La reconnaissance de S aureus par les macrophages

La reconnaissance rapide de S. aureus lors de son entrée dans l’organisme induit une réponse très précoce permettant de limiter la dissémination de la bactérie et le développement d’une maladie infectieuse.

1-1- La reconnaissance des ligands

S. aureus possède de nombreux PAMPs reconnus par les cellules de l’immunité dont

les principaux sont les lipoprotéines, l’acide lipoteïchoique (LTA) et le peptidoglycane (PGN). Les récepteurs TLR2 et NOD2 jouent un rôle majeur dans la reconnaissance de ces composants et dans la mise en place des défenses de l’hôte [253].

Parmi les composants de paroi de S. aureus, le LTA et les lipoprotéines sont les ligands prédominants de TLR2. La liaison du LTA et des lipoprotéines au TLR2 entraine son hétérodimérisation avec le TLR1 ou le TLR6 selon que les lipoprotéines soient triacylées ou diacylées, respectivement [254]. De plus, TLR2 est capable d’agir avec d’autres co-récepteurs facilitant la reconnaissance des PAMPs. Plusieurs études ont montré, dans des monocytes humains, que la reconnaissance du LTA est facilitée par les corécepteurs CD14 et CD36 associés au TLR2 [255–257]. Le CD36 est un récepteur scavenger qui agit en combinaison avec l’hétérodimère TLR2/TLR6 pour améliorer la phagocytose et la production de cytokines en réponse à S. aureus et à ses composants de paroi [254,257]. Par ailleurs, les lipoprotéines sont aussi des composants importants de S. aureus, capables d’activer NfkB [258,259].

Les mécanismes de reconnaissance du PGN restent encore assez controversés. Une première étude montre que les macrophages de souris déficientes en TLR2 ne sont plus

dépendante des lipoprotéines contenues dans la structure macromoléculaire des polymères de PGN.

En effet, le PGN serait plutôt un ligand naturel de NOD2 [14]. Le récepteur NOD2 reconnaît la structure minimale du PGN : le muramyl dipeptide (MDP) [14,260]. Des cellules murines déficientes en NOD2 n’induisent pas la sécrétion de cytokines observée dans les cellules normales suite à une stimulation avec des monomères de PGN [14]. De même, la déficience en NOD2 inhibe la réponse au MDP comparée aux cellules murines normales [261].

Le LTA et le PGN peuvent aussi être reconnus par les récepteurs lectines liant le mannose sur les macrophages [262,263]. Cette reconnaissance induit l’activation de la voie des lectines au cours de laquelle la sous-unité C3b du complément se lie à la surface de S. aureus et est ensuite reconnue par le CR1 des phagocytes. Le PGN peut aussi activer directement le système du complément par la voie alterne [264]. De plus, l’ADN de S. aureus peut être reconnu par les récepteurs TLR7 et TLR9 suite à l’internalisation de la bactérie [253].

Ainsi, en plus de la reconnaissance directe de la bactérie par les TLR et les NLR, les macrophages ont aussi la capacité de reconnaître la bactérie via les opsonines, et même parfois par une combinaison des 2 modes de reconnaissance [257,265]. De nombreux mécanismes, parfois redondants, permettent ainsi la reconnaissance de la bactérie (Figure 27).

1-2- Les voies de signalisation

La reconnaissance de ces ligands par les récepteurs cellulaires conduit à l’activation de plusieurs voies de signalisation permettant l’induction d’une réponse inflammatoire. L’engagement et l’activation de TLR2 par des ligands staphylococciques entrainent le recrutement de TIRAP (TIR domain-containing adapter protein) qui lie le TLR à Myd88 (Myeloid differenciation primary response protein 88) [253]. Myd88 interagit ensuite avec les sérine-thréonines kinases de la famille IRAK (IL-1 receptor associated kinase) ou active la PI3K (phosphatidyl inositol-3- kinase) pouvant conduire à l’activation du facteur de transcription NFkB (nuclear transcription factor) et à l’activation de la voie de signalisation des MAPK (Mitogen-activated kinase) [253,267,268]. L’activation de la voie des MAPK conduit à l’activation du facteur de transcription AP-1.

