Substance agrégative

La substance agrégative (SA) a été la première protéine de surface LPXTG décrite chez les entérocoques et est une adhésine bien caractérisée pour ses nombreuses fonctions et sa contribution dans la virulence d’E. faecalis. SA est la désignation communément utilisée pour un groupe de protéines codées par des plasmides conjugatifs répondant aux phéromones dont leur séquence en acides aminés est hautement similaire. Les gènes asp1, asc10 et asa1 codent pour les protéines SA de trois plasmides répondant aux phéromones les plus étudiés, soient pPD1, pCF10 et pAD1 respectivement. L’expression de ces gènes est induite par une phéromone oligopeptide autocrine, laquelle est sécrétée par d’autres entérocoques [155, 156]. L’expression de la SA à la surface de la cellule permet un contact physique étroit entre les bactéries donneuses et receveuses, permettant ainsi un transfert, à haute fréquence, de plasmides de virulence et de résistance aux antibiotiques. L’adhésine, de 1296 acides aminés, contient un domaine d’agrégation à l’ALT, une région variable, un domaine central d’agrégation et deux motifs Arg-Gly-Asp (RGD) (Figure 3). Elle contient également une hélice alpha ayant une similarité avec la protéine M de Streptococcus pneumoniae et à la myosine des cellules eucaryotes [157].

Figure 3. Organisation structurelle générale des SA des entérocoques (adapté de [101, 158-161]).

Les trois protéines SA partagent au-delà de 90% d’identité en acides aminés à travers toute la séquence, bien qu’une région variable, localisée au centre, présente seulement 30 à 40% de similarité [161]. Les études biochimiques sur la SA ont longuement été difficiles dues aux contraintes liées à la purification de la protéine à sa pleine longueur. Il semblerait que la partie C-terminale soit rapidement dégradée suite à la purification et donc peu stable [162]. De plus, il n’est pas rare d’observer plusieurs conformations de la protéine mature sur gel SDS-PAGE selon la méthode d’extraction, la température de dénaturation et les conditions de migration. Cette flexibilité observée pourrait être due à l’absence de résidus cystéine dans les 1296 acides aminés de la protéine [162]. Il a été démontré, par mutations et délétions, que deux domaines d’agrégation seraient présents et nécessaires à l’agrégation. Spécifiquement, le premier domaine, allant des acides aminés 156 à 358, permettrait en partie la liaison à l’ALT tandis que le second domaine, allant des acides aminés 473 à 683, serait nécessaire à la formation d’agrégats mais non à la liaison à l’ALT. De plus, une délétion dans le premier domaine d’agrégation (a.a. 156 à 358) a révélé que celui-ci était requis, non seulement pour la liaison à l’ALT, mais également pour l’internalisation dans des entérocytes H-29 [160]. Suivant cette observation, un fragment N-terminal purifié, allant des acides aminés 44 à 331, a démontré une forte liaison à l’acide lipotéichoïque [160]. De plus, cette étude a mis en évidence que la purification de l’Asc10 pleine longueur et du domaine d’agrégation à l’ALT, situé près de la région N-terminale d’Asc10, liaient l’acide lipotéichoïque d’E. faecalis de façon dose-dépendante, contrairement au domaine central [160]. La structure cristalline de SA n’a pas encore été déterminée et donc, le mécanisme par lequel SA se lie à son ligand n’est pas encore connu. La SA est aussi impliquée dans l’adhésion et l’invasion de cellules dérivées du colon et du duodénum, indiquant que SA peut jouer un rôle dans la translocation d’E. faecalis à travers la barrière intestinale, conduisant ainsi à une infection systémique [163, 164]. Asc10 augmente l’adhérence, l’internalisation et la survie intracellulaire dans les leucocytes PMNs [165, 166]. Ces observations semblent ainsi suggérer que les motifs RGD de SA favoriseraient les interactions avec les cellules eucaryotes. Cela semble être confirmée par une diminution de la liaison des E. faecalis lorsque des cellules eucaryotes sont pré-

incubées avec des peptides RGDS synthétisés chimiquement ou avec des anticorps monoclonaux au récepteur du complément de type 3 (CR3), CD47 (protéine associée à l’intégrine) et la L-sélectine [166, 167]. De façon similaire, Asa1 augmente l’adhérence et la survie dans les macrophages et favorise l’adhérence aux cellules épithéliales des tubules rénaux [167].

Les protéines Asc10 et Asa1 ont été impliquées dans la liaison aux CMEs, tels que la fibrine, la fibronectine, la thrombospondine, la vitronectine et le collagène de type I. Des délétions dans la région variable du gène asa1 ont engendré une réduction de la liaison à la fibronectine, suggérant ainsi que cette région est un domaine de liaison aux CMEs [168]. Par contre, Asc10 purifiée pleine longueur ne s’est pas liée aux CMEs, mais un mutant de la protéine n’ayant pas le domaine d’agrégation en N-terminale (a.a. 156-358) s’est lié au fibrinogène et à la vitronectine. De plus, une souche d’E. faecalis contenant le plasmide pCF500, un dérivé de pCF10 (SA positif inductible), a été incapable de coloniser le tractus urinaire dans un modèle d’infection du tractus urinaire supérieure et inférieure chez la souris [169]. Par contre, Asc10 et Asa1 sembleraient jouer un rôle dans une endocardite expérimentale, puisque les deux protéines auraient augmenté la colonisation bactérienne sur des valves aortiques de lapins [170]. Également, l’utilisation de mutants du gène asc10 par délétion du domaine d’agrégation en N-terminale et des motifs RGD, a montré une diminution significative de la virulence dans un modèle d’endocardite du lapin. À l’opposé, l’immunisation active avec des fragments N-terminaux de SA n’a pas permis d’obtenir de protection immunitaire dans ces modèles d’endocardites [171]. Ainsi, les observations tant in vitro qu’in vivo indiquent que la SA est multifonctionnelle et est un facteur de virulence important chez

E. faecalis, tant au niveau des infections que dans le transfert horizontal d’éléments de

virulence et de résistance aux antibiotiques.

1.3.2 Facteurs sécrétés