: IV- 1 Facteurs
facilitant la
colonisation et
l’i
l’invasion
i
• IV-1.1
IV-1 1 Pénétration à travers la peau intacte
– Inf cutanées iatrogènes (chirurgie, cathéter)
– Insecte
I
vecteur: ex: morsure de
d tique
i
Borrelia burgdorferi (Bactérie spirochète): Maladie de Lyme
http://www.microbelibrary.org/
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Année 2012-2013
RHB: IV- 1 Facteurs
facilitant la
colonisation et
l’i
l’invasion
i
IV-1.2 Pénétration au niveau des muqueuses
 Traversée du mucus
• 1.2.1 Mobilité des bactéries: Flagelles
g
 Lutte contre flux urinaire ou péristaltisme
intestinal
• 1.2.2 Résistance à acidité gastrique
Helicobacter pylori : sécrétion d’ammoniaque
 Survie de bactérie dans l’estomac
l estomac (HCl)
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RHB: IV- 1 Facteurs
facilitant la
colonisation et
l’i
l’invasion
i
IV-1.2 Pénétration au niveau des muqueuses
• 1.2.3 Sécrétion d’IgAs
g
protéases
p
Bactéries extracellulaires ++
( Streptococcus pneumoniae ou Pneumocoque,
Pneumocoque
Neisseria meningitidis ou Méningocoque,
Haemophilus influenzae)
• 1.2.4 Entrée par les cellules M (Plaques de
y ) p
phagocytose
g y
induite par
p bactérie
Peyer):
Yersinia, Shigella, Salmonella
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RHB: IV- 1 Facteurs
facilitant la
colonisation et
l’i
l’invasion
i
IV 1 3 Adhésion bactérienne +++
IV-1.3
– Etape obligatoire pour la bactérie: début du
processus de colonisation
p
– Interaction entre adhésines bactériennes et
récepteurs cellulaires de hôte
– Interaction moléculaire spécifique
– Notion de répertoire d’adhésines pour une
bactérie
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Année 2012-2013
RHB: IV- 1 Facteurs
facilitant la
colonisation et
l’i
l’invasion
i
IV-1.3 Adhésion bactérienne +++
– 1. Adhésines: appendices (Pili) et protéines
de surfaces de bactérie reconnaissant site
spécifique (récepteur) sur la surface des
cellules de hôte
 Fixation de la bactérie sur la cellule
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Année 2012-2013
RHB: IV- 1 Facteurs
facilitant la
colonisation et
l’i
l’invasion
i
IV-1.3
1 3 Adhésion
é
bactérienne
é
Cas particulier: Biofilms +++
– 2. Sécrétion de substance collante:
Glycocalix ou Slime
• Polysaccharides
y
bactériens ((capsule
p
bactérienne))
sécrétés en grande quantité
•  Adhésion des bactéries entre elles et à surface
¢
• Biofilm  bactéries à état quiescent, à l’abri des
cellules phagocytaires et des antibiotiques +++
• Soit Biofilm physiologique: Flores commensales
• Soit Biofilm = facteur de virulence
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RHB: IV- 1 Facteurs
facilitant la
colonisation et
l’i
l’invasion
i
IV-1.3
1 3 Adhésion
é
bactérienne
é
Cas particulier: Biofilms +++
• Biofilm = facteur de virulence: exemples
– 11 Plaque dentaire: Streptococcus mutans
– 22 Colonisation
C l i ti des
d biomatériaux:
bi
té i
Staphylococcus epidermidis
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RHB: IV- 1 Facteurs
facilitant la
colonisation et
l’i
l’invasion
i
IV 1 4 Mé
IV-1.4
Mécanismes
i
d’
d’acquisition
i iti
du
d fer
f
• Fer nécessaire à croissance (multiplication)
bactérienne +++
• Synthèse de sidérophores par la bactérie
= chélateurs du fer avec haute affinité
• Compétition avec lactoferrine et transferrine
(chélateurs du fer de l’hôte)
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RHB: IV- Stratégies de la bactérie pour
é h
échapper
aux défenses
déf
d
de l’hô
l’hôte
Facteurs de pathogénicité
• 1- Facteurs facilitant la colonisation et
l’i
l’invasion
i des
