Mode de transmission des infections bactériennes

respiratoires ex : Bordetella pertussis

JM Scheftel 28 janvier 2011

Unité d’enseignement « Microbiologie médicale »M1 2010-2011

Bordetella pertussis

Plan 1-historique2-caractères bactériologiques et culturaux3- épidémiologie4- clinique5-transmission et colonisation6-facteurs de virulence7-facteurs d’adhésion8- expérimentation9- toxines : TCT10- physiopathologieconclusion

Bordetella pertussis

1- Historique:

1900: Jules Bordet décrit un bacille à Gram (-) commel’agent de la coqueluche dans le frottis d’un prélèvement respiratoire.

1906: Bordet et Gengou mettent au point le milieu de culture à base de fécule de pomme de terre + sang qui permet la culture du germe.

Bordetella pertussis: 2 - caractères bactériologiques

Petits bacilles à Gram (-) de 0,5 à 1μ L sur 0,2 à 0,4μ l - à coloration bipolaire, immobiles, - aérobie strict, exigeant du NAD et des dérivés soufrés

- ne pousse pas sur milieu ordinaire (gélose au sang)-est sensible à la présence de lipides

- n’est cultivé que sur milieu au charbon (Regan-Love) ou sur milieu de Bordet-Gengou (au sang défibriné et fécule de pomme de terre).

Bordetella pertussis

Coloration de Gram

Bordetella pertussiscaractères culturaux

Culture lente (3 à 4 j) en atmosphère humide:

colonies de 0,5 mm de diamètre,

brillantes ressemblant à des gouttelettes de mercure, entourées d’une zone d’hémolyse

Culture sur milieu de Bordet-Gengou

Bordetella pertussis

agent de la coqueluchepertussis

whooping cough

3-Epidémiologie (1)

La coqueluche atteint selon l’OMS près de 60 M de personnes /an avec une mortalité de 600000 décès /an (1%)

Principalement les nourrissons de moins d’un an dans les pays où la vaccination est insuffisante ou absente.

La vaccination a permis d’éradiquer la coqueluche à partir des années 50 aux US et ensuite en Europe à partir des années 65 soit 15 ans après.

Epidémiologie (2)

Or depuis 1976 aux US, on enregistre une résurgence de la coqueluche , malgré la couverture vaccinale et en France depuis 1990, soit également 15 ans après les US.

Causes: affaiblissement de l’immunité protectrice vaccinale chez l’adulte et de l’absence de rappel vaccinal tardif (après 6 ans)

protection par le vaccin: de 5 à 10 ans

Maladie à déclaration obligatoire entre 1950 et 1986.En France :

1950: 5000 cas 1955: près de 8000 cas1985: 86 casDécès : 600 en 1950 et <7 en 1980

Bordetella pertussisUS : 12000 cas en 200525000 cas en 2004

Bordetella pertussis

4- Clinique (1)

A- Forme commune chez l’enfant non vacciné: de 4-5 ans

1-phase d’incubation est de 7 à 15 jours2-La phase catarrhale: ressemble à rhino-pharyngite

Toux + à +++, émétisantes, cyanosante et nocturneDurée de 5 à 10 jTrès contagieuse car Bp présent sur la muqueuse

3-La phase des quintes: spécifiqueaccès paroxystiques violents de toux rapprochés , suivis d’une reprise inspiratoire difficile comparée au « chant du coq » + vomissements (20 à 30 accès /j)Durée de 3 à 4 semaines

4-phase de convalescencePlusieurs semaines (2 à 3 mois)

Clinique (2)

B) Forme clinique du petit nourrisson non vaccinéMoins typique , chant du coq le + souvent absent, mais +sévèreQuintes cyanosantes , asphyxiantes, + apnée, bradycardie, vomissements, Formes suraiguës dyspnéisantes > > > léthales

C) Forme clinique de l’enfant et de l’adulteImmunité vaccinale réduitemoins sévère et atypique mais quintes prolongéespossibles chez l‘adulte ce qui doit faire évoquer ce diagnostic

5- Mode de Transmission (1)par voie aérienne

Réservoir: humain vecteur de la maladieadolescent/adulte portage symptomatique (toux

persistante)incidence : 884/100 000 habitants (400 000 cas)

Circulation des souches intra-humaine

Bactérie fragile : ne survit pas dans l’environnement

Mode de Transmission (2)modes de contact

modes de contact : hautement contagieuse

par les aérosols

par gouttelettes de salive ( gouttelettes de Pflügge)par le contact proche: au moment des quintes de toux

Sujets sensibles : les nourrissons non vaccinés (< 3 mois)taux d’ incidence: 270/100000 (120 et 500)

