La variation de phases chez Haemophilus influenzae :

un mécanisme influant sur la virulence

Xavier LecomteVirginie Dufour

M2 Microbiologie fondamentale et appliquée

Haemophilus influenzae : généralités

Gram – γ protéobactérie Naturellement présente

dans les voies respiratoires

Majeure cause de méningites chez les jeunes enfants

Premier génome séquencé en 1995

Lipopolysaccharide = LPS

Rappels immunologie

TLR : Toll-like Receptor, exprimés surtout par cellules phagocytaires (macrophages, cellules dendritiques…)

Reconnaissances motifs généraux des bactéries, pas de spécificité d’espèce

Déclenchent la réponse inflammatoire Reconnaissent le LPS

Rappels immunologie

Le complément : ensemble de molécules du sérum Rôles : - activation réponse inflammatoire

- opsonisation (aide à la phagocytose)

- lyse des bactéries (Complexe d’attaque membranaire = CAM

ou MAC) 3 voies d’activation : classique (nécessite anticorps),

alterne (reconnaît le LPS), et lectine.

Le complexe d’attaque membranaire

Le LPS chez H. influenzae

Lipooligosaccharide (LOS) : pas d’antigène O classique, mais synthèse semblable

Oligosaccharides ramifiés, au niveau du

« core » Décorations possibles (ex : phosphocholine) Extrêmement variable selon les souches Rôle majeur dans l’infection et la virulence

Le LPS chez H. influenzae

Hood, 2004

Biosynthèse du LPS : de nombreux gènes

KEGG Pathways

KEGG Pathways

Variations du LPS : exemple de ChoP

Variation de phase = changement de cadre de lecture à cause répétitions (ici 5’CAAT3’)

Choline phosphotransférase ~ choline kinase eucaryote

ChoP codée par lic1A Phosphocholine : liée aux heptoses et KDO

dans le “core” du LPS Variation de phase de lic1A = ChoP + ou

ChoP -

Mécanisme de variation de phasesBelkum, 1998

Effets de la variation de phaseex : orf1 du locus lic3 (acide sialique)

+1 SD=RBS ATG +2 (CAAT)nProtéine tronquée lic3-orf1

Stop

T

+1 SD=RBS ATG +1 (CAAT)nProtéine fonctionnelle lic3-orf1

Stop T

+1 SD=RBS (CAAT)nPas de traduction

T

+3 : Pas ATG

Stop+1 SD=RBS ATG +2 (CAAT)n-1

Protéine fonctionnelle lic3-orf1 T

ChoP et virulence

ChoP+ : meilleure capacité d’infection des voies respiratoires adhésion aux cellules épithéliales

MAIS : sensibilité accrue au complément

C-Response Protein (humaine), se fixe à la phosphocholine et active la voie classique du complément

Donc « shift » ChoP+ / ChoP- durant l’infection

Au début, ChoP+ = adhésion

Ensuite, dissémination = ChoP- sélectionnés pour résistance au complément (sérum)

WT Tjs ChoP+ ChoP mutée

Humphries, 2002

Autres décorations impliquées dans la virulence

Décorations et gènes impliqués dans leur fixation : Acide sialique : lic3A – Augmente résistance

complément en mimant structures de l’hôte ? masque épitopes LPS ? Permet accès aux récepteurs de l’hôte ? Formation biofilm ?

Digalactoside : lic2A et lgtC – Mime épitopes de l’hôte : camouflage aux Ac et complément

O-acétylation : oafA – Résistance complément ??? Ces gènes sont également soumis à la variation

de phase

Schweda, 2007

Weiser, 2000, Trends in microbiology, Vol 8 n°10

Autres gènes de H. influenzae de virulence soumis à variation de phase

lic1A, lic2A, lic3A, lgtC, lex2A régulés traductionnellement comme l’exemple

Cas de hifA/B (synthèse fimbriae) : régulation transcriptionnelle les répétitions TA sont situées entre la boîte -35 et la boîte -10 (modifie le spacer)

Autres gènes de virulences soumis à variation de phases : métabolisme du fer, et adhérence aux cellules hôtes

Conclusion…

Décorations du LPS : virulence et cible du système immunitaire

Modifications : variation de phase pour les gènes les + importants dans la virulence

Grande diversité des LPS échappement immunitaire et virulence

Variation de phase = variation de phénotype selon les étapes d’infection

Perspectives

Biosynthèse LPS : très complexe et encore mal connue

Rôle de chaque modification dans la virulence à déterminer

Existe-t-il une régulation de la transition de phase ?

Haemophilus influenzae bien connu aujourd’hui : bon modèle d’étude de la transition de phase pour la synthèse du LPS

Références

Travaux de JN Weiser et al. Schwedaa, et al., International

Journal of Medical Microbiology 297 (2007) 297–306

Derek Hood. et al. J. Bact., Nov. 2004, p. 7429–7439 Vol. 186, No. 21

Alex Van Belkum et al. Microbiology and molecular biology reviews, June 1998, p. 275–293 Vol. 62, No. 2

Holly E. Humphries et al., FEMS Immunology and Medical Microbiology 34 (2002) 221^230

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