objjgectif général: connaître les mécanismes essentiels...

Relations Hôte-Bactéries:Objectifs pédagogiques

• Objectif général: Connaître les mécanismes j gessentiels impliqués dans la relation hôte-microorganismes (avec ou sansmicroorganismes (avec ou sans pathogénicité induite)

– Connaître les principaux types de relation hôte-bactérie– Connaître les différentes étapes du conflit hôte-bactérie– Connaître les différentes étapes du conflit hôte-bactérie– Connaître les principaux modes de transmission des bactéries

à l’homme– Connaître les principaux facteurs et mécanismes de la virulence

bactérienne

DFGSM 2/3 UE Agents infectieux Relation hôte-bactéries S. CharachonFaculté de Médecine Montpellier-Nîmes Année 2012-2013

Relations Hôte-Bactéries (RHB)

• I. Généralités-Définitions• II. Physiopathologie: Colonisation

bactérienne / Infectionbactérienne / Infection • III- Moyens de défense de hôte contre y

l’infection bactérienneIV St té i d l b té i• IV- Stratégies de la bactérie pour échapper aux défenses de l’hôte: ppFacteurs de pathogénicité


RHB I Gé é lité Défi itiRHB: I- Généralités-Définitions

• La plupart des organismes vivants sur terre sont des microbes en particulier bactériesdes microbes, en particulier bactéries

• Source de toute forme de vieI t ti +++ l’ i t t t t l• Interactions +++ avec l’environnement et tout le

monde vivant : énorme impact sur vie des êtres humains!humains!

• Principe général dans la nature: aucun organisme it i léne vit isolé.

« Etre vivant, c’est vivre avec d’autres organismes! »


RHB: I- Généralités-Définitions• Vivre ensemble: Symbiose• Type d’association varie de bénéfique (Mutualisme)

à délétère (Parasitisme)• Commensalisme: Type d’association conduisant

deux espèces différentes d’organisme à vivre p gensemble, sans que l’une nuise à l’autre, et où parfois l’une des espèces se procure de la nourriture, une protection ou d’autres avantages

• Bactéries commensales: Hôtes physiologiques du p y g qcorps humain Flores commensales

• En fait terme approprié serait symbiontesEn fait terme approprié serait symbiontes


RHB: I- Généralités-Définitions

Symbiose homme-bactéries:y• Exposition de tout individu aux bactéries est

inévitable, s’effectue dès naissance,• Au cours de l’évolution, développement de moyens

de défense contre les bactériesde défense contre les bactéries• Association constante de bactéries avec la surface

du corps: Flore bactérienne normale (commensale)du corps: Flore bactérienne normale (commensale) Microbiote (propre à chaque individu)

D i h i• Dans organisme humain:– 10*14 bactéries (x10 Nb de cellules humaines!) = 1à 2 kg

L’h t tit é à 90% d b té i !– L’homme est constitué à 90% de bactéries!– 3,3 M gènes bactériens: 150x génome humain (20 000 gènes)


RHB: I- Généralités-DéfinitionsSymbiose homme-bactéries: Rôle important +++• Un autre génome pour l’homme: MicrobiomeUn autre génome pour l homme: Microbiome• Microbiote intestinal indispensable à santé

– Exemple: Flore digestive et traitement antibiotique– Exemple: Flore digestive et traitement antibiotique• Microbiote intestinal est le mieux étudié = « organe

vital »!vital »!• Digestion de certaines molécules (cellulose)• Régulation du développement de la paroi TD• Régulation du développement de la paroi TD et du réseau sanguin qui l’irrigue• Développement et maturation du systèmeDéveloppement et maturation du système immunitaire +++

• Implication probable dans obésité, maladies inflammatoires chroniques de l’intestin, autres maladies auto-immunes


RHB: I Généralités DéfinitionsRHB: I- Généralités-Définitions

Remarque: Autre cas• Saprophytisme: Forme de nutrition permettant à un

organisme d’utiliser des matières organiques en décompositionB té i h t B té i d l’ i t L• Bactéries saprophytes: Bactéries de l’environnement. Leur présence dans l’organisme humain est en général transitoire


RHB: I Généralités DéfinitionsRHB: I- Généralités-Définitions

• Pouvoir pathogène ou pathogénicité: EnsemblePouvoir pathogène ou pathogénicité: Ensemble des mécanismes conditionnant le type de maladie dépendant d’une bactérie (Notion qualitative)

• Virulence: Notion quantitative

• Bactéries pathogènes: Bactéries capables de provoquer une maladie chez un sujet dont les mécanismes de défense sont normaux


