Adhérence et colonisation bactériennes

L'adhérence constitue généralement la première étape déterminante de la plupart des infections bactériennes : avant qu'un agent pathogène ne puisse coloniser, envahir ou libérer des toxines, il doit s'ancrer à une surface de l'hôte, résistant aux forces d'élimination telles que le flux de mucus, le péristaltisme et l'écoulement urinaire. Les adhésines, molécules de surface qui médient cette fixation, reconnaissent des récepteurs spécifiques de l'hôte et contribuent ainsi à déterminer les tissus qu'un agent pathogène donné peut occuper.

Definition

L'adhérence bactérienne est la liaison spécifique d'une bactérie à une cellule ou une surface de l'hôte par l'intermédiaire d'adhésines (pili/fimbriae ou protéines ancrées à la surface) reconnaissant des récepteurs hôtes complémentaires ; la colonisation est l'établissement et la multiplication ultérieurs de la population bactérienne sur ce site.

Scope

Ce sujet aborde les mécanismes moléculaires de la fixation bactérienne, la distinction entre les adhésines piliaires et non piliaires, la spécificité des récepteurs qui sous-tend le tropisme tissulaire, et la transition de l'adhérence initiale à la colonisation stable et à la formation de biofilm. Il s'agit d'un sujet de référence en pathogénie bactérienne, et non d'une directive clinique.

Core questions

• Quelles molécules médient la fixation, et quels récepteurs de l'hôte reconnaissent-elles ?
• Comment la spécificité adhésine-récepteur façonne-t-elle le tropisme tissulaire ?
• Comment le contact initial réversible évolue-t-il vers une colonisation stable et un biofilm ?

Key concepts

• Adhésines
• Pili et fimbriae
• Adhésines d'extrémité (par ex. FimH)
• Adhésines non piliaires (afimbriales)
• Spécificité des récepteurs et tropisme tissulaire
• Colonisation
• Formation de biofilm

Mechanisms

L'adhérence débute généralement par des pili ou fimbriae longs et filamenteux, assemblés par des voies dédiées (telles que le système chaperon-usher), dont les adhésines d'extrémité se lient à des glycanes ou protéines hôtes définis ; par exemple, les pili de type 1 d'Escherichia coli uropathogène utilisent l'adhésine FimH pour se lier aux récepteurs mannosylés. Des adhésines non piliaires plus courtes, ancrées dans la paroi cellulaire, peuvent ensuite médier un contact intime. La spécificité des récepteurs dicte le tropisme tissulaire, limitant un agent pathogène aux surfaces dont les récepteurs sont reconnus par ses adhésines. Une fixation stable permet à la population de résister à l'élimination mécanique, de se multiplier et, chez de nombreuses espèces, de se développer en une communauté de biofilm attachée à la surface.

Clinical relevance

L'adhérence étant la première étape de l'infection, les adhésines sont des cibles pour la recherche de vaccins et d'agents anti-adhésion, et leur spécificité de récepteur aide à expliquer pourquoi certaines bactéries infectent des tissus particuliers. Cette entrée décrit les mécanismes de fixation à titre de référence et ne fournit pas de recommandations diagnostiques ou thérapeutiques.

History

La reconnaissance que des molécules de surface spécifiques régissent la fixation bactérienne est née des travaux du milieu du XXe siècle sur les fimbriae et l'hémagglutination et s'est développée avec la dissection moléculaire de la voie des pili chaperon-usher et des adhésines d'extrémité telles que FimH, ce qui a fourni une image structurelle concrète de la manière dont les bactéries reconnaissent les récepteurs de l'hôte.

Key figures

• Pascale Cossart
• Javier Pizarro-Cerda
• Stanley Falkow
• Scott Hultgren

Seminal works

• pizarro-cerda-cossart-2006
• finlay-falkow-1997

Frequently asked questions

Pourquoi l'adhérence est-elle considérée comme la première étape de l'infection ?

Les surfaces de l'hôte sont continuellement nettoyées par le flux de mucus, le mouvement des fluides et la desquamation ; à moins qu'une bactérie ne s'ancre par des adhésines, elle est emportée avant de pouvoir coloniser, envahir ou délivrer des toxines.

Comment l'adhérence est-elle liée au tropisme tissulaire ?

Les adhésines se lient à des récepteurs spécifiques de l'hôte, de sorte qu'un agent pathogène ne peut coloniser que les tissus qui présentent le récepteur correspondant, ce qui est un déterminant majeur du site d'infection.