Facteurs de virulence et pathogenèse moléculaire de Salmonella enterica

Typiquement, il existe 3 modes de transmission de la salmonelle; par contact direct avec un humain ou un animal infecté, par contact indirect c’est-à-dire via l’environnement ou la nourriture contaminée et finalement, par contact avec un vecteur, qui propage l’agent pathogène d’animal en animal ou de l’animal à l’Homme (301). Le plus couramment, la contamination s’effectue par voie orale (Figure 6). Bien que le passage dans l’estomac diminue à ≈1% la quantité ingérée de bactéries vivantes (32), les salmonelles peuvent s’adapter aux conditions acides de l’estomac et ainsi augmenter leur chance de survie (96). Une fois cet obstacle franchi, les salmonelles se rendent à l’iléon où elles traversent la couche de mucus pour atteindre le feuillet de cellules épithéliales, tout en évitant d’être éliminées par les enzymes digestives, les sels biliaires, les IgA sécrétoires et les peptides antimicrobiens composant la barrière mucosale (206, 251, 280). Une fois adhéré aux cellules de la paroi intestinale, grâce à diverses adhésines, les salmonelles ont la capacité d’induire leur endocytose par les cellules épithéliales. Cette bactérie perturbe la bordure en

brosse des entérocytes et provoque un repliement de la membrane cellulaire qui permet l’engouffrement de la bactérie (18, 305). En fait, les salmonelles pénètrent l’épithélium préférentiellement via les cellules M qui les transportent directement aux cellules immunitaires des plaques de Peyer (144).

Figure 6. Infection par voie orale par les salmonelles. Autant chez l’homme que chez le porc, suite à l’ingestion d’eau ou d’aliments contaminés, les salmonelles qui survivent au pH acide de l’estomac et qui évitent les multiples défenses du petit intestin vont se diriger vers l’épithélium. Ce pathogène, pénètre préférentiellement les cellules M qui les transportent directement vers les cellules immunitaires. Les salmonelles induisent alors une inflammation locale qui attire au site et dans la lumière intestinale, des PMN (leucocytes polymorphonucléaires), ce qui engendre une diarrhée. Certaines salmonelles peuvent aussi survivre à l’intérieur des macrophages et ainsi permettre la propagation de l’infection vers d’autres organes tels que les ganglions mésentériques (GM), le foie et la rate. (Adapté de Haraga et al. (124))

Ce pathogène peut déstabiliser les jonctions serrées entre les cellules épithéliales (142). De plus, les bactéries provoquent une réponse inflammatoire localisée qui induit l’infiltration de leucocytes polymorphonucléaires (PMN) au site d’inflammation et dans la lumière intestinale (190). Cette perturbation de l’intégrité de l’épithélium et l’état inflammatoire provoqué par les salmonelles contribuent de façon importante à l’induction de la diarrhée. 3.3.2. Facteurs de virulence

Chez les bactéries, les facteurs de virulence sont définis comme étant des gènes qui leur permettent de survivre et de se multiplier dans différents micrœnvironnements (hôte) à mesure que l’infection progresse. Chez S. Typhimurium, au moins 80 gènes de virulence différents ont été identifiés. La majorité de ces gènes sont regroupés en régions distinctes sur le chromosome et ces régions sont appelées îlots de pathogénicité Salmonella (SPI). Jusqu’à présent, cinq SPI ont été identifiés (SPI 1 à SPI 5). Selon toute vraisemblance, l’acquisition du SPI 1 permet la pénétration de l’épithélium tandis que les SPI 2 à 4 faciliteraient l’invasion et la survie de la bactérie à l’intérieur des macrophages (185). En plus des SPI, plusieurs plus petits regroupements de gènes de virulence ont été caractérisés (185).

3.3.2.1. Système de sécrétion de type III

Les salmonelles, une fois fermement adhérées aux cellules M, vont stimuler leur internalisation en se servant de leur système de sécrétion de type III (SST3). Ce complexe protéique, dont la forme s’apparente à une aiguille, permet le transfert de protéines de virulence, communément appelées effecteurs, de la cellule bactérienne au cytoplasme de la cellule cible (123). Une fois dans la cellule hôte, ces effecteurs perturbent plusieurs fonctions cellulaires, telles que le cytosquelette, les jonctions serrées, le trafic membranaire, la transduction des signaux et l’expression de cytokine; dans le but de favoriser la survie et la colonisation bactérienne (124).

Le SST3 s’apparente au système flagellaire et est retrouvé dans une grande variété de pathogènes Gram négatif animaux et végétaux. Ce complexe protéique est divisé en deux parties : 1) une base, constituée de multiples anneaux bien ancrés dans la membrane interne

et externe de l’enveloppe bactérienne et 2) une aiguille qui interagira avec l’hôte, le tout lié par un canal interne (152, 161).

Les salmonelles sont capables d’infecter et de se répliquer dans plusieurs types cellulaires, mais il semblerait qu’elles affectionnent particulièrement les macrophages (264). Ce type bactérien réside à l’intérieur des macrophages dans des vacuoles membranaires appelées vacuoles contenant Salmonella (SCV). Pour empêcher d’être dégradées, les bactéries inhibent la maturation des phagosomes en phagolysosomes (95).

Le SPI 3 et SPI 4 auraient un rôle à jouer dans la survie des Salmonella dans le macrophage (185). Cependant, c’est le SPI 2 qui est essentiel pour permettre la croissance intracellulaire et assurer la survie (77).

Cette faculté de survivre et de se répliquer dans les macrophages permet à S. Typhimurium d’être transportée des tissus lymphoïdes associés à l’intestin vers les ganglions mésentériques, le foie et la rate, en demeurant invisible aux yeux du système immunitaire. Chez la souris, les souches de Salmonella qui ne peuvent survivre dans les macrophages ont une virulence atténuée et ne sont pas retrouvées dans d’autres organes, démontrant ainsi l’importance des macrophages dans la dissémination de l’infection (231). De plus, suite à la migration des macrophages dans d’autres organes du corps, les salmonelles peuvent se disperser dans les cellules adjacentes (84). Une fois dans les organes, S. Typhimurium peut s’y établir et persister de quelques mois à plusieurs années. À ce stade de l’infection, l’hôte devient asymptomatique et est qualifié de porteur sain. Cependant, dans certaines conditions, les bactéries reviennent à l’intestin pour être excrétées, ce qui permet leur dissémination dans l’environnement et donc l’opportunité d’infecter un nouvel hôte.