Legionella pneumophila et la maladie du légionnaire I- Le confort moderne n a pas que des bons côtés: problèmes causés par la climatisation - En 1976, lors d un congrès rassemblant d anciens légionnaires: - nombreux cas d infections pulmonaires graves 182 malades - plusieurs décès 29 morts - cause inconnue «maladie du légionnaire» -Identification d une nouvelle bactérie, Legionella pneumophila, jamais décrite «légionellose» -La bactérie se trouvait dans les canalisations du système de climatisation de l hôtel - Depuis cette date, on observe un nombre de cas en augmentation croissante dans les pays développés, le taux d incidence annuel est de 4 / 100 000 avec un taux de mortalité de 20 % environ
II - Legionnella pneumophila Bactérie à gram négatif Bactérie ubiquitaire Environnement normal: sol, milieux aquatiques - dans la nature, souvent associée dans des biofilms et associées à des protozoaires - sont ingérées par les amibes ( Acanthamoeba) qui espèrent s en nourrir mais qui sont tuées Adaptation à de nouvelles conditions d environnement: Canalisations d eau tièdes - dans les immeubles, les installations de climatisations - dans les hôpitaux, les circuits d eau les systèmes de ventilation assistée - dans les industries, les tours aeroréfrigérantes Mode de vie intracellulaire facultatif
III - La maladie III.1 - Contamination de l homme toujours par l environnement, aérosols le réservoir naturel est l eau pas de transmission d homme à homme Provoque des infections pulmonaires graves, parfois mortelles Dans les alvéoles pulmonaires, Survie et multiplication dans les macrophages alvéolaires mais aussi dans cellules épithéliales Seules les personnes affaiblies sont susceptibles aux infections Causes d aggravation: prédispositions alcooliques, fumeurs, grand âge, défenses respiratoires affaiblies
III.2 - Dommages causés aux poumons Coupe histologique de tissu pulmonaire infecté: bactéries très nombreuses dans les phagosomes ou dans le cytoplasme des cellules. Lyse des cellules phagocytaire fluide dans les poumons Accumulation de liquide dans les alvéoles Les aires endommagées ne sont pas localisées, zones diffuses Profonde destruction des poumons Les phagocytes et les cellules immunitaires continuent à être attirées vers le poumon pendant l infection libération de cytokinines et des enzymes dégradatifs (protéases) dommages aux cellules épithéliales sans tuer les bactéries L. pneumophila sécrète aussi des enzymes dégradatifs qui contribuent aussi à la destruction des tissus pulmonaires
III.3 - Prévention et traitement Infection non traitée issue fatale Nécessité de diagnostic et traitement rapides Antibiotiques: Erythomycine Azithromycine Mesures de prévention - recherche de vaccins - recherche de biocides tuant les bactéries dans les amibes
IV - Etude des facteurs de virulence IV.1 - Problème expérimental - Manque d outils génétique - Nécessité d un bon modèle d infection - Modèles animaux: cochon d inde (cobaye) (pas immuno-compromis) souche de souris A/J (immuno déficiente) - Lignées cellulaires - pas valables - Amibes - utilisation récente ne sont pas l équivalent parfait des macrophages. néanmoins, la croissance dans les amibes prépare les légionelles à infecter les macrophages humains
IV.2 - Facteurs bactériens nécessaires à l entrée et la survie - Une adhésine non fimbriae: protéine de surface - Flagelle et mili - Mip, peptidyl prolyl isomerase (repliement des protéines) - Une machinerie de sécrétion de type II - Une metalloprotéase à Zn - Plusieurs phospolipases: hydrolyse du surfactant - Une (?) hémolysine/cytolysine destruction de l intégrité de l épithélium pulmonaire - Une machinerie de sécrétion de type IV (gènes icm / dot) (intracellular multiplication ) - les effecteurs WipA, WipB, SidG, SidH, RalF DotA LidA DotH DotO LvgA
V - Etude du cycle d infection 1) Entrée par phagocytose Phagocytose de type particulier ( amibe et macrophage). Attachement par une adhésine (cas de l amibe) 2) Inhibition de la fusion phagosome-lysosome: formation de LCV 3) Réplication et multiplication des cellules 4) Lyse du phagosome et lyse de la membrane plasmique du macrophage Infection des cellules avoisinantes
Inhibition de la fusion avec le lysosome, Formation des LCV (Legionella containing vacuole) Fonctions bactériennes nécessaires: les 24 gènes icm/dot (machinerie de sécrétion de type IV) Translocation de nombreux effecteurs directement dans le cellule hôte Ex: mutations dans icms ou icmw la fusion au lysosome se produit Croissance de la bactérie défective dans le macrophage Les effecteurs bactériens: nombreux mais peu caractérisés WipA, WipB, SidG, SidH, DotA, LidA, RalF Sont nécessaires pour le remodelage du phagosome mais ne sont pas nécessaire à la multiplication Gènes exprimés dans les étapes 1 et 2 Interaction avec des fonctions eucaryotes RalF interagit avec le facteur eucaryote ARF (ADP ribosylation factor) (famille des petites GTPases impliquées dans la régulation du trafic vésiculaire et dans le contrôle du cytosquelette d actine) Mobilisation de Rab1 localisée dans les LCV
Autres fonctions nécessaires, exprimées à différents moments du cycle d infection LvgA protéine de la membrane externe, située en surface - permet la persistance dans les macrophages alvéolaires - permet aussi la persistance dans les cellules épithéliales - le mutant LvgA - est deux foix plus sensible aux β-défensines humaines DotO et DotH - deux protéines de membrane externe matériel fibreux à la surface de la cellule - produites seulement avant que la bactérie émerge du macrophage - pourraient faciliter la lyse ou l infection des cellules voisines Cytolysine: non exprimée au début du cycle, synthétisée à la fin nécessaire à la lyse de la vacuole et du macrophage Pili et flagelle sont préferentiellement exprimés dans les étapes tardives de l infection
Autres fonctions nécessaires, exprimées à différents moments du cycle d infection Machinerie de sécrétion de type II Permet la sécrétion de nombreux enzymes hydrolytiques Processus facilitant l infection intracellulaire Induction de l apoptose Facteur aidant déclenchéedans les étapes tardives de l infection, quand les LCV contiennent plus de 20 bactéries Durée du cycle intracellulaire - 8 hrs après infection: Lp est dans phagosome intact des macrophages et amibes - 12 hrs: disruption de la membrane phagosomale - à 18 hrs, 77% des macrophages ont des bactéries dans le cytoplasme - 24 hrs: lyse de la cellule
➀ Phagocytose ➁ ➁ Inhibition de la maturation du phagosome ➄ Lyse de la cellule cytolysine ➃ Lyse du phagosome cytolysine ➂ Réplication multiplication