RHB: I Généralités DéfinitionsRHB: I- Généralités-Définitions• Frontière entre bactéries commensales et bactéries

pathogènes: parfois confuse et variable dans le temps +++ Dépend d’un changement chez un des partenaires modifiant l’équilibre de la relation hôte/bactérie

• Bactéries pathogènes opportunistes: certaines bactéries peuvent devenir pathogènes lorsque lesbactéries peuvent devenir pathogènes lorsque les défenses de l’hôte sont affaiblies– Souvent bactéries commensalesSouvent bactéries commensales

• Ex: Staphylococcus epidermidis (flore cutanée)– Parfois bactéries saprophytes de environnement:

E P d i (B ill i )• Ex: Pseudomonas aeruginosa (Bacille pyocyanique)


RHB: I- Généralités-Définitions

Classification des interactions• Transit: Absence d’implantation de bactérie sur hôte

• Colonisation: Présence de bactéries (commensales ou pathogènes) s r le re êtement c tanéo m q e sanspathogènes) sur le revêtement cutanéo-muqueux sans provoquer de dommage pour l’hôte.

• Colonisation simple par bactéries pathogènes =• Colonisation simple par bactéries pathogènes = Portage (porteurs sains)

• Maladie infectieuse: Conflit hôte-bactérie aboutissant à des lésions chez hôte infecté (Maladie) Transmissiondes lésions chez hôte infecté (Maladie). Transmission d’un individu à l’autre (Infection).


II 1 Colonisation bactérienneII.1 Colonisation bactérienne

• Principe: Pour survivre un organisme vivantPrincipe: Pour survivre, un organisme vivant a 3 besoins principaux

S i– Se nourrir– Habiter (occuper un territoire)– Résister à « ennemi » (agents ayant pour but de

l’éliminer)• Bactéries: capacité à se multiplier partout,

mais nécessité d’un milieu liquide (ou semi-mais nécessité d un milieu liquide (ou semiliquide)


II.1 Colonisation bactérienne• Exemple: Tube digestif de hôte

– 2 compartiments / 2 challenges différents pour– 2 compartiments / 2 challenges différents pour maintien des bactériesLumière centrale: Liquide (Flux) Multiplication– Lumière centrale: Liquide (Flux) Multiplication rapide +++, capacité de réponse rapide à changement brutal d’environnement : Efficacité/Adaptabilité/ Coût++brutal d environnement : Efficacité/Adaptabilité/ Coût++

– Epithelium (« mur »): Mucus Adhésion à surface du TD: permet maintien au prix de multiplication moinsdu TD: permet maintien au prix de multiplication moins rapide / Coût moindre pour la bactérie O i ti t t l f Organisation en structures complexes en surface :

Biofilms Etablissement de coopérations entre bactéries:

différentes bactéries / différentes activités


II 1 Colonisation bactérienneII.1 Colonisation bactérienne

• Bactéries: priorité = occuper la surfaceBactéries: priorité = occuper la surface– Élément très important dans le monde bactérien:

Adhésion bactérienneAdhésion bactérienne– Organisation des bactéries en biofilms Colonisation bactérienne impliquée dans:

Flores commensales Etape indispensable dans le processus de

toute maladie infectieuse bactérienne


II 2 Physiopathologie de l’infectionII.2 Physiopathologie de l infection

Déroulement de toute maladie infectieuseDéroulement de toute maladie infectieuse suivant les mêmes étapes:• Rencontre entre bactérie et hôte• « Entrée » dans l’hôte« Entrée » dans l hôte• Etablissement chez hôte• Maladie si dommages causés


II.2 Physiopathologie de l’infectionII.2.1 Rencontre entre bactérie et hôte:

Différents modes de transmission • Notion de réservoir de bactéries

H l di t i t t h i– Homme: maladie strictement humaine Méningite à méningocoque, Infections sexuellement transmissibles, Coqueluche– Animaux: Anthropozoonoses

• Homme est souvent un hôte accidentel• Brucellose, Peste, maladie de LymeBrucellose, Peste, maladie de Lyme

– Sol, … Tétanos, CharbonS è / d è (à ti d• Source exogène / source endogène (à partir de flore commensale


II.2 Physiopathologie de l’infectionII 2 1 R t t b té i t hôtII.2.1 Rencontre entre bactérie et hôte:

Différents modes de transmission

• Transmission directe: contamination par contact avec réservoir (contact direct avec individu ou animal infecté)

• Transmission indirecte: contamination par intermédiaire d’objet infecté, aliment contaminé, eau,…Notion de survie de bactérie dans environnementpendant un certain délai.