RESEAU RENACOQ

Mode de transmission de la coqueluche

Source de contamination

pour nourrissons non vaccinés ou

partiellement vaccinés

Couverture vaccinale élevée

en primovaccination

Adolescents/ adultes constituent

le réservoir de l’infection

Rappel à 18 mois

Durée protection < 10 ans

Réduction des rappels naturels

Perte d’immunité durant

l’enfance

Baron S et al. Pediatr Infect Dis J 1998 ; 17 : 412–8

Transmission

dépend de la couverture vaccinale, selon l’état vaccinal du sujet (immunisé ou faiblement immunisé)sujets exposés: nourrissons non ou partiellement vaccinésun pic de coqueluche tous les 5 ans: réimmunisation naturelle

Pays pratiquant la vaccination ou non: épidémiologie différente

Distribution des cas de coqueluche selon l’état vaccinal

de la population- comparaison France Italie

transmission

Colonisation de la muqueuse respiratoire

par voie aérienne

Fixation et multiplication au niveau des cellules ciliées

Fixation de B.pertussis sur cellules ciliées

6- Facteurs de virulence

3 phases: colonisation des muqueuses multiplication bactérienne effets toxiques

1) facteurs d’adhésionfimbriae (agglutinogènes)FHA: Filamentous Hemagglutinin AntigenPT: pertussis toxin (ou PTX)

2) toxines:PTX, Adénylate cyclase, Toxine cytotrachéale (TCT),Toxine thermolabile (HLT) , endotoxine

Bordetella pertussis

7- adhésion

- interaction avec les macrophages alvéolaires : persistance de l’infection

- affinité pour les cellules ciliées

2 types d’interaction- de type lectine avec différents récepteurs cellulaires de nature

glucidique- fixation spécifique sur les intégrines , récepteur

glycoprotéique impliqués dans les mécanismes d’adhésion intercellulaire, d’adhésion aux composants de la matrice extracellulaire

Fimbriae ou agglutinogènes

structures filamenteuses composées d’une SU majeure , Fim2 ou Fim3

Fim 2 et 3: protéines de 22,5 et 22 kDaet d’une SU mineure FimD qui constitue l’adhésine.FimD: 40 kDa située au sommet de la structure fimbriale

(adhésine)

SU majeure se lie à des glycoconjugués sulfatés de surfaceSU FimD se fixe sur l’intégrine VLA-5 à la surface des Mφ en induisant une de l’intégrine CR3 : récepteur du C3b

VLA-5: α5β1-integrin very late antigen 5, CD49e/CD29

FHA

protéine monomérique de 220kDa - précurseur: 367 kDa

En ME, FHA formerait une boucle en épingle à cheveux d’une longueur de 50 nm et un diamètre de 4 nm

La sécrétion de FHA requiert une protéine auxiliaire, FHA C localiséedans la mbne ext , capable de former des pores et permettant le passage de FHA.

FHAFHA exprime au moins 3 mécanismes d’adhésionDomaine N-terminal, séquences répétitives impliqués ds l’interaction de la FHA avec glycosaminoglycanes sulfatés de surface des cellules ciliéesPartie centrale contient séquence RGD (Arg,Gly,Asp) : interaction de FHA avec intégrine CR3 des Mφ (pas de déclenchement du burst oxydatif)

Domaine de type lectine responsable de l’interaction de FHA avec glycoconjugués des cellules ciliées.

Pertactine (PRN)

Précurseur: Protéine de 94 kDa + peptide signal traversée membrane interne Après clivage du ps , PRN forme un canal avec la région C-terminaleLa région N-terminale traverse et est exposée à la surface de la bactérieClivage de la partie 30 kDa située dans la mbne ext et la partie maturede 69 kDa associée librement à la membrane externe.

Pertactine (PRN)

PRN: monomère de 16 brins parallèles qui forment une hélice β

Séquence RGD impliquée dans l’adhérence avec intégrines

Mutant PRN -: moins adhérent

Mutant PRN- et FHA- moins adhérent que mutant FHA-

Physiopathologie

_8-Expérimentation

9 - Toxine cytotrachéale (TCT)

Sous-unité monomérique du peptiglycane, libérée dans milieu de culture pendant la phase exponentielle de croissance. Clivage spécifique de type muramidase du PG.

Structure: disaccharide tétrapeptide (muramylpeptide)NAcGlc-NAcMur-Ala-Glu-DAP-Ala (921 daltons)

Non soumise à régulation

TCT

Modifications morphologiques:Arrondissement cellulaireRéduction du nombre de cilsGonflement des mitochondries et vacuolisationDisparition des jonctions intercellulairesSynthèse d’ADN inhibée

À fortes conc : toxique sur PNN , pas effet sur Mφ

Inhibition de la migration et de la chimioluminescence

TCT

Pourrait jouer un rôle dans la survie de Bp

TCT : seule toxine capable d’induire la destruction des cellules ciliées de l’épithélium respiratoire.

Stimulerait la capacité de la cellule de l’hôte à produire de

cytokines et du NO apoptose

Destruction des cellules ciliées: absence élimination mucus (toux)

conclusion

Inhalation par aérosols ou projections de gouttelettes de salivecontenant B.pertussis

Colonisation spécifique des cellules ciliées de l’épithélium respiratoire

Destruction des cellules ciliées

Toux quinteuse