Substances secrétées

Les staphylocoques sont naturellement dotés de quelques capacités à secréter certaines substances (les enzymes et les toxines) qui permettent de la différencier des autres espèces.

De plus, au fur et à mesure que S. aureus devient pathogène, elle acquiert d’autres capacités de sécrétion de nombreuses toxines. Ces toxines sont secrétées en fonction de la pathologie créée par les staphylocoques (Avril et al., 1988).

2.3.5.1. Les enzymes

Les staphylocoques produisent des enzymes qui ont des intérêts pathogéniques et/ou diagnostics importants. Nous pouvons citer :

 La coagulase libre : S. aureus et d’autres souches sont capables de produire une substance provoquant la coagulation du plasma humain et de lapin. La coagulase libre est synthétisée pendant la phase de croissance du germe. La formation du coagulum nécessite la présence d’une globine (coagulase – reacting - factor) voisine de la prothrombine (Avril et al., 1988);

 La coagulase liée : à la surface des germes agit directement sur le fibrinogène, c’est le

« clumping factor » qui est responsable de l’agglutination sur une lame (Carbonelle et al., 1987) ;

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 La fibrinolyse ou la staphylokinase : cette enzyme est mise en évidence sur la gélose contenant de la fibrine et se traduit par une zone claire. Elle est thermolabile et antigénique (Avril et al., 1988);

 L’hyaluronidase : cette enzyme est thermolabile et hydrolyse l’acide hyaluronique.

Elle peut être recherchée par viscométrie ;

 La nucléase (D Nase) ou thermonucléase: elle est thermostable et est mise en évidence sur un milieu à base d’ADN avec du bleu de toluidine (halo rose) ou de l’acide chlorhydrique normal ;

 Il y a aussi d’autres activités telles que la lipasique, l’estérasique, la protéasique et la phosphatasique qui peuvent être mises en évidence sur le milieu à l’oeuf de Baird Parker (Avril et al., 1988).

2.3.5.2. Facteurs de virulence : toxines

La pathogénicité des staphylocoques est liée à l’expression de facteurs de virulence. S. aureus a la capacité de produire plusieurs toxines ayant pour cible les membranes cellulaires. Ces toxines se fixent à des cellules cibles et provoquent la formation de canaux membranaires laissant passer les ions (pore-formingtoxins). Ces toxines sont composées de deux protéines agissant en synergie pour créer des pores dans les membranes cellulaires de différentes cellules eucaryotes (Prévost, 2004; Schmidt et al., 2004). Les différentes toxines sécrétées par S. aureus et les plus souvent rencontrées sont les hémolysines, les leucotoxines, les entérotoxines, les toxines épidermolytiques ou exfoliatines, et la toxine du syndrome de choc toxique (TSST-1).

2.3.5.2.1. Entérotoxines

Les entérostomies staphylococciques (SEs) sont des protéines solubles, à chaînes linéaires de faibles masses moléculaires (27000 à 30000 Da) (Duquenne, 2010). Ces toxines sont des métabolites de la croissance de certaines souches de staphylocoques à coagulase positive, en particulier S. aureus, et de certaines espèces de staphylocoques à coagulase négative (Palmer, 1998). Les entérotoxines produites par S. aureus possèdent des similarités de conformation dans leurs séquences de nucléotides et d'acides aminés (Papageorgiou et al., 2000 ; Orwin et al., 2001). Les SEs sont résistantes aux protéases gastro-intestinales, telles que la pepsine, aussi bien qu’à la chaleur (Balaban et Rasooly, 2000). La stabilité thermique de ces toxines semble être dépendante du pH, de la concentration en NaCl, des protéines, etc, du milieu dans lequel elles se trouvent (Balaban et Rasooly, 2000). Elles ont toutes des activités biologiques similaires (Su et Wong, 1997).

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2.3.5.2.2. Les épidermolysines

Elles sont produites par environ 5% de S. aureus. Chez l’homme, trois types antigéniques sont actuellement décrits (ETA, ETB et ETD). L’exfoliatine D a été décrite récemment à partir d’une souche isolée dans une plaie cutanée et pas dans un cadre d’exfoliation généralisée ni d’impétigo bulleux (Avril et al, 1988). De plus, elle semble largement être représentée au sein des souches de S. aureus. Son rôle pathologique reste donc à confirmer par de nouvelles études (Avril et al., 1988).

2.3.5.2.3. Leucotoxines

La figure 1 montre la distribution des composants exprimant les leucotoxines. Le thème « leucotoxine » rassemble l’α-toxine et les toxines à deux composés formant des pores produites par S. aureus, à savoir la leucocidine de Panton et Valentine, les gamma-hémolysines, LukM-PV+LukF-PV, LukE+LukD, et LukS-I+LukF-I produites par Staphylococcus intermedius. Ce nom leur a été donné, car leurs cibles cellulaires majeures sont les polynucléaires neutrophiles, les monocytes et les macrophages ou les lymphocytes (Prévost, 2005).

Figure 1 : Schéma des différentes combinaisons des gènes chromosomiques codants et leur fréquence (Baba-Moussa et al., 2006).

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 La Leucocidine de Panton et Valentine (LPV) est la première leucotoxine à être purifiée et caractérisée. Elle est formée de deux composés S et F : LukF-PV et Luk S- PV (Prévost et al., 1995). Elle a pour cible les polynucléaires, les monocytes et les macrophages (Prévost et al., 2005). La LPV a une action leucotoxique et dermonécrotique, mais n’est pas hémolytique. L’effet toxique sur les leucocytes serait dû à une modification cationique. La LPV à deux constituants F et S agissant en synergie. Ces protéines différentes, de classe S (31 kDa) et de classe F (34 kDa) sont nécessaires pour former un pore actif. Cette dénomination vient de leur comportement en chromatographie échangeuse de cations : les protéines de classe F sont « fasteluted » et les protéines de classe S sont « Slow eluted » (Woodin, spectre d’activité alors que HlgC-HlgB ne lyse pas les lymphocytes T et est moins actif sur les érythrocytes humains (Gauduchon et al., 2001).

 La LukE-LukD est isolée chez plus de 75 % des souches de S. aureus responsable d’impétigo bulleux, elles-mêmes productrices d’épidermolysines A ou B (Gravet et al., 2001). Elle est aussi isolée de 93,6 % des souches de S. aureus associées à une diarrhée post-antibiothérapie; elles-mêmes productrices d’entérotoxine (>80 % pour l’entérotoxine A) (Gravet et al., 2001).

2.3.5.3.Mode d’action des leucotoxines à deux composés

L’activation synergique des deux composés individualisés conduit à la formation d’un pore actif. Ainsi, le composé de classe S se fixe en premier à la membrane de la cellule cible, permettant la fixation du composé de classe F (Figure 2). Il y a ensuite oligomérisation puis la formation du poreoctamérique (Prévost et al., 2004 ; Joubert et al., 2006). Il en résulte une lyse cellulaire due à la libération des ions. La figure 3 montre la disposition des composants Luk-S et Luk-F pour la formation de pores et leur mode d’action sur la membrane cellulaire.

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Figure 2: Mode d’action des leucotoxines à deux composés (Vincenota et al., 2008).