• Transmission horizontale verticale


II.2 Physiopathologie de l’infectionII.2 Physiopathologie de l infectionII.2.1 Rencontre entre bactérie et hôte:

• Rencontre hôte/bactérie peut se faire:Rencontre hôte/bactérie peut se faire:– Soit juste avant le développement de l’infection

Soit parfois longtemps avant: existence d’une phase– Soit parfois longtemps avant: existence d’une phase asymptomatiqueS it t i i t– Soit avant naissance, in utero

• Notion de période d’incubation– De quelques jours à plusieurs années (Lèpre)


II.2 Physiopathologie de l’infectionII 2 2 « Entrée » dans hôte:II.2.2 « Entrée » dans hôte:

Différentes voies de contaminationPorte d’entrée: contamination possible par• Voie digestive: ingestion d’eau ou aliments g g

contaminés Choléra, typhoïde• Voie respiratoire: inhalation d’aérosols p

contaminés Legionellose, Coqueluche• Voie cutanée: inoculation par contact (plaie

souillée) Tetanos, Surinfections de plaie• Voie transcutanée: piqûre d’insecte vecteur

éMicrobe, ASM Press, 2006

de bactéries Peste, maladie de Lyme• Voie sexuelle: Infections sexuellement

t i ibl S hili éth ittransmissibles Syphilis, uréthrite gonococcique, Chlamydia


II.2 Physiopathologie de l’infectionII 2 2 « Entrée » dans hôte:II.2.2 « Entrée » dans hôte:

Différents modes d’infectionB té i

Multiplication

Bactéries

EXT ToxinesAdhésion

Multiplication en surface

Hôte Toxines

MultiplicationToxines

Bactéries absentes Bactéries non

Multiplication dans organisme

Toxi-infection Colonisation et Colonisation puis ou en transit invasives Bactéries invasives

Toxi-infection Colonisation et simple Toxi-infection Invasion +++simple Toxi-infection

Toxi-inf. alimentaires:

S aureus BotulismeTétanos, Diphtérie La plupart des bactéries!


S. aureus, Botulisme

II.2 Physiopathologie de l’infectionII.2.3 Etablissement chez l’hôte:

• 1ère étape: Colonisation du revêtement

II.2.3 Etablissement chez l hôte: Etapes du processus infectieux (Bactéries invasives)

• 1ère étape: Colonisation du revêtement cutanéo-muqueux2ème étape In asion• 2ème étape: Invasion

• Complexes interactions entre hôte et bactérie (sur d ACTION/REACTION)mode ACTION/REACTION)

Déterminent le devenir de rencontre: l di i t d b té imaladie ou non, persistance de bactérie ou non

• 3 facteurs reliés entre eux:– Importance de inoculum– Capacité à envahir de la bactérie (Facteurs de p (

pathogénicité)– Etat des défenses de hôte


II.2 Physiopathologie de l’infectionII.2.3 Etablissement chez l’hôte:II.2.3 Etablissement chez l hôte:

Etapes du processus infectieux (Bactéries invasives)

• 2ème étape (suite): Invasion– Franchissement de barrière cutanéo-muqueuseq– Inflammation au niveau de porte d’entrée

(secondaire à multiplication bactérienne) Infection localisée• +/- 3ème étape: Dissémination de bactérie à• +/- 3ème étape: Dissémination de bactérie à

partir de porte d’entréeDissémination par voie sanguine (Bactériémie) ou– Dissémination par voie sanguine (Bactériémie) ou lymphatiqueLocalisation secondaires: métastases septiques– Localisation secondaires: métastases septiques

– Sepsis (infection généralisée)


II.2 Physiopathologie de l’infectionII 2 4 Maladie si dommages causésII.2.4 Maladie si dommages causés

• Lésions chez hôte variables suivant différentesLésions chez hôte variables suivant différentes maladies infectieuses– Causées par bactérie elle-mêmeCausées par bactérie elle-mêmeet/ou liées à réaction inflammatoire : Sepsis +++

– Lésions au site d’entrée ou à distance

– Gravité fonction du tissu infecté: +++ si organes vitaux touchésvitaux touchés

Lésions liées à l se cell laire o à des modifications– Lésions liées à lyse cellulaire ou à des modifications du fonctionnement cellulaire (Ex: Action de toxines bactériennes)


bactériennes)

II.3 Moyens de défense de hôte contre l’infection bactérienne

Nous vivons dans un monde rempli de pbactéries, mais les infections sont en fait rares Témoignage de puissance et efficacité des Témoignage de puissance et efficacité des

défenses de hôte

↓ Défenses ↑ Infections↓ Défenses ↑ Infections


II.3 Moyens de défense de hôte contre l’infection bactérienne

• 1- Défense générale: Moyens de défense non spécifiques– 1.1 Barrières cutanéo-muqueuses– 1.2 Réaction inflammatoire = Immunité innée:1.2 Réaction inflammatoire Immunité innée:

toujours disponible, commune à espèce (héritage génétique)( g g q )

