5.1: La Capacité d’Utiliser la Motilité et d’Autres Moyens pour Contacter les Cellules Hôtes

Les surfaces muqueuses des voies respiratoires, du tractus intestinal et des voies génito-urinaires éliminent constamment les bactéries afin d’empêcher la colonisation des muqueuses de l’hôte. Les bactéries mobiles peuvent utiliser leur motilité et leur chimiotaxie pour nager à travers le mucus vers les cellules épithéliales muqueuses. De nombreuses bactéries qui peuvent coloniser les muqueuses de la vessie et des intestins sont en fait mobiles. La motilité aide probablement ces bactéries à se déplacer dans le mucus entre les brins de mucine ou dans des endroits où le mucus est moins visqueux. Des exemples d’opportunistes et d’agents pathogènes mobiles comprennent Helicobacter pylori, les espèces de Salmonella, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa et Vibrio cholerae. Une fois que les bactéries entrent en contact avec les cellules hôtes, elles peuvent ensuite se fixer et coloniser. (La pièce jointe sera discutée dans la section suivante.)

• Film d’Escherichia coli mobile avec flagelles fluorescents #1 Gracieuseté du Dr Howard C. Berg de l’Institut Roland à Harvard.
• Film de Pseudomonas mobiles sur YouTube.

Par exemple, Helicobacter pylori, la bactérie responsable de la plupart des ulcères gastriques et duodénaux, produit de l’uréase, une enzyme qui décompose l’urée en ammoniac et en dioxyde de carbone. L’ammoniac neutralise l’acide chlorhydrique dans l’estomac. De plus, on pense que l’uréase modifie les protéines du mucus en le transformant d’un gel solide en un liquide plus mince que les bactéries sont capables de traverser par le biais de leurs flagelles, puis utilisent des adhésifs pour adhérer aux cellules épithéliales des muqueuses. Pour aider davantage à protéger la bactérie de l’acide, H. pylori produit une protéine inhibitrice de l’acide qui bloque la sécrétion d’acide en entourant les cellules pariétales de l’estomac. Les toxines bactériennes entraînent alors une production excessive de cytokines et de chimiokines, ainsi que de mucinases et de phospholipases qui endommagent la muqueuse gastrique. Les cytokines et les chimiokines, à leur tour, entraînent une réponse inflammatoire massive. Les neutrophiles quittent les capillaires, s’accumulent au niveau de la zone d’infection et déchargent leurs lysosomes pour la destruction extracellulaire. Cela tue non seulement les bactéries, mais détruit également les muqueuses sécrétrices de mucus de l’estomac. Sans cette couche protectrice, l’acide gastrique provoque une ulcération de l’estomac. Ceci, à son tour, conduit à une gastrite ou à des ulcères gastriques et duodénaux.

Vidéo YouTube d’un examen d’endoscopie vidéo montrant des ulcères duodénaux causés par Helicobacter pylori.

Le Pseudomonas aeruginosa planctonique utilise son flagelle polaire pour se déplacer dans l’eau ou le mucus et entrer en contact avec une surface solide telle que les muqueuses du corps (Figure\(\PageIndex{5}\).1.1). Il peut ensuite utiliser des adhéines pili et de la paroi cellulaire pour se fixer aux cellules épithéliales de la membrane muqueuse. L’attachement active les gènes de signalisation et de détection du quorum pour permettre éventuellement à la population de P. aeruginosa de commencer à synthétiser un biofilm polysaccharidique composé d’alginate. À mesure que le biofilm se développe, les bactéries perdent leurs flagelles pour devenir non mobiles et sécrètent une variété d’enzymes qui permettent à la population d’obtenir des nutriments à partir des cellules hôtes. Finalement, le biofilm se développe et développe des canaux d’eau pour fournir de l’eau et des nutriments à toutes les bactéries du biofilm. Comme le biofilm commence à être trop encombré de bactéries, la détection du quorum permet à certains Pseudomonas de produire à nouveau des flagelles, de s’échapper du biofilm et de coloniser un nouvel emplacement.

En raison de leur minceur, de leurs flagelles internes (filaments axiaux), de leur forme de tire-bouchon et de leur motilité (Figure\(\PageIndex{5}\).1.2), les spirochètes sont plus facilement capables de pénétrer les muqueuses de l’hôte, les abrasions cutanées, etc., et entrez dans le corps. La motilité et la pénétration peuvent également permettre aux spirochètes de pénétrer plus profondément dans les tissus et d’entrer dans les lymphatiques et la circulation sanguine et de se propager à d’autres sites du corps. Les spirochètes qui infectent l’homme comprennent Treponema pallidum, Leptospira et Borrelia burgdorferi).

• Film de Borrelia bergdorferi en mouvement, le spirochète qui cause la maladie de Lyme. De You Tube, gracieuseté de CytoViva.
• Film de Borrelia bergdorferi, le spirochète qui cause la maladie de Lyme.

Le long d’une ligne différente, de nombreuses bactéries produisent des enzymes telles que des élastases et des protéases qui dégradent les protéines de la matrice extracellulaire qui entourent les cellules et les tissus et facilitent la dissémination de ces bactéries dans le corps. Par exemple, Streptococcus pyogenes produit une streptokinase qui lyse les caillots de fibrine produits par l’organisme afin de localiser l’infection. Il produit également de la DNase qui dégrade l’ADN sans cellules présent dans le pus et réduit la viscosité du pus. Ces deux enzymes facilitent la propagation de la bactérie du site localisé au nouveau tissu.

Staphylococcus aureus, quant à lui, produit des adhésifs de surface qui se lient aux protéines de la matrice extracellulaire et aux polysaccharides entourant le tissu cellulaire hôte, y compris la fibronectine, le collagène, la laminine, l’acide hyaluronique et l’élastine. Les protéases de S. aureus et la hyaluronidase dissolvent ensuite ces composants de la matrice extracellulaire fournissant de la nourriture aux bactéries et permettant à celles-ci de se propager.

Enfin, comme on le verra plus loin dans cette unité sous toxines, certaines bactéries produisent des toxines qui induisent une diarrhée chez l’hôte. La diarrhée fait également partie de notre immunité innée pour éliminer les microbes et les toxines nocifs des intestins. D’une part, la diarrhée est un avantage pour le corps car elle élimine les microbes et les toxines nocifs. D’autre part, il est bénéfique pour la bactérie induisant la diarrhée car il évacue également une bonne partie de la flore normale des intestins, ce qui réduit la compétition pour les nutriments entre la flore normale et les agents pathogènes. De plus, la diarrhée permet au pathogène de quitter plus facilement un hôte et d’entrer dans de nouveaux hôtes par la voie fécale-orale.