d surfaces
f
de
d l’hôte
l’hôt
pp
aux défenses de
• 2- Facteurs d’échappement
l’hôte
• 33 Facteurs endommageant ll’hôte
hôte
• 4- Facteurs permettant la survie des bactéries
pathogènes intracellulaires
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RHB: IV- 2 Facteurs
d’échappement aux
défenses de l’hôte
IV-2.1
IV
2.1 Mécanismes d’échappement
d échappement au
système du complément
• Capsule
C
l bactérienne
b té i
• enveloppe ext. polysaccharidique
• Rôle protecteur contre activation du complément:
masque les composants à la surface de bactérie
susceptibles
tibl d’
d’activer
ti
lle complément
lé
t
• Modification du lipopolysaccharide (LPS) = Ag O
 Bactéries à Gram négatif dites « sérum
sérumrésistantes »
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RHB: IV- 2 Facteurs
d’échappement aux
défenses de l’hôte
IV-2.2 Mécanismes d’échappement à la
phagocytose
• Inhibition du chimiotactisme des cellules
phagocytaires:
Ex: Synthèse
y
de C5a p
peptidase
p
• Synthèse de toxine active sur polynucléaires
neutrophiles:
Ex: Leucocidine de Staphylococcus aureus
• Capsule
C
l bactérienne
b té i
• Rôle protecteur contre phagocytose : Bactéries
diffusant par voie sanguine +++
• Ex: mimétisme polysaccharides de hôte  non
i
immunogénique
é i
 opsonisation

i ti  phagocytose
 h
t
Streptocoque A, Méningocoque type B
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RHB: IV- 2 Facteurs
d’échappement aux
défenses de l’hôte
• IV.2.3
IV 2 3 Echappement à la réponse anticorps
– Camouflage avec molécules ressemblant à celles de
l’hôte:
ô certaines capsules
– Phénomène de variation antigénique +++
Ag flagellaire (Ag H) chez Salmonella
Pili de Neisseria gonorrhoeae ou Gonocoque
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RHB: IV- Stratégies de la bactérie pour
é h
échapper
aux défenses
déf
d
de l’hô
l’hôte
Facteurs de pathogénicité
• 1- Facteurs facilitant la colonisation et
l’i
l’invasion
i des
d surfaces
f
de
d l’hôte
l’hôt
pp
aux défenses de
• 2- Facteurs d’échappement
l’hôte
• 33 Facteurs endommageant ll’hôte
hôte
• 4- Facteurs permettant la survie des bactéries
pathogènes intracellulaires
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IV-3
IV
3 Facteurs de virulence
endommageant l’hôte
3 types:
• IV.3.1 Composants de paroi bactérienne à
l’origine de la réaction inflammatoire
• IV.3.2 Sécrétion d’enzymes hydrolytiques
• IV.3.3
IV 3 3 Toxines protéiques bactériennes
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RHB: IV- 3 Facteurs
endommageant
l’hôte
IV-3.1 Composants de paroi bactérienne à
ll’origine
origine de la réaction inflammatoire
MAMPs: (Cf Réponse innée plus haut)
• Bactéries à Gram négatif: LPS
– Lipopolysaccharide
Li
l
h id ou LPS:
LPS constituant
tit
t de
d
membrane externe de paroi
– Structure: 2 portions
• Portion lipidique (Lipide A)  propriétés toxiques
id ti
identiques
pour ttoutes
t b
bactéries
té i  Choc
Ch septique
ti
• Portion polysaccharidique  antigénique: Ag O (somatique)
• Bactéries à Gram positif: Ac. teichoïques,
peptidoglycane
tid l
– Rôle équivalent au LPS des bactéries à Gram négatif
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RHB: IV- 3 Facteurs
endommageant
l’hôte
• IV.3.2 Sécrétion d
d’enzymes
enzymes hydrolytiques
 destruction des tissus  facilitent
di é i ti
dissémination
des
d bactéries
b té i
–p
protéases, DNAses, hyaluronidases,
y
collagénases, kinases,…
– Bactéries pyogènes +++
Staphylococcus aureus ou Staphylocoque doré,
Streptococcus pyogenes ou Streptocoque groupe A
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RHB: IV- 3 Facteurs