• 2 Défense ciblée sur un type de bactérie:• 2- Défense ciblée sur un type de bactérie: réponse adaptative, reflet de expérience de chaque individu = Immunité acquise spécifiquechaque individu = Immunité acquise spécifique

• Interrelations +++ entre les 2 réponses


RHB: III- 1 Moyens de défense de hôte

non spécifiquesIII 1 1 B iè t éIII-1.1 Barrières cutanéo-muqueuses

• Première ligne de défense• Première ligne de défense• But: Empêcher l’implantation des bact. pathogènes• Rôle primordial des épithéliums

Milieu externe

Cellules polarisées/Caractéristiques

Bactéries

Jonctions serrées

p qparticulières (cils, kératine, mucus,…)

MB

• Peau / Muqueuses



non spécifiques III-1 1 Barrières cutanéo-muqueusesIII 1.1 Barrières cutanéo muqueusesA- Barrière physique

• Peau: kératinisationPeau: kératinisation, desquamation superficielle

• Muqueuses:• Muqueuses:– Rôle du mucus ++– Muqueuse respiratoire: cilsMuqueuse respiratoire: cils– TD: Péristaltisme intestinal,

desquamation superficielle– Flux urinaire– Sécrétions lacrymales

élimination mécanique élimination mécanique des bactéries



non spécifiques III-1 1 Barrières cutanéo-muqueusesIII 1.1 Barrières cutanéo muqueusesB- Barrière chimique

• Peau: pH acide et sécheresse– pH acide et sécheresse

– sécrétions de lipides toxiques et de lysozyme( l d éb é t d i )(glandes sébacées et sudoripares)

• Muqueuses:Muqueuses:– pH acide: estomac, urine, vagin

Sécrétions de produits anti bactériens dans le– Sécrétions de produits anti-bactériens dans le mucus: lysozyme, lactoferrine, peptides toxiques ou défensines IgA sécrétoiresou défensines, IgA sécrétoires



non spécifiques III-1.1 Barrières cutanéo-muqueusesC- Barrière biologique

Flores commensales• Au niveau de peau et toutes muqueuses• Sauf:Sauf:

– Voies resp. basses– Tractus urinaireTractus urinaire– Voies génitales hautes: utérus, trompes

• Rôle: Obstacle à l’implantation de nouvelles bactéries (compétition pour nutriments, sites de fi ti t ti d f )fixation, captation du fer,…)



non spécifiques

III-1.1 Barrières cutanéo-muqueusesConclusion

• Peau saine = Barrage continu infranchissable par les bactéries!

• Infection si:– Lésion cutanée (plaie, brûlure,…)– Introduction de matériel étranger (cathéter)Introduction de matériel étranger (cathéter)

• Muqueuses = Portes d’entrée plus faciles à franchir que la peaufranchir que la peau

• La plupart des infections spontanées ont pour point de départ la surface d’une muqueusepoint de départ la surface d’une muqueuse



non spécifiques

III-1.2 La réaction inflammatoire ou Immunité innée

• Deuxième ligne de défense (après entrée de b té i d i )bactérie dans organisme)

• But: Elimination rapide de agent pathogène présent édans un tissu normalement stérile

• Réponse immédiate basée sur la reconnaissance d’antigènes bactériens très conservés

• Effecteurs:Cellules phagocytaires (phagocytose) et g y ( g y )protéines de l’inflammation (dans tissus et sang)– Activation du complémentp– Cytokines et chimiokines



non spécifiques

III-1.2 La réaction inflammatoire ou Immunité innée

• Composants bactériens qui activent l’immunité innée:Structures microbiennes (« motifs ») très conservées: Microbe-

associated molecular patterns (MAMPs)Bactéries à gram négatif: lipopolysaccharide (LPS) (lipide A)– Bactéries à gram négatif: lipopolysaccharide (LPS) (lipide A)

– Bactéries à gram positif: peptidoglycane, acides lipoteichoïqueslipoteichoïques

• Reconnaissance par hôte:Récepteurs de immunité innée au niveau de cellules de hôte:Récepteurs de immunité innée au niveau de cellules de hôte:

Pattern-recognition receptors (PRR)Ex: Toll-like receptors (TLR)p ( )



non spécifiquesIII 1 2 La réaction inflammatoire ou Immunité innéeIII-1.2 La réaction inflammatoire ou Immunité innée

Conclusions (1)

• But de immunité innée: permettre une réaction inflammatoire rapide au niveau du site infecté ++inflammatoire rapide au niveau du site infecté ++– Recrutement des phagocytes

Extravasation des protéines de l’inflammation– Extravasation des protéines de l inflammationElimination de agent bactérien

