Immunité anti-Brucella

Lors de l’entrée d’une bactérie dans l’organisme, celle-ci est tout d’abord reconnue par les cellules résidentes, notamment les macrophages et les cellules dendritiques, grâce à des récepteurs de motifs microbiens conservés, appelés PRR (e.g C3R, pentraxines, TLR, RLR, NLR). L’engagement de ces récepteurs avec leurs ligands, les PAMPs (pour Pathogen associated Molecular Pattern), induit l’internalisation de la bactérie au sein d’une vacuole appelée phagosome et le déclenchement de la réponse inflammatoire grâce à la sécrétion de médiateurs chimiques, les cytokines. La réponse inflammatoire permet le recrutement, au site de l’infection, de nouveaux effecteurs de l’immunité innée, tels que les polynucléaires neutrophiles et les monocytes sanguins qui combattent le pathogène de manière non- spécifique. Parallèlement, les phagocytes (macrophages et cellules dendritiques) ayant internalisé la bactérie migrent vers le noeud lymphatique le plus proche afin d’activer l’immunité adaptative. Pour ce faire, ils doivent digérer la bactérie et présenter ses antigènes aux lymphocytes T (LT) dans le contexte du Complexe Majeur d’Histocompatibilité (CMH). Ces cellules sont qualifiées CPA (Cellules présentatrices d’antigène) professionnelles. La destruction de la bactérie internalisée par les CPA a lieu lors de la fusion du phagosome avec les lysosomes, vacuoles contenant de nombreux éléments bactéricides qui permettront la destruction et la digestion du pathogène de manière dépendante ou non des radicaux libres. Selon la nature des antigènes bactériens, ceux-ci seront apprêtés dans le contexte du CMH de classe I ou II et présentés aux LT CD8+ ou CD4+ helpers, respectivement. La reconnaissance spécifique entre l’antigène présenté par la CPA et un clone de LT entraînera sa sélection et sa

32 prolifération. Les rôles des LT matures activés sont multiples. Certains, comme les LT CD4+ helpers de type 1 (LTh1), vont favoriser la réponse à médiation cellulaire basée sur l’intervention des LT CD8+ cytotoxiques, très importants dans la lutte contre les pathogènes intracellulaires. D’autres, comme les LTh2, favoriseront plutôt la réponse à médiation humorale, via la production d’anticorps par les lymphocytes B (LB) différenciés en plasmocytes. Contre les pathogènes intracellulaires, les anticorps peuvent engendrer une protection via les phénomènes de neutralisation et d’ADCC (Antibody-dependant cell cytotoxicity) impliquant les cellules NK. Il existe bien d’autre type de LTh que je n’aborderai pas ici.

1.5.2. Contournement du système immunitaire par Brucella

Comme la plupart des pathogènes, les bactéries du genre Brucella ont mis en place un vaste panel de stratégies leur permettant de détourner la réponse immunitaire à leur avantage et donc de survivre chez leur hôte.

a) Reconnaissance PRR-PAMP et induction de la réponse inflammatoire :

Les cellules épithéliales constituent la principale porte d’entrée des Brucella dans l’organisme (Poester et al., 2013). Contrairement aux autres bactéries intracellulaires, l’entrée de ces bactéries dans ces cellules épithéliales n’entraine pas d’altérations cellulaires suffisantes au déclenchement d’une réaction inflammatoire (Skendros et al., 2013).

Le LPS des Brucella n’induit qu’une faible activation du récepteur toll-like receptor 4 (TLR4), contrairement aux LPS des autres bactéries Gram négatives (De Figueiredo et al., 2015). La production de facteurs pro-inflammatoires et l’activation du complément sont faibles (Skendros et al., 2013).

Il semblerait que le récepteur TLR 9 associé à l’adaptateur MyD88 ait un rôle important dans la résistance de l’hôte à la brucellose puisqu’il est requis dans l’élimination de B. abortus et de B. melitensis dans les macrophages et les cellules dendritiques (De Figueiredo et al., 2015). Cette observation est cohérente avec la physiologie des Brucella puisque le récepteur TLR 9 est intracellulaire, exprimé au niveau des endosomes et des lysosomes. Il est capable de détecter les ADN bactériens riches en motifs CpG entrainant la production d’interleukine-12 (IL-12), qui déclenche la réponse immunitaire par les lymphocytes T Th1 (De Figueiredo et al.,2015).

33 b) Phagocytose :

Les Brucella reconnues par les CPA grâce à l’interaction PRR-PAMP sont internalisées grâce à un système de phagocytose de type « fermeture à glissières » (De Figueiredo et al., 2015). Ce mécanisme nécessite l’intervention des microfilaments d’actine et des lipides membranaires. L’antigène O du LPS lisse des Brucella interagit avec les lipides de la membrane cytoplasmique des macrophages. Ce phénomène permet l’internalisation des bactéries et la formation de vacuoles particulières contenant les Brucella (BCV : Brucella- containing vacuoles) (De Figueiredo et al., 2015). A ce stade environ 90% des bactéries meurent mais quelques-unes survivent dans les BCV (De Figueiredo et al., 2015).

