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Bactériologie
Variation antigénique
Cours de Bactériologie
 


 

Les bactéries virulentes cherche à échapper aux défenses de l'hôte soit pour les bactéries à croissance intracellulaire en atteignant des sites inaccessibles (sanctuaire) au système immunitaire, soit pour les bactéries à croissance extracellulaire par production de toxines qui détruisent les cellules immunes et les protéines de l'inflammation et les immunoglobulines.

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Définition et pré requis :

Certains agents pathogènes à multiplication extracellulaire (bactéries, parasites) sont capables de se "métamorphoser" au cours du processus infectieux chez un individu donné.

Les virus également peuvent "varier" au cours de l'infection par dérive génétique (drift) du fait de l'accumulation de mutations modifiant les cibles, comme c'est le cas par exemple du VIH qui rapidement se diversifie chez un patient donné.

Ce mécanisme original de survie de certaines bactéries extracellulaires est appelé variation antigénique qui est la capacité d'une bactérie de modifier de façon itérative certains antigènes majeurs exposés à leur surface au cours du processus infectieux.

Cette "métamorphose" entraîne une persistance de l'infection car le système immunitaire doit pour chaque nouvel antigène induire une nouvelle réponse spécifique.

Cette stratégie est aussi utilisée par certains parasites (Trypanosoma gambiense….

La variation antigénique nécessite un certain nombre de prérequis.

Le parasite doit posséder de nombreux gènes codant pour des antigènes « exposés » (immunodominants) sans relation antigéniques croisés (multiples gènes non alléliques) pour permettre les réarrangements de ces gènes au moment opportun.

La cinétique du remplacement doit être programmée en sorte que le remplacement de la population des bactéries responsables de l'infection doit apparaître dans une sous-population minoritaire avant que la population dominante soit détruite.

On constate qu'il existe une expression ordonnée et synchrone des antigènes de surfaces : par exemple, les antigènes A d'une bactérie pathogène donnée sont remplacés par les antigènes B, puis C, puis D, puis E...

Cette séquence qui survient chez un patient est toujours la même , pour une souche donnée quel que soit le patient.

Voici quelques exemples de variation antigènique chez les bactéries.

Borellia reccurentis, agent des fièvres récurrentes :

Les Borrellia sont des spirochètes responsables de fièvres récurrentes à poux et à tiques.

La maladie évolue par épisodes fébriles itératifs stéréotypés au cours desquels les bactéries sont visibles dans le sang puis disparaissent pour à nouveau réapparaître au cours des récurrences.

Ce phénomène a été étudié en utilisant l'espèce Borrelia hermsei pathogène pour l'animal de laboratoire.

Il a été montré que chaque épisode fébrile correspond à des bactéries portant des antigènes de surface différents.

Spontanément, à chaque génération, des "variants" apparaissent à un taux de 10-3 10- 4 par génération. B hermsei est recouvert d'une protéine immunodominante appelée VMP (Variable Major Protein).

Lors de la primo-infection, une première VPM est exprimée à la surface des bactéries circulantes qui sont éliminées en quelques jours par des anticorps anti-VMP.

Puis les bactéries réapparaissent avec une nouvelle VMP sans relation antigénique avec la précédente VMP et ainsi de suite.

Le gène codant pour la VMP est localisé à un site d'expression où se trouve un promoteur.

Lors de la variation antigénique, ce gène est remplacé à ce site d'expression par duplication-transposition (gene conversion ) par un nouveau gène. B hermsei possède 27 gènes codant pour au moins 26 sérotypes de VMP.

Ce pool de gènes silencieux complets (sans promoteur) est localisé sur un plasmide linéaire de 30 kb.

Neisseiria gonorrhoeae et N. meningitidis :

N gonorrhoeae et N. meningitidis sont les agents d'uréthrites aigues et de méningites purulentes, respectivement.

Ils sont soumis à variation antigénique pour de nombreux antigènes.

La gonococcie non traitée donne un écoulement purulent qui a tendance à persister pendant plusieurs semaines. à tendance.

Cette persistance serait favorisée par un phénomène de variation antigénique qui concerne plusieurs antigènes de cette bactéries, notamment la piline et la protéine Opa.

La piline est une protéine de 17-21 kDa présentant une région N terminale constante et une région C terminale variable.

En se polymérisant, la piline constitue les pili ( dit de type IV) de N gonorrhoeae, structures filamenteuses favorisant l'adhésion de cette bactérie aux cellules épithéliales.

Le gène de la piline est transcrit à un site d'expression avec un promoteur et le gène complet de la piline.

Il existe par ailleurs au moins 10 pseudo-gènes (gènes tronqués) codant pour la partie variable de la piline.

Au cours du phénomène de variation antigénique de la piline, demeure au site d'expression le promoteur et le segment de gène codant pour la partie constante.

Les réarrangements avec les pseudo-gènes se font donc au site d'expression en reconstituant un nouveau gène fonctionnel.

La fréquence de ces recombinaisons réciproques est de 10-3 par génération.

Un 2ème mécanisme peut survenir : la transformation in vivo à partir du DNA libéré d'autres bactéries lysées dans les tissus.

Opa (dite d'opacité ou PII) est une protéine d'enveloppe externe contribuant à l'adhérence et à l'invasion de N gonorrhoeae.

Cette protéine codée par le gène opa est capable de donner une variation antigénique.

Il existe dans le génome de ce pathogène de nombreux gènes complets et transcrits (environ 13).

Ces gènes sont soumis à une régulation traductionnelle par décalage du cadre de lecture au niveau des mRNA dans la partie correspondant à la séquence-signal du gène.

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