• Si exagération de cette réponse SEPSISCHOC SEPTIQUECHOC SEPTIQUE

• Variabilité génétique susceptibilité variable des i di id i f tiindividus aux infections (ex: mutation TLR4 infections BGN)



non spécifiquesIII 1 2 La réaction inflammatoire ou Immunité innéeIII-1.2 La réaction inflammatoire ou Immunité innée

Conclusions (2)

– Remarque 1: si libération d’enz. lysosomiales ++Remarque 1: si libération d enz. lysosomiales ++ destruction PNN et tissus voisins PUS

– Remarque 2: PNN ds sang = hyperleucocytose neutrophile signe biologique d’infectionneutrophile signe biologique d infection

– Remarque 3: Synthèse des protéines de phase aiguë de l’inflammation ds sang = Protéine C-é ti (CRP) i bi l i d’i f tiréactive (CRP) signe biologique d’infection


RHB: III- Moyens de défense de hôte contre l’i f ti b té il’infection bactérienne

III 2 Immunité acquise spécifique

• Le système immunitaire Immunité

III-2 Immunité acquise spécifique

• Le système immunitaire Immunité– Spécifique: ciblée contre une bactérie

A i– Acquise– Retardée (8-10j après premier contact)– Mémoire immunologique ++ (Vaccination)

• 2 types de réponse immunitaire2 types de réponse immunitaire– Cellulaire: cellules T cytotoxiques

H l d ti d’ ti– Humorale: production d’anticorpsCf Cours Immunologie générale


RHB: III- Moyens de défense de hôte contre l’i f ti b té il’infection bactérienne

III 2 Immunité acquise spécifiqueIII-2 Immunité acquise spécifique

• Infection par bactéries extracellulaires Réponse Th2 (anticorps) +++

• Infection par bactéries intracellulaires Réponse Th1 (lympho T cytotoxiques) +++


RHB: IV- Stratégies de la bactérie pour é h déf d l’hôéchapper aux défenses de l’hôte

Facteurs de pathogénicité

• Bactérie Capacité d’adaptation +++• Développement de nombreuses stratégies

pour échapper aux défensesp pp• Une bactérie une stratégie !!!

Né i thè• Néanmoins thèmes communs• « Dialogue » bactérie-cellule hôteg


Facteurs permettant la survie des bactéries pathogènes extracellulairesFacteurs d’échappement

• variation Ag de surface

Facteurs facilitant la colonisation

Facteurs d échappement aux défenses de l’hôte

Echappement à réponse g(LPS, pili, flagelle,…)• camouflage MobilitéAdhésion

pili

Echappement à réponse immunitaire anticorps

Captation du fer

protéines de surface

p

Echappement au complément

C5a peptidase, LPS sidérophores

du fer

flagellescapsule

au complément

composants de la paroi enzymes hydrolytiques

Echappement à phagocytose

composants de la paroi (LPS, ac teichoïques)

Réaction

enzymes hydrolytiques

Destruction Actions à

toxines

Facteurs endommageant l’hôte

Réaction inflammatoire

Destruction des tissus

Actions à distance +++


Facteurs endommageant l hôte



• 1- Facteurs facilitant la colonisation et l’i i d f d l’hôtl’invasion des surfaces de l’hôte

• 2- Facteurs d’échappement aux défenses de ppl’hôte

• 3 Facteurs endommageant l’hôte• 3- Facteurs endommageant l hôte• 4- Facteurs permettant la survie des bactéries

pathogènes intracellulaires


RHB: IV- 1 Facteurs facilitant la

colonisation et l’i il’invasion

• IV-1 1 Pénétration à travers la peau intacte• IV-1.1 Pénétration à travers la peau intacte– Inf cutanées iatrogènes (chirurgie, cathéter)

I d i– Insecte vecteur: ex: morsure de tiqueBorrelia burgdorferi (Bactérie spirochète): Maladie de Lyme


http://www.microbelibrary.org/



IV-1.2 Pénétration au niveau des muqueuses Traversée du mucus• 1.2.1 Mobilité des bactéries: Flagellesg

Lutte contre flux urinaire ou péristaltisme intestinalintestinal

• 1.2.2 Résistance à acidité gastriqueHelicobacter pylori : sécrétion d’ammoniaque Survie de bactérie dans l’estomac (HCl)


Survie de bactérie dans l estomac (HCl)



IV-1.2 Pénétration au niveau des muqueuses

• 1.2.3 Sécrétion d’IgAs protéasesg pBactéries extracellulaires ++( Streptococcus pneumoniae ou Pneumocoque( Streptococcus pneumoniae ou Pneumocoque,

