Facteurs de virulence

La pathogénicité bactérienne est directement liée à l’expression de facteurs de virulence. Il en existe de différents types : (1) les pigments servant à la multiplication et la persistance de la bactérie, (2) les facteurs membranaires tels que les pili de type IV, le flagelle et l’alginate qui jouent un rôle dans le mécanisme d’adhésion aux muqueuses et dans la formation de biofilm, (3) les facteurs extra-cellulaires excrétés tels que les protéases, les exotoxines, les hémolysines, la phospholipase et les toxines protéiques et (4) la création de biofilm et la communication intercellulaire appelé quorum sensing [2].

Les pigments. Il existe deux pigments majeurs produits par P. aeruginosa, la pyoverdine et la pyocyanine [2]. Le premier est un pigment jaune-vert fluorescent qui a un rôle dans la virulence de la souche bactérienne. En effet, il peut se lier au fer de l’hôte et le transporter à l’intérieur de la bactérie [92]. La pyocyanine est un pigment bleu caractéristique de P. aeruginosa. Ce pigment endommage les cellules endothéliales, retrouvées sur la face interne des vaisseaux sanguins, et joue un rôle important dans la nécrose et les dommages causés au tissu pulmonaire [93].

Les pili de type IV. Ils interviennent principalement pour la fixation de la bactérie sur les cellules ou sur une surface [2]. C’est la première étape de formation du biofilm. De plus, grâce à ces pili la bactérie peut se déplacer par twitching motility. C’est un système de déplacement

sur une surface qui se fait grâce à l’extension et la rétractation des pili [94].

Le flagelle. Le flagelle est ce qui permet à la bactérie de nager, ce que l’on appelle aussi swimming motility. Il a aussi une fonction importante dans la création de biofilm, puisque des mutations dans les gènes du flagelle bloquent la formation de biofilm [94].

Alginate. La production de ce composé est active en particulier chez les souches dites mu- queuses. En règle générale, cette production est réversible mais peut devenir irréversible à la suite de mutations. Cette substance obstrue les voies respiratoires tout en protégeant la bactérie du système immunitaire et de l’action des antibiotiques [2].

LPS, Lipopolysaccharide. Le LPS est un des composants majeurs de la membrane externe et joue un rôle dans la pathogénicité [95] avec l’activité endotoxique du lipide A d’une part et la capacité de résister aux défenses naturelles de l’hôte d’autre part. Il sert de barrière contre l’extérieur en bloquant l’entrée de composés néfastes pour la cellule bactérienne dont certains antibiotiques.

Protéases. Ces enzymes dégradent les protéines tissulaires de l’hôte [2]. Plusieurs types existent parmi lesquels on retrouve la protéase alcaline, l’élastase (qui dégrade essentiellement le tissu pulmonaire) et la collagénase (dégradation du collagène) [2]. En plus de pouvoir plus facilement infecter les cellules, la dégradation des tissus met à disposition de la bactérie un grand nombre de nutriments qui favorise sa croissance.

Toxines. L’exotoxine A, produite par plus de 90% des souches de P. aeruginosa est létale car elle inhibe la synthèse protéique et donc le bon fonctionnement des cellules de l’hôte [2]. Les exoenzymes S, T, U et Y, sont sécrétées par le système de sécrétion de type III. Ce sys- tème ressemble à une seringue qui injecte les composés toxiques directement dans les cellules cibles. L’exoenzyme S permet de bloquer la réaction du système immunitaire en tuant les macrophages, cellules capables de détruire les bactéries. L’exoenzyme T a un fonctionnement relativement semblable à celui de l’exoenzyme S. Les exoenzymes S et U sont mutuellement exclusives, en effet si l’une est présente dans le génome, l’autre ne peut pas l’être. L’exoen- zyme U détruit les cellules et est souvent associée à la destruction du tissu pulmonaire. La fonction exacte de l’exoenzyme Y est encore inconnue [96].

Hémolysines. Les hémolysines sont des protéines capables de détruire les globules rouges. Deux types sont produits par P. aeruginosa, d’une part un glycolipide et d’autre part une phospholipase C [2]. Le glycolipide est cytotoxique puisqu’il bloque les cils des cellules respi- ratoires. La phospholipase C produit une réaction inflammatoire.

Biofilm. Quatre étapes majeures sont nécessaires à la formation du biofilm [2]. La première est l’attachement de manière réversible des bactéries sur une surface. Ensuite, la formation de micro-colonies va rendre cet attachement irréversible. Le biofilm va se structurer par le déplacement des bactéries et la création d’une matrice externe.

Pour finir, le biofilm peut se détacher en partie et aller contaminer d’autres surfaces.

fait du biofilm un mode de croissance idéal en condition de stress externe [94]. En effet, la grande densité de cellules bactériennes rend difficile l’accès aux cellules du centre du biofilm, les protégeant ainsi des composés toxiques. De plus, la population très hétérogène que l’on retrouve à l’intérieur d’un biofilm permet d’avoir une grande variabilité de cellules. Certaines peuvent croître très vite tandis que la croissance d’autres sera retardée. Certaines bactéries seront résistantes aux antibiotiques par surproduction d’enzymes inactivatrices ou de pompes d’efflux. D’autres encore n’exprimeront rien de tout cela. Les processus physiologiques au sein du biofilm sont modifiés, certains processus métaboliques sont bloqués et des mécanismes de protection sont activés tel que le quorum sensing qui permet une communication entre les bactéries au sein du biofilm.