Systèmes de sécrétion bactériens et injection d'effecteurs (T3SS, T4SS, T6SS)

Microbiologie & immunologie · Master 1

Nanomachines des bactéries à Gram négatif pour injecter des effecteurs dans les cellules hôtes.

Introduction

Les bactéries à Gram négatif pathogènes disposent de nanomachines transmembranaires pour transférer des protéines vers l'environnement ou directement dans le cytoplasme de la cellule hôte. Le système de sécrétion de type III (T3SS), ou injectisome, ressemble à une seringue moléculaire ; le T4SS transfère protéines et ADN par un mécanisme apparenté à la conjugaison ; le T6SS fonctionne comme une lance contractile projetant des toxines vers des cellules eucaryotes ou des bactéries concurrentes.

Les effecteurs injectés manipulent le cytosquelette d'actine (invasion), inhibent la phagocytose (Yersinia Yops), bloquent les voies inflammatoires NF-κB ou remodèlent des vacuoles intracellulaires. Chez Salmonella, deux îlots de pathogénicité, SPI-1 et SPI-2, codent deux T3SS aux rôles successifs : invasion épithéliale puis survie dans la vacuole contenant Salmonella.

Ces systèmes constituent des cibles antivirulence prometteuses, car leur inhibition désarme le pathogène sans le tuer, limitant la pression de sélection.

Objectifs d'apprentissage

Comparer les systèmes de sécrétion de types II, III, IV et VI
Décrire la structure de l'injectisome T3SS
Donner des exemples d'effecteurs et leurs cibles cellulaires
Expliquer le rôle de SPI-1 et SPI-2 chez Salmonella
Discuter l'intérêt des inhibiteurs antivirulence

Concepts clés

T3SS: Injectisome traversant les deux membranes bactériennes et la membrane de la cellule hôte via un translocon ; régulé par le contact cellulaire.
T4SS: Système apparenté aux machineries de conjugaison ; Helicobacter injecte CagA, Legionella plus de 300 effecteurs Dot/Icm.
T6SS: Structure contractile de type phage inversé délivrant des toxines à des bactéries concurrentes ou à des cellules hôtes.
Îlot de pathogénicité: Région génomique acquise horizontalement codant des facteurs de virulence ; ex. SPI-1 et SPI-2 de Salmonella.

Conclusion

Les systèmes de sécrétion sont au cœur de la virulence des bactéries à Gram négatif et illustrent la co-évolution entre pathogènes et hôtes. Leur étude a révélé des mécanismes cellulaires fondamentaux.

Ces systèmes fournissent des pistes thérapeutiques antivirulence complémentaires aux antibiotiques.

Cartes

Qu'est-ce qu'un injectisome ?: Le T3SS, structure en seringue qui injecte les effecteurs directement dans le cytoplasme de la cellule hôte.
Quel pathogène injecte les protéines Yop ?: Yersinia (pestis, enterocolitica, pseudotuberculosis) via un T3SS à plasmide pYV.
Que fait SPI-1 chez Salmonella ?: Il code un T3SS qui induit l'invasion des cellules épithéliales par remaniement de l'actine (SopE, SipA).
Que fait SPI-2 chez Salmonella ?: Il code un T3SS permettant la survie et la réplication dans la vacuole contenant Salmonella (SCV) en macrophages.
Quelle protéine d'Helicobacter pylori est injectée par le T4SS ?: CagA, qui, phosphorylée, perturbe la signalisation cellulaire et est associée au risque de cancer gastrique.
Quelle bactérie utilise le système Dot/Icm ?: Legionella pneumophila, pour former une vacuole réplicative dans les macrophages.
Quelle est la fonction du T6SS ?: Délivrer des toxines à des bactéries concurrentes ou à des cellules hôtes par contraction d'une gaine.
Pourquoi viser le T3SS pour des médicaments ?: Il est essentiel à la virulence mais pas à la croissance, d'où une moindre pression de sélection de résistance.
Qu'est-ce qu'un effecteur ?: Protéine bactérienne transloquée dans la cellule hôte pour en moduler la physiologie.

Glossaire

Effecteur: Protéine injectée modulant les fonctions de la cellule hôte.
Translocon: Pore formé dans la membrane eucaryote par le T3SS pour le passage des effecteurs.
SCV: Vacuole contenant Salmonella, compartiment de réplication intracellulaire.
Plasmide de virulence: Plasmide portant des gènes de virulence.
Antivirulence: Stratégie thérapeutique visant les facteurs de virulence sans tuer la bactérie.
Conjugaison: Transfert d'ADN par contact cellulaire entre bactéries via un système apparenté au T4SS.