Neisseria meningitidis ou Méningocoque, Haemophilus influenzae)Haemophilus influenzae)

• 1.2.4 Entrée par les cellules M (Plaques de Peyer): phagocytose induite par bactériey ) p g y pYersinia, Shigella, Salmonella




IV 1 3 Adhésion bactérienne +++IV-1.3 Adhésion bactérienne +++

– Etape obligatoire pour la bactérie: début duprocessus de colonisationp

– Interaction entre adhésines bactériennes et récepteurs cellulaires de hôterécepteurs cellulaires de hôte

– Interaction moléculaire spécifique– Notion de répertoire d’adhésines pour une

bactériebactérie




IV-1.3 Adhésion bactérienne +++– 1. Adhésines: appendices (Pili) et protéines

de surfaces de bactérie reconnaissant site spécifique (récepteur) sur la surface des cellules de hôtecellules de hôte

Fixation de la bactérie sur la cellule



colonisation et l’i i 1 3 é él’invasion IV-1.3 Adhésion bactérienne

Cas particulier: Biofilms +++

– 2. Sécrétion de substance collante: Glycocalix ou Slime

• Polysaccharides bactériens (capsule bactérienne) y ( p )sécrétés en grande quantité

• Adhésion des bactéries entre elles et à surface ¢

• Biofilm bactéries à état quiescent, à l’abri des cellules phagocytaires et des antibiotiques +++

• Soit Biofilm physiologique: Flores commensales• Soit Biofilm = facteur de virulence



colonisation et l’i i 1 3 é él’invasion IV-1.3 Adhésion bactérienne

Cas particulier: Biofilms +++• Biofilm = facteur de virulence: exemples

1 Plaque dentaire: Streptococcus mutans– 1- Plaque dentaire: Streptococcus mutans

2 C l i ti d bi té i– 2- Colonisation des biomatériaux:Staphylococcus epidermidisDFGSM 2/3 UE Agents infectieux Relation hôte-bactéries S. CharachonFaculté de Médecine Montpellier-Nîmes Année 2012-2013


colonisation et l’i i IV 1 4 Mé i d’ i iti d fl’invasion IV-1.4 Mécanismes d’acquisition du fer

• Fer nécessaire à croissance (multiplication) bactérienne +++

• Synthèse de sidérophores par la bactérie = chélateurs du fer avec haute affinité• Compétition avec lactoferrine et transferrineCompétition avec lactoferrine et transferrine

(chélateurs du fer de l’hôte)


RHB: IV- 2 Facteurs d’échappement aux défenses de l’hôte IV-2.1 Mécanismes d’échappement au

C l b té i

IV 2.1 Mécanismes d échappement au système du complément

• Capsule bactérienne• enveloppe ext. polysaccharidique• Rôle protecteur contre activation du complément:

masque les composants à la surface de bactérie tibl d’ ti l lé tsusceptibles d’activer le complément

• Modification du lipopolysaccharide (LPS) = Ag O Bactéries à Gram négatif dites « sérum- Bactéries à Gram négatif dites « sérum

résistantes »


RHB: IV- 2 Facteurs d’échappement aux défenses de l’hôte

IV-2.2 Mécanismes d’échappement à la phagocytose

• Inhibition du chimiotactisme des cellules phagocytose

phagocytaires: Ex: Synthèse de C5a peptidase y p p

• Synthèse de toxine active sur polynucléaires neutrophiles:neutrophiles:

Ex: Leucocidine de Staphylococcus aureusC l b té i• Capsule bactérienne

• Rôle protecteur contre phagocytose : Bactéries diffusant par voie sanguine +++

• Ex: mimétisme polysaccharides de hôte non i é i i ti h timmunogénique opsonisation phagocytose

Streptocoque A, Méningocoque type BDFGSM 2/3 UE Agents infectieux Relation hôte-bactéries S. CharachonFaculté de Médecine Montpellier-Nîmes Année 2012-2013

RHB: IV- 2 Facteurs d’échappement aux défenses de l’hôte

• IV 2 3 Echappement à la réponse anticorps• IV.2.3 Echappement à la réponse anticorps– Camouflage avec molécules ressemblant à celles de

ôl’hôte: certaines capsules– Phénomène de variation antigénique +++Ag flagellaire (Ag H) chez SalmonellaPili de Neisseria gonorrhoeae ou GonocoquePili de Neisseria gonorrhoeae ou Gonocoque