L’activation de NOD2 conduit à son oligomérisation et au recrutement de l’adaptateur RIP2 (Receptor-interacting protein 2) [202]. Cette association entraine l’activation de plusieurs cascades de signalisation aboutissant à l’activation des facteurs de transcription NF- kB et AP-1. La reconnaissance de S. aureus par les récepteurs NOD peut aussi conduire à l’activation des facteurs de transcription IRF3 et IRF7 (Interferon regulatory factor) permettant l’expression des gènes de l’IFN* et +!"$,$%$'-). De même, la reconnaissance de l’ADN de S. aureus par les récepteurs TLR7 et TLR9 conduit à l’activation du facteur de transcription IRF7 via les voies de signalisation dépendantes de Myd88 [253].

L’activation du récepteur scavenger CD36 mène à l’activation de la voie PI3K conduisant à la polymérisation de l’actine et au remodelage cellulaire permettant la phagocytose, mais aussi à l’activation du facteur de transcription NfkB [267].

La reconnaissance par les récepteurs lectines liant le mannose implique principalement l’activation de la PKC (Protein kinase C.! /01! 234563! 789:01;3! <! 6=! >?=@87AB823! 3B! <! 6C=7B1D=B189!:3!EFGH!"$(,)I!!

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1-3- Eléments essentiels à la reconnaissance de S. aureus

La reconnaissance de S. aureus est cruciale dans la mise en place de la réponse inflammatoire et participe ainsi au contrôle de l’infection. L’absence de TLR2 a été associée à l’augmentation de la sensibilité de l’hôte à l’infection par voie i.v. ou i.p. [272,273]. En effet, ces études montrent que des souris déficientes en TLR2 ont une mortalité fortement augmentée. De même, une déficience d’un composant des voies de signalisation de TLR2 augmente la sensibilité de l’hôte à l’infection par S. aureus. Ainsi, des souris Myd88 -/- ont une mortalité plus importante que les souris sauvages suite à l’infection i.v. par S. aureus [272]. Ces déficiences pour TLR2 ou Myd88 sont associées à une nette diminution de la production de cytokines pro-inflammatoires par les macrophages [265,272]. La charge bactérienne permet aussi de rendre compte de l’importance de cette voie de signalisation lors d’infection i.v. par S. aureus : des souris Myd88-/- ou IRAK1 -/- montrent des charges bactériennes plus élevées dans le sang et les reins comparées aux souris sauvages [272,274]. Wardenburg et al (2006) ont montré que des souches de S. aureus dépourvues de lipoprotéines échappent à la reconnaissance par les cellules de l’immunité et sont responsables d’infections létales [275]. La reconnaissance des lipoprotéines par TLR2 joue ainsi un rôle crucial dans les mécanismes de défense de l’hôte. En transmettant le signal pro- inflammatoire en réponse aux composants de S. aureus, TLR2 participe au contrôle précoce de la dissémination de la bactérie.

En plus de la signalisation initiée par les TLRs, les récepteurs NOD sont aussi importants pour la réactivité des macrophages vis à vis de S. aureus [265,273]. Des souris déficientes pour NOD2 présentent un défaut de clairance bactérienne après une infection sous-cutanée ou intrapéritonéale par S. aureus, associée à des lésions ulcératives exacerbées [273,276].

L’activation des récepteurs TLR et NLR par les composants de surface de S. aureus participe également au recrutement leucocytaire associé à l’infection [262]. Il a été montré qu’en réponse au PGN ou à S. aureus, le recrutement de neutrophiles dans la cavité péritonéale est partiellement dépendant de TLR2 [277]. De même, le LTA et le PGN agissent de manière synergique pour induire le recrutement de neutrophiles dans les poumons [42]. Le PGN peut aussi entrainer la formation du C5a permettant le recrutement additionnel de leucocytes au site infectieux [264].

inflammatoire. Il ne faut cependant pas exclure que d’autres mécanismes entrent en jeu dans l’induction de la réponse inflammatoire contre S. aureus (Figure 28). Bien que TLR2 et NOD2 soient des acteurs majeurs dans la reconnaissance de S. aureus, cette bactérie possède aussi de nombreuses toxines ciblant les macrophages et capables de moduler la mise en place des réponses de l’hôte. Le rôle de ces toxines sera détaillé plus loin dans le manuscrit.

Figure 28 : Interaction des composants staphylococciques avec les récepteurs des cellules immunitaires permettant d’induire une réponse immunitaire. [43]

(fpr : formylated peptide receptor ; PGRP-L : peptidoglycan recognition protein L)