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La variation de phases chez Haemophilus influenzae :
un mécanisme influant sur la virulence
Xavier LecomteVirginie Dufour
M2 Microbiologie fondamentale et appliquée
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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
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Lipopolysaccharide = LPS
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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
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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.
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Le complexe d’attaque membranaire
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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
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Le LPS chez H. influenzae
Hood, 2004
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Biosynthèse du LPS : de nombreux gènes
KEGG Pathways
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KEGG Pathways
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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 -
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Mécanisme de variation de phasesBelkum, 1998
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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
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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)
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WT Tjs ChoP+ ChoP mutée
Humphries, 2002
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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
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Schweda, 2007
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Weiser, 2000, Trends in microbiology, Vol 8 n°10
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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
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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
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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
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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
Recherche internet KEGG Pathways