P. aeruginosaest capable de secréter certains produits qui sont toxiques pour les cellules et les tissus de l’hôte. Ces facteurs de virulence peuvent agir à distance comme les hormones. Ils sont associés à l’infection aiguë et interviennent principalement dans la dissémination de la bactérieen perturbant les défenses de l’hôte.(Chaker, 2012).
1. L’exotoxine A
L’exotoxine A (ETA) est considérée comme la protéine la plus toxique secrétée par P.aeruginosa. Il s’agit d’une enzyme de 66 kDa codée par le gène toxAet secrétée dans l’espace extracellulaire sous forme d’une pro-toxine inactive via le système de sécrétion de type
II(Gray et al.,1984; Iglewski et Kabat, 1975). Elle est reconnue par les récepteurs CD91 et LRP (LDL relatedprotein) (Herzetal.,1990). Cette interaction provoque le clivage de la pro-toxine et une internalisation de la partie active. Cette dernière, à activité ADP-ribosyltransférase, inhibe le facteur d’élongation-2 (EF-2) et, donc l’inhibition de la synthèseprotéique induisant la mort cellulaire (Pavlovskisetal.,1978; Perentesiset al.,1992; Wicketal., 1990).
L’exotoxine A inhibe la libération de certaines cytokines pro-inflammatoires tel que le TNF-α, IL-10, IL-6 et l’IL-8. Ceci affaiblit la réponse immunitaire de l’hôte et aggrave l’état de l’infection (Schultz etal.,2000; Schultz et al., 2001). L’exotoxine A est cruciale pour la virulence de P. aeruginosa. Des mutants déficients de l’exotoxine A ont été 20 fois moins virulents par rapport à la souche sauvage (Lory, 1986; Miyazaki et al., 1995).
La production de l’exotoxine A dépend de la quantité du fer dans le milieu. Un maximum de production a été détecté dans un milieu pauvre en fer (Miyazaki et al.,1995).
La production de l’exotoxine A dépend de la quantité du fer dans le milieu. Un maximum de production a été détecté dans un milieu pauvre en fer (Miyazaki et al.,1995).
2. Les phospholipases
P. aeruginosa produit différentes phospholipases qui hydrolysent les liaisons phosphodiesters des glycerophospholipides. Selon la spécificité de l’activité enzymatique, les phospholipases produites par P. aeruginosa sont de quatre types : la phospholipase A (PLA),B (PLB), C (PLC) et D (PLD). Différentes phospholipases sont secrétées dans le milieu extracellulaire :
* Trois PLCs : à une activité hémolytique (PlcH), PlcN non hémolytique (Ostroffetal.,1990) et la PLcB (Barker et al., 2004; Stonehouseet al., 2002). Ces PLCssont secrétées via le système de sécrétion de type II. Elles hydrolysent la phosphatidylcholine (PC) qui est très abondante dans le surfactant pulmonaire(Krieget al.,1988; Lazdunskiet al., 1990). De ce fait, les PLCs sont impliquées dans la virulence (Granstrometal.,1984). Une carence en phosphate ou la présence de certains osmoprotecteurs induit la production de PlcH (Sage et Vasil, 1997). La PlcB hydrolyse également la phosphatidylethanolamine (PE).Elle est importante pour le chimiotactisme et joue un rôle dans la mobilité detype « twiching » (Barker et al.,2004).
* La PLD (PldA) : intervient dans la persistance de la bactérie au cours d’une infection pulmonaire chronique (Wilderman et al., 2001a)
* La PLA cytosolique (cPlA2) : impliquée dans la mort des cellules de l’hôte(Kirschnek and Gulbins, 2006).
Les phospholipases sont importantes pour la virulence de la bactérie. Elles déstabilisent la membrane des cellules de l’hôte et sont à l’origine de la mort cellulaire (Vasiletal.,2009).Leur activité permet également la libération de certains messagers lipidiques (Salyers etWitt, 1994).
Elles déstabilisent les défenses de l’hôte en empêchant une réponse oxydative des neutrophiles (Teradaet al.,1999) et déclenchant la libération des molécules inflammatoires(Konigetal.,1997).
Elles déstabilisent les défenses de l’hôte en empêchant une réponse oxydative des neutrophiles (Teradaet al.,1999) et déclenchant la libération des molécules inflammatoires(Konigetal.,1997).
L’activité des phospholipases est facilitée par les rhamnolipides produites par la bactérie. En effet, elles possèdent un pouvoir détergent sur les phospholipides membranaires facilitant leur accessibilité aux phospholipases (Boleset al.,2005; Daveyet al.,2003). Les lécithinases sont également des hémolysines. Elles agissent en synergie avec les phospholipases pour hydrolyser les lipides et la lécithine.
3. Les protéases
P. aeruginosaproduit deux types de protéases : les métalloprotéases et les sérineprotéases.La production des protéases est régulée par le quorum-sensing (Gambello etIglewski, 1991;Gambelloet al., 1993; Toderet al., 1991).
