Protéine CagA :

La protéine cytotoxique CagA, expression du gène cagA, est un facteur de virulence décrit à partir de souches isolées chez la quasi-totalité des sujets ayant une maladie ulcéreuse. CagA est le seul facteur dont la virulence a pu être montrée à partir de données cliniques soutenues par des résultats expérimentaux cohérents44 .

L’étude présentée par Bommelear et al a montré que la présence de CagA est associée à des lésions histologiques sévères : activité plus marquée de la gastrite et degré d’atrophie plus élevée dans l’antre et le fundus par apport aux malades infectés par une souche CagA négative. Ces résultats confirment les travaux ayant décrit in vitro le rôle de CagA dans le déclenchement de la réponse inflammatoire45 . La présence de cette protéine provoque l’activation dans les cellules épithéliales des facteurs transcriptionnels MAP kinases et AP1 qui aboutissent à la production d’interleukine 8 provoquant la diapédèse des polynucléaires et des lymphocytes dans le chorion. au-delà de cette réaction inflammatoire aboutit à la cascade de libération des cytokines pro-inflammatoires telles que TNFα, interféron γ et interleukine β (IL-1β)46 . La protéine CagA, par l’intermédiaire d’une réponse immunitaire accrue, favoriserait des mutations génomiques. La colonisation de l’H.pylori provoque une réponse inflammatoire de type Th1 avec sécrétion de nombreuses cytokines pro-inflammatoires dans la muqueuse gastrique 47. Il a été suggéré que cette réponse immunitaire, persistant plusieurs années, pouvait en elle-même favoriser la carcinogénèse. En effet, la réponse Th1 favorise l’adhésion des bactéries aux cellules épithéliales en favorisant le recrutement de cellules inflammatoires et, en particulier, de polynucléaires neutrophiles. Ces derniers, par migration trans-épithéliale et production des radicaux libres dérivés de l’oxygène et du monoxyde d’azote peuvent induire des lésions épithéliales et des lésions de l’ADN 48.

Des découvertes récentes montrant que le gène cagA ou la protéine cagA ne sont pas associés à une inflammation sévère si le bloc d’ADN bactérien, ou ilot de pathogénicité cag, comprenant cagA, n’est pas complètement exprimé. L’activation de cagA nécessite sa translocation dans les cellules épithéliales par système sécrétoire de type IV, codé par l’ilot de pathogénecité cag .CagA est ensuite phosphorylée dans la cellule, mais l’action pro-inflammatoire ne peut apparaitre qu’après translocation d’autres facteurs bactériens encodés dans l’ilot de pathogénicité cag49.

Figure 4 : Assemblage du système de sécrétion de type 4 et conséquences au niveau

de la signalisation cellulaire induite par la translocation de CagA dans la cellule hôte50.

Le SST4 est un complexe multi-protéique localisé au niveau de la membrane de H. pylori. La protéine VirD4 et les protéines structurales (VirB1-11) sont nécessaires au transport de différents substrats, CagA et le peptidoglycane, depuis le cytoplasme de la bactérie directement dans le cytoplasme de la cellule hôte infectée. La protéine CagL, à l’extrémité du SST4, interagit avec son récepteur, l’intégrine α5ß1, avant de permettre l’injection de CagA à travers la membrane plasmique cellulaire qui va activer la tyrosine kinase Src qui va phosphoryler CagA.

Ainsi, le SST4 et CagA sont responsables de nombreux effets cellulaires, tels que des réarrangements du cytosquelette d’actine, une déstabilisation des jonctions cellulaires au niveau des jonctions serrées (TJ) et des jonctions adhérentes (AJ).D’après Backert50

Phosphorylation de CagA et conséquences au niveau cellulaire

CagA utilise les phosphatidylsérines présentes au niveau de la membrane plasmique comme récepteurs. Une fois dans la cellule hôte, CagA se localise au niveau de la membrane plasmique. Puis CagA est phosphorylée par des kinases cellulaires de la famille des Src au niveau d’une tyrosine située dans un motif EPIYA (Glu-Pro-Ile-Tyr-Ala) présent en plusieurs copies et localisé dans la partie C-terminale de la protéine. En fonction des séquences flanquantes des motifs EPIYA, 4 segments EPIYA peuvent être distingués, A, EPIYA-B, EPIYA-C et EPIYA-D.

Une fois phosphorylée, CagA va interagir avec différentes protéines dont la première identifiée a été une tyrosine phosphatase SHP-2. Une dizaine de protéines ont été désormais répertoriées comme étant capables d’interagir avec CagA sous sa forme phosphorylée. Toutes ces protéines contiennent un domaine Srchomology 2 (SH2) qui correspond au site majeur d’interaction des tyrosines phosphorylées.

Ainsi, CagA sous sa forme phosphorylée, va mimer les effets des tyrosines phosphorylées des protéines endogènes à la cellule hôte. Au final, ces différentes interactions de CagA sous sa forme phosphorylée avec les différentes protéines des cellules hôtes vont jouer un rôle dans le réarrangement du cytosquelette et donc dans la forme des cellules qui vont acquérir un phénotype particulier dit « hummingbird» ou « colibri ». Ce phénotype évoquant les ailes d’un colibri correspond à un allongement cellulaire important associé à des réarrangements du cytosquelette et à une augmentation de la mobilité cellulaire50.

Figure 5 : Principales fonctions cellulaires de CagA50.

En rouge sont représentées les molécules bactériennes effectrices, en jaune les molécules de signalisation cellulaire et en vert les filaments d’actine.

CagA est injecté à travers la membrane de la cellule épithéliale gastrique et va entraîner l’activation de cascades moléculaires aboutissant à une prolifération cellulaire, une mobilité cellulaire, des réarrangements du cytosquelette, une déstabilisation des jonctions cellulaires, une réponse pro-inflammatoire et une diminution de l’apoptose.

Les récepteurs de tyrosine kinase, Erk et les petites Rho GTPases peuvent également être activés par une protéine non déterminée du SST4. De plus, le peptidoglycane active le récepteur intracellulaire Nod1 induisant une activation de la voie du NF-κB. D’après Backert50.

Figure 6 : Partenaires cellulaires de la protéine CagA 50.

A. Interactions de CagA sous sa forme phosphorylée avec ses différents partenaires.

Les tyrosines kinases Src et Abl phosphorylent CagA qui va modifier le cytosquelette et entraîner une mobilité et une élongation cellulaire. Par ailleurs, CagA sous sa forme phosphorylée, va contribuer à l’inflammation. B. Interactions de CagA sous sa forme non phosphorylée avec ses différents

partenaires. CagA va déstabiliser les jonctions cellulaires en agissant sur la E cadhérine, induire une perte de la polarité cellulaire et induire une mobilité et une élongation cellulaire. D’après Backert50.