Systèmes de sécrétion des protéines de type IV et virulence bactérienne

Abstract

La virulence bactérienne est liée à la synthèse de macromolécules interférant avec des fonctions physiologiques de l’organisme infecté, aux niveaux moléculaire, cellulaire et tissulaire. D’importants progrès ont été faits dans la compréhension du mécanisme d’action de nombreux facteurs de pathogénicité. En revanche, l’étude des relations précoces entre bactéries et cellules autres que des phagocytes professionnels n’a été que récemment abordée. Ces recherches ont renouvelé nos idées en infectiologie, conduisant à l’émergence d’une nouvelle discipline, la microbiologie cellulaire. Elles ont mis en lumière l’existence d’interactions entre protéines bactériennes et structures cellulaires, d’où résultent soit l’internalisation de la bactérie, soit, au contraire, une résistance à l’internalisation. Elles ont aussi démontré que certains gènes bactériens impliqués dans la virulence sont dérivés d’autres gènes ayant des rôles différents dans la physiologie des bactéries. C’est le cas des gènes impliqués dans la sécrétion de protéines chez les bactéries à Gram négatif. Ces nouvelles données permettent d’envisager d’autres abords thérapeutiques pour certaines maladies infectieuses.

Subversion of eukaryotic hosts by bacterial pathogens requires specialized macromolecules secretion systems delivering virulence factors either into the environment or directly into host cells. Transport of macromolecules across bacterial and eukaryotic membrane barriers is a complex process requiring muti-component machineries spanning the bacterial cell wall. Gram-negative bacteria have developed at least two cell surface structures to deliver macromolecules across kingdom boundaries by cell-cell contact dependent mechanisms. The best understood is type III secretion, which is assembled from core component resembling the flagellar machine, and is used by diverse pathogens including Salmonella, Yersinia, and Shigella. This review focuses on the more recently described type IV secretion systems that are built on the core components of conjugation machines. Type IV secretion systems secrete a wide variety of substrates, ranging from large DNA/protein complexes, an A/B toxin or monomeric proteins. Type IV secretion systems are adapted conjugation secretion apparatus, and the prototypical type IV system is the Agrobacterium tumefaciens T-DNA transfer machine, which delivers oncogenic nucleoprotein particles to plant cells. Others pathogens like Bordetella pertussis, Helicobacter pylori, Legionella pneumophila and Brucella suis use type IV secretion systems to export virulence effectors, however unknown in the two last species.