3. 1. Les métalloprotéases
3. 1. 1. L’élastase Las B (Pseudolysine)
Il s’agit d’une métalloprotéase à zinc de 33 kDa, codée par le gène lasBet secrétée parle système de sécrétion de type II (Bever et Iglewski, 1988;Kessler et Safrin, 1988;Moriharaet al., 1965).
Cette protéase joue un rôle important dans la pathogénie de P.aeruginosa. En clivant l’élastine et le collagène, cette enzyme est à l’origine d’une destruction des jonctions entre les cellules épithéliales. Ceci augmente la perméabilité épithéliale et le recrutement des neutrophiles. Cette protéase fait augmenter la production de l’IL-8 et diminuer la réponse immunitaire innée en rendant inactifs, par clivage, des protéines du surfactant, SP-A et SP-D, et des récepteurs à protéases (Alcornet al.,2004; Azghaniet al.,1993; Azghani, 1996; Azghaniet al., 2000; Dulonet al., 2005; Konet al., 1999). L’élastase Best également capable d’inactiver d’autres protéines comme les IgA, les IgG et des composés du complément modulant ainsi la réponse immunitaire (Hecketal.,1990; Hong etGhebrehiwet, 1992). Elle a la capacité de cliver la protéine uPAR2 (urokinase type plasminogen activator receptor) qui est nécessaire à la migration et l’adhérence des cellules épithéliales et des leukocytes (Beaufort etal.,2004). Elle inhibe aussi la réparation des cellules épithéliales lésées en altérant la mobilité cellulaire (De Bentzmannet al.,2000).
Cette protéase joue un rôle important dans la pathogénie de P.aeruginosa. En clivant l’élastine et le collagène, cette enzyme est à l’origine d’une destruction des jonctions entre les cellules épithéliales. Ceci augmente la perméabilité épithéliale et le recrutement des neutrophiles. Cette protéase fait augmenter la production de l’IL-8 et diminuer la réponse immunitaire innée en rendant inactifs, par clivage, des protéines du surfactant, SP-A et SP-D, et des récepteurs à protéases (Alcornet al.,2004; Azghaniet al.,1993; Azghani, 1996; Azghaniet al., 2000; Dulonet al., 2005; Konet al., 1999). L’élastase Best également capable d’inactiver d’autres protéines comme les IgA, les IgG et des composés du complément modulant ainsi la réponse immunitaire (Hecketal.,1990; Hong etGhebrehiwet, 1992). Elle a la capacité de cliver la protéine uPAR2 (urokinase type plasminogen activator receptor) qui est nécessaire à la migration et l’adhérence des cellules épithéliales et des leukocytes (Beaufort etal.,2004). Elle inhibe aussi la réparation des cellules épithéliales lésées en altérant la mobilité cellulaire (De Bentzmannet al.,2000).
3. 1. 2. L’élastase Las A (Staphylolysine)
C’est une protéase de 20 kDa, codée par le gène lasAet secrétée par le système de sécrétion de type II (Olson et Ohman, 1992). Elle agit en synergie avec l’élastase B pour la dégradation de l’élastine (Kessleretal.,1997). Elle représente un facteur de virulence important qui a la capacité de moduler les défenses de l’hôte (Estrellasetal.,2000; Park etal., 2001).
3. 1. 3. La protéase alcaline (Aeruginolysine)
C’est une métalloprotéase à zinc de 56 kDa codée par le gène aprA(Okudaet al.,1990).Elle représente la seule protéase secrétée par le système de sécrétion de type I (ou transporteurABC) (Guzzoet al.,1991). Elle lyse la fibrine et inhibe sa formation (Kipnisetal.,2004).Elle joue le rôle d’immunomodulateur pendant l’infection. Elle dégrade des anticorps, les composants du complément C1q et C3, les cytokines et les chémokines (Avidanoet al.,1998;Hong and Ghebrehiwet, 1992; Horvat et Parmely, 1988; Leidalet al., 2003; Parmelyet al.,1990).
3. 2. Les sérine-protéases
3. 2. 1. La protéase IV (Arginyl peptidase)
Il s’agit d’une protéase de 26 kDa codée par le gène prpL(Traidejet al.,2003;Wildermanet al., 2001b). Elle dégrade les protéines A, D et B du surfactant (Malloyet al.,2005), le fibrinogène, la plasmine, le plasminogène, l’épithélium cornéen, des IgG, le complément et des produits inflammatoires et contribue aussi au pouvoir pathogène de la bactérie (Engel et al., 1997; Engel et al, 1998a ; Engel et al, 1998b; O'Callaghanet al., 1996).Il est vraisemblable que les protéases LasB, LasA, la protéase alcaline et la protease IV agissent en synergie pendant l’invasion (Matsumoto et al.,2004; Suter et al., 1994).
3. 2. 2. Las D
Après clivage d’une protéine de 43 kDa, la CbpD (chitin-binding protein D), le fragment N terminal de 23 kDa représente la protéase Las D (Braun etal.,1998; Foldersetal., 2000; Park and Galloway, 1995). Cette protéase possède la capacité de lyser les bactéries Staphylococcus aureus permettant à P. aeruginosa de prédominer au niveau du poumon (Galloway, 1998).