Les Brucella possèdent la capacité de minimiser la fusion des BCV avec les lysosomes, réduisant leur exposition aux facteurs bactéricides présents dans ces compartiments. Comme évoqué précédemment (cf §1.3 Pathogénicité et virulence), le β- glucane cyclique intervient dans ce phénomène (Carvalho-Nota et al., 2010). Le LPS permet également d’empêcher la fusion des vacuoles avec le lysosome. En effet, les LPS libérés dans le milieu intracellulaire forment des micelles qui interagissent avec la membrane des BCV et modifient leur structure moléculaire (De Figueiredo et al., 2015). Cette nouvelle composition ne permet alors pas leur fusion avec le lysosome. De manière intéressante, les Brucella font partie des rares bactéries à posséder une phosphatidylcholine dans leur membrane, lipoprotéine retrouvée classiquement chez les eucaryotes (De Figueiredo et al., 2015). Lorsqu’une mutation est effectuée au niveau de la phosphatidylcholine-synthase, la fusion avec le lysosome n’est plus inhibée (De Figueiredo et al., 2015). Cette protéine eucaryote semble servir de « couverture » aux Brucella pour se cacher dans la cellule hôte (Skendros et al., 2013 ; De Figueiredo et al., 2015).

Afin de s’adapter à leur environnement intracellulaire, les Brucella sont capables de remodeler leur enveloppe et de modifier leur métabolisme. Pour ce faire, elles expriment certains gènes leur permettant de survivre et de proliférer au sein des BCV, tel que l’opéron virB, activé à pH acide, permettant la neutralisation du pH des vacuoles (cf §1.3 Pathogénicité et Virulence).

c) CPA et présentation d’antigènes :

Les Brucella inhibent l’apoptose des macrophages et la maturation des cellules dendritiques, prolongeant leur la durée de vie (De Figueiredo et al., 2015). De plus, elles ne

34 sécrètent pas de substances toxiques pour leur cellule hôte, comme des endotoxines, et n’envahissent pas leur noyau (Poester et al., 2013). En préservant les CPA hôtes, ces bactéries augmentent leurs chances d’atteindre les nœuds lymphatiques, la rate et le foie et donc de se disséminer dans tout l’organisme.

De plus, les Brucella interfèrent avec le fonctionnement des cellules dendritiques en inhibant leur maturation par l’intermédiaire de la protéine bactérienne TcpB (De Figueiredo et al., 2015). Cette inhibition est associée à un faible nombre de CMH de type II présents à la surface de ces cellules. Les cellules dendritiques infectées sécrètent alors une faible quantité d’IL-12 et de facteurs de nécrose tumorale α (TNF α) (De Figueiredo et al., 2015).

Pour finir, le LPS des Brucella est difficilement dégradable par les macrophages (De Figueiredo et al., 2015). Il forme alors des complexes avec les CMH-II réduisant leur activité.

d) La réponse adaptative à médiation humorale :

Lorsqu’un bovin est infecté par Brucella abortus, la réponse humorale se met en place, déclenchant la production précoce d’IgM. Cette synthèse dépend de la voie de contamination, de la quantité de bactéries infectantes et de l’état de santé de l’individu. La production d’IgG se met ensuite en place, suivie de la production d’IgA (Skendros et al., 2013). La réponse anticorps se fait principalement contre le LPS des Brucella par production d’IgG3 et IgG2a spécifiques (Skendros et al., 2013). Du point de vue de l’infection, ces anticorps ne sont pas protecteurs et sont uniquement utilisés à des fins diagnostiques.

e) La réponse adaptative à médiation cellulaire :

L’IFNγ et l’IL-12 sont deux cytokines majeures de la réponse à médiation cellulaire. Elles sont notamment sécrétées par les LTh1, permettant l’activation des LT CD8+ cytotoxiques qui sécréteront à leur tour de l’IFNγ et iront détruire les cellules infectées. Les antigènes des Brucella induisent majoritairement la production de cytokines orientant la réponse immunitaire vers une réponse de type T helper 1 (Th1), ce qui est cohérent avec leur mode de vie intracellulaire. Malheureusement, les Brucella sont capables d’inhiber la réponse des lymphocytes T CD8+ grâce à une protéine.

En conclusion, les Brucella pathogènes de mammifères terrestres sont capables d’échapper au système immunitaire par différents moyens, pas toujours élucidés. Concernant la pathogénie de la brucellose chez les mammifères marins, elle n’a jamais été investiguée.

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