endommageant
l’hôte
• IV.3.3 Toxines protéiques bactériennes
(
(Exotoxines)
)
– Sécrétion à l’extérieur de bactérie  diffusion dans
g
: Action à distance
organisme
– Activité au niveau de cellules cibles
– Ce
Certaines
ta es o
ontt u
un pou
pouvoir
o to
toxique
que très
t ès é
élevé
e é
– Parfois rôle majeur dans l’expression clinique de la
maladie +++ : Toxi-infections
Tétanos Clostridium tetani
Diphtérie Corynebacterium diphteriae
Botulisme Clostridium botulinum
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RHB: IV- 3 Facteurs
endommageant
l’hôte
IV.3.3 Toxines protéiques bactériennes (suite)
3 types suivant structure et mécanisme d’action
–1
1. T
Toxines
i
de
d type
t
A-B
AB
– 2. Cytolysines ou hémolysines
– 3. Superantigènes
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RHB: IV- 3 Facteurs
endommageant
l’hôte
IV.3.3 Toxines protéiques bactériennes
• 1. Toxines de type A-B +++
– Structure: 2 portions
Portion A: activité enzymatique responsable de toxicité
Portion B: liaison avec récepteur de cellule cible
– Application:
A li ti
V
Vaccination
i ti +++
• Le + svt, toxines A-B responsables des signes cliniques. Pas
de x de bactérie ds organisme  Toxi-infection
Toxi infection
• Toxine immunogénique  Synthèse d’Ac neutralisants
• Vaccination par anatoxine: protéine immunogène mais non
toxique (détoxification). Efficacité +++ de ce type de vaccin
Vaccination anti diphtérique,
p
q , vaccination anti tétanique
q
• Anatoxine  Antitoxine(= Ac anti-toxine)
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RHB: IV- 3 Facteurs
endommageant
l’hôte
IV.3.3 Toxines protéiques bactériennes
• 2. Cytolysines ou hémolysines
– Toxines provoquant une rupture membranaire de la
cellule cible
Streptolysine O de Streptococcus pyogenes (Strepto A)
Toxine  de Staphylococcus aureus
• 3. Superantigènes
– Voir mécanisme d
d’action:
action: cours immunologie
–  hyperstimulation des lymphocytes T CD4+ (helper)
 excès de IL-2
IL 2 et TNF  réaction inflammatoire
+++
T i du
Toxine
d Toxic
T i Shock
Sh k Syndrom
S d
S aureus
S.
Toxine pyrogénique streptococcique Streptocoque A
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RHB: IV- Stratégies de la bactérie pour
é h
échapper
aux défenses
déf
d
de l’hô
l’hôte
Facteurs de pathogénicité
• 1- Facteurs facilitant la colonisation et
l’i
l’invasion
i des
d surfaces
f
de
d l’hôte
l’hôt
pp
aux défenses de
• 2- Facteurs d’échappement
l’hôte
• 33 Facteurs endommageant ll’hôte
hôte
• 4- Facteurs permettant la survie des bactéries
pathogènes intracellulaires
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IV-4
IV
4F
Facteurs permettant lla survie
i des
d
bactéries pathogènes intracellulaires
• IV.4.1- Classification des bactéries
pathogènes
th è
intracellulaires
i t
ll l i
– 1- Pathogènes
g
intracellulaires obligatoires
g
– 2- Pathogènes intracellulaires facultatifs
• IV
IV.4.24 2 Parasitisme intracellulaire
• IV-4.3 Echappement
pp
aux défenses de
l’hôte
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RHB: IV- 4 Facteurs
permettant la survie
des bactéries
pathogènes
th è
intra-¢
i t ¢
IV-4.1 Classification des bactéries
pathogènes
è
intracellulaires
• 1. Pathogènes intracellulaires obligatoires
– Bactéries incapables de survivre à l’extérieur des
cellules
– Adaptation totale à l’hôte +++
– Souvent lésions minimes chez l’hôte
l hôte qui assure en
définitive leur survie
Chlamydia, Rickettsia
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Année 2012-2013
RHB: IV- 4 Facteurs
permettant la survie
des bactéries
pathogènes
th è
intra-¢
i t ¢