IV 3 Facteurs de virulenceIV-3 Facteurs de virulence endommageant l’hôte

3 types:3 types:• IV.3.1 Composants de paroi bactérienne à

l’origine de la réaction inflammatoire

• IV.3.2 Sécrétion d’enzymes hydrolytiques

• IV 3 3 Toxines protéiques bactériennes• IV.3.3 Toxines protéiques bactériennes


RHB: IV- 3 Facteurs endommageant

l’hôteIV-3.1 Composants de paroi bactérienne à

l’origine de la réaction inflammatoire

MAMPs: (Cf Réponse innée plus haut)

l origine de la réaction inflammatoire

MAMPs: (Cf Réponse innée plus haut)• Bactéries à Gram négatif: LPS

Li l h id LPS tit t d– Lipopolysaccharide ou LPS: constituant de membrane externe de paroi

– Structure: 2 portions• Portion lipidique (Lipide A) propriétés toxiques

id ti t t b té i Ch tiidentiques pour toutes bactéries Choc septique• Portion polysaccharidique antigénique: Ag O (somatique)

• Bactéries à Gram positif: Ac. teichoïques, tid lpeptidoglycane

– Rôle équivalent au LPS des bactéries à Gram négatif



l’hôte

• IV.3.2 Sécrétion d’enzymes hydrolytiquesIV.3.2 Sécrétion d enzymes hydrolytiques destruction des tissus facilitent

di é i ti d b té idissémination des bactéries– protéases, DNAses, hyaluronidases, p y

collagénases, kinases,…Bactéries pyogènes +++– Bactéries pyogènes +++

Staphylococcus aureus ou Staphylocoque doré, Streptococcus pyogenes ou Streptocoque groupe A



l’hôte

• IV.3.3 Toxines protéiques bactériennes(Exotoxines)( )– Sécrétion à l’extérieur de bactérie diffusion dans

organisme : Action à distanceg– Activité au niveau de cellules cibles– Certaines ont un pouvoir toxique très élevéCe ta es o t u pou o to que t ès é e é– Parfois rôle majeur dans l’expression clinique de la

maladie +++ : Toxi-infectionsTétanos Clostridium tetaniDiphtérie Corynebacterium diphteriaeDiphtérie Corynebacterium diphteriaeBotulisme Clostridium botulinum



l’hôte

IV.3.3 Toxines protéiques bactériennes (suite)

3 types suivant structure et mécanisme d’action1 T i d t A B– 1. Toxines de type A-B

– 2. Cytolysines ou hémolysines– 3. Superantigènes



l’hôteIV.3.3 Toxines protéiques bactériennes

• 1. Toxines de type A-B +++– Structure: 2 portionsPortion A: activité enzymatique responsable de toxicitéPortion A: activité enzymatique responsable de toxicitéPortion B: liaison avec récepteur de cellule cible

A li ti V i ti +++– Application: Vaccination +++• Le + svt, toxines A-B responsables des signes cliniques. Pas

de x de bactérie ds organisme Toxi infectionde x de bactérie ds organisme Toxi-infection• Toxine immunogénique Synthèse d’Ac neutralisants• Vaccination par anatoxine: protéine immunogène mais nonVaccination par anatoxine: protéine immunogène mais non

toxique (détoxification). Efficacité +++ de ce type de vaccinVaccination anti diphtérique, vaccination anti tétaniquep q , q• Anatoxine Antitoxine(= Ac anti-toxine)



l’hôteIV.3.3 Toxines protéiques bactériennes

• 2. Cytolysines ou hémolysinesToxines provoquant une rupture membranaire de la– Toxines provoquant une rupture membranaire de la cellule cible

Streptolysine O de Streptococcus pyogenes (Strepto A)Streptolysine O de Streptococcus pyogenes (Strepto A)Toxine de Staphylococcus aureus

• 3. SuperantigènesVoir mécanisme d’action: cours immunologie– Voir mécanisme d action: cours immunologie

– hyperstimulation des lymphocytes T CD4+ (helper) excès de IL 2 et TNF réaction inflammatoire excès de IL-2 et TNF réaction inflammatoire +++

T i d T i Sh k S d SToxine du Toxic Shock Syndrom S. aureusToxine pyrogénique streptococcique Streptocoque ADFGSM 2/3 UE Agents infectieux Relation hôte-bactéries S. CharachonFaculté de Médecine Montpellier-Nîmes Année 2012-2013

IV 4 F l i dIV-4 Facteurs permettant la survie des bactéries pathogènes intracellulaires

• IV.4.1- Classification des bactéries th è i t ll l ipathogènes intracellulaires

– 1- Pathogènes intracellulaires obligatoiresg g– 2- Pathogènes intracellulaires facultatifs

• IV 4 2 Parasitisme intracellulaire• IV.4.2- Parasitisme intracellulaire• IV-4.3 Echappement aux défenses de pp

l’hôte


RHB: IV- 4 Facteurs permettant la survie

des bactéries th è i t ¢

IV-4.1 Classification des bactéries èpathogènes intra-¢ pathogènes intracellulaires

• 1. Pathogènes intracellulaires obligatoires1. Pathogènes intracellulaires obligatoires– Bactéries incapables de survivre à l’extérieur des

cellulescellules – Adaptation totale à l’hôte +++– Souvent lésions minimes chez l’hôte qui assure enSouvent lésions minimes chez l hôte qui assure en

définitive leur survieChlamydia, RickettsiaChlamydia, Rickettsia




IV-4.1 Classification des bactéries èpathogènes intra-¢ pathogènes intracellulaires

• 2. Pathogènes intracellulaires facultatifsS it b té i d i t d té à– Soit bactéries de environnement adaptées à prédateur = amibe

Legionella pneumophilaLegionella pneumophila– Soit bactéries dont une étape du cycle correspond à

un passage intracellulaire (ex: traversée deun passage intracellulaire (ex: traversée de muqueuse TD)

Shigella Yersinia Salmonella ListeriaShigella, Yersinia, Salmonella, Listeria– Soit bactéries recherchant un gîte à l’abri des

défenses de hôtedéfenses de hôteBrucella, Mycobacterium tuberculosis




IV-4.2 Parasitisme intracellulairepathogènes intra-¢

1. Invasion des cellules épithéliales ou phagocytes

Processus complexe: liaison b t/ ll l é ifibact/cellule spécifique adhésion bactérienne sécrétion de protéines

bact ds ¢ action surbact ds ¢ action sur voies de signalisation ¢ remaniements du Image INSERM U-431

Brucella

remaniements du cytosquelette de ¢ phagocytose induite par phagocytose induite par la bactérie ++DFGSM 2/3 UE Agents infectieux Relation hôte-bactéries S. CharachonFaculté de Médecine Montpellier-Nîmes Année 2012-2013


des bactéries th è i t ¢ IV-4.2 Parasitisme intracellulairepathogènes intra-¢ IV 4.2 Parasitisme intracellulaire

• 2. Survie intracellulaireBactérie se retrouve dans une vacuole = phagosome

S it t té i 1 i d h– Soit stratégie 1 = survie dans phagosome: persistance de bactérie dans vacuole et arrêt de

mat ration d phagosome po r é iter la f sion dmaturation du phagosome pour éviter la fusion du phagosome avec lysosome

Salmonella Mycobacterium tuberculosis Legionella ChlamydiaSalmonella, Mycobacterium tuberculosis, Legionella, Chlamydia

– Soit stratégie 2 = survie dans le cytoplasme– Soit stratégie 2 = survie dans le cytoplasme lyse de vacuole, puis libération de bactérie dans

cytoplasmecytoplasmeListeria, Shigella, Rickettsia



des bactéries th è i t ¢ IV-4.2 Parasitisme intracellulairepathogènes intra-¢ IV 4.2 Parasitisme intracellulaire

• Multiplication intracellulaire– Variable: 5-10 bact/¢(Listeria M tuberculosis)(Listeria, M. tuberculosis)à 100-1000/¢ (Chlamydia)

Image INSERM U-431

Macrophage infecté par Brucella

• Dissémination– Soit lyse de cellule et libération des bactéries dans espaceSoit lyse de cellule et libération des bactéries dans espace

extracellulaire: Legionella– Soit dissémination de cellule à cellule sans passage ext :

Listeria Shigella RickettsiaListeria, Shigella, Rickettsia



des bactéries th è i t ¢ IV-4 3 Echappement aux défenses de l’hôte:pathogènes intra-¢ IV-4.3 Echappement aux défenses de l hôte:

• Multiplication intracellulaire à l’abri des défenses immunitaires de l’hôtedéfenses immunitaires de l hôte

Induction d’une immunité de type cellulaire (Th1)P f i d l ll l d tè• Parfois dans les cellules du système immunitaire lui-même: Persistance dans les phagocytesEchappement aux mécanismes de bactéricidieEchappement aux mécanismes de bactéricidie– Inhibition de fusion phagosome-lysosome ++

P d ti d’ i hib t l b t d tif– Production d’enzymes inhibant le burst oxydatif


Relations Hôte-Bactéries Conclusions

• Importance de connaissance du cycle infectieux de

Conclusions

• Importance de connaissance du cycle infectieux de chaque bactérie– Facteurs de pathogénicitép g– Interactions avec hôte

• Développement de vaccinspp• Nouvelles stratégies thérapeutiques: identification

de nouvelles cibles thérapeutiques

• Remarque: Progrès récents en biologie cellulaire q g ghumaine grâce aux bactéries!


sylvie charachon@chu-nimes [email protected]


objjgectif général: connaître les mécanismes essentiels...

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