IV-4.1 Classification des bactéries
pathogènes
è
intracellulaires
• 2. Pathogènes intracellulaires facultatifs
–S
Soit
it bactéries
b té i de
d environnement
i
t adaptées
d té à
prédateur = amibe
Legionella pneumophila
– Soit bactéries dont une étape du cycle correspond à
un passage intracellulaire (ex: traversée de
muqueuse TD)
Shigella Yersinia,
Shigella,
Yersinia Salmonella,
Salmonella Listeria
– Soit bactéries recherchant un gîte à l’abri des
défenses de hôte
Brucella, Mycobacterium tuberculosis
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Relation hôte-bactéries S. Charachon
Année 2012-2013
RHB: IV- 4 Facteurs
permettant la survie
des bactéries
pathogènes
th è
intra-¢
i t ¢
IV-4.2 Parasitisme intracellulaire
1. Invasion des cellules épithéliales ou phagocytes
Processus complexe: liaison
b t/ ll l spécifique
bact/cellule
é ifi
 adhésion bactérienne
 sécrétion de protéines
bact ds ¢  action sur
voies de signalisation ¢ 
remaniements du
cytosquelette de ¢
 phagocytose induite par
la bactérie ++
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Brucella
Image INSERM U-431
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RHB: IV- 4 Facteurs
permettant la survie
des bactéries
pathogènes
th è
intra-¢
i t ¢
IV-4.2
IV
4.2 Parasitisme intracellulaire
• 2. Survie intracellulaire
Bactérie se retrouve dans une vacuole = phagosome
– Soit
S it stratégie
t té i 1 = survie
i dans
d
phagosome:
h
 persistance de bactérie dans vacuole et arrêt de
mat ration d
maturation
du phagosome po
pourr éviter
é iter la ffusion
sion du
d
phagosome avec lysosome
Salmonella Mycobacterium tuberculosis
Salmonella,
tuberculosis, Legionella
Legionella, Chlamydia
– Soit stratégie 2 = survie dans le cytoplasme
 lyse de vacuole, puis libération de bactérie dans
cytoplasme
Listeria, Shigella, Rickettsia
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RHB: IV- 4 Facteurs
permettant la survie
des bactéries
pathogènes
th è
intra-¢
i t ¢
IV-4.2
IV
4.2 Parasitisme intracellulaire
• Multiplication intracellulaire
– Variable: 5-10 bact/¢
(Listeria M
(Listeria,
M. tuberculosis)
à 100-1000/¢ (Chlamydia)
Image INSERM U-431
Macrophage infecté par
Brucella
• Dissémination
– Soit lyse de cellule et libération des bactéries dans espace
extracellulaire: Legionella
– Soit dissémination de cellule à cellule sans passage ext :
Listeria Shigella,
Listeria,
Shigella Rickettsia
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RHB: IV- 4 Facteurs
permettant la survie
des bactéries
pathogènes
th è
intra-¢
i t ¢
IV-4 3 Echappement aux défenses de l’hôte:
IV-4.3
l hôte:
• Multiplication intracellulaire  à l’abri des
défenses immunitaires de l’hôte
l hôte
 Induction d’une immunité de type cellulaire (Th1)
• P
Parfois
f i dans
d
les
l cellules
ll l du
d système
tè
immunitaire lui-même: Persistance dans les
phagocytes
Echappement aux mécanismes de bactéricidie
– Inhibition de fusion phagosome-lysosome ++
– Production
P d ti
d’enzymes
d’
inhibant
i hib t le
l burst
b
t oxydatif
d tif
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Relations Hôte-Bactéries
Conclusions
• Importance de connaissance du cycle infectieux de
chaque bactérie
– Facteurs de pathogénicité
p
g
– Interactions avec hôte
•  Développement
pp
de vaccins
•  Nouvelles stratégies thérapeutiques: identification
de nouvelles cibles thérapeutiques
•  Remarque:
q
Progrès
g
récents en biologie
g cellulaire
humaine grâce aux bactéries!
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sylvie charachon@chu-nimes fr
[email protected]
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