DISTRIBUTION COMPAREE DE STAPHYLOCOCCUS AUREUS PAR CULTURE ET PAR AMPLIFICATION DU GENE SPA

Caractéristiques morphologiques

Morphologie macroscopique S. aureus est une coque, non-sporulée et i mmobile dont le dia mètre environne 0,8 à 1 µm (Le Loir et al., 2003). Pour la constitution d’un amas, le nombre de bactéries agglutinées les unes aux autres varie de staphylocoques isolés, groupés en diplocoque ou en plusieurs éléments (figure 2). 10 Figure 2 : Micrographie électronique à balayage de S. aureus Source : Wikipédia, 2005.

Structure La cellule staphylococcique comprend plusieurs éléments. 

Microcapsule

La capsule est un revêtement habituell ement de nature polysaccharidique excrété par certaines bactéries. La plupart d es souches de S. aureus produit des m icrocapsules (Fox et al., 1998). A ce jour, onze (11) t ypes de m icrocapsules polysaccharidiques sérotypés sont co nnus et de tous, les t ypes 5 et 8 sont à l’origine de 75 % des infections contractées par l’homme (Albus et al., 1991) . Le rôle de la microcapsule est d’inhiber la phagocytose (Lowy, 1998). Une étude réalisée e n 2004 par O’Riord an et Lee, a m ontré que la capsule staphylococcique permettait d’accentuer l’adhérence au nive au des cellules endothéliales de l’hôte. Par la même occasion, elle entrainerait chez les animaux une colonisation bactérienne plus accrue et la persistance de S. aureus dans le mucus de l’hôte. Elle diminue ainsi l’élimination de cette bactérie via la phagocytose et augmente les risques de pathogénicité chez l’hôte (O’Riordan et Lee, 2004).

Paroi bactérienne

Elle comprend des éléments propres aux bactéries à Gram positif auxquels sont ajoutés des éléments spécifiques à S. aureus comme le montre la figure 3. 11 Figure 3 : Structure de la paroi bactérienne de S. aureus. Source : Spicer, 2003  Protéine A C’est une protéine de surface dont le poids moléculaire (PM) est de 42 kDa. Elle est insoluble à l’ état natif et caractérise l’espèce S. aureus (Graille et al., 2000). Synthétisée par plus de 90% de souches d’origine humaine ou biotype A, la protéine A est moins souvent pro duite par les souches d’origine animale (cinq autres biotypes connus) (Avril et al., 2000). Elle est également absente chez les staphylocoques à coagulase négative, sauf chez ceux d’entre eux qui possède nt une nucléase thermostable. La protéine A est anti-phagocytaire car il semblerait qu’elle soit capable de se fixer de façon non spécif ique au fragment Fc de pr esque toutes les Immunoglobulines. En effet, elle est connue pour son interaction avec les différents éléments de la cellule hôte parmi lesquels les plaquettes, le facteur de Von Willebrand, les immunoglobulines A, E et G (Hartleib et al., 2000; Cheung et al., 1997). En fait, la liaison conçue e ntre le fragment Fc des immunoglobulines et la protéine A va empêcher à ces d ernières d’exercer leur pouvoir d’anticorps. L’autre fraction Fab des Immunoglobulines reste donc « flottante » alors qu’elle est naturellement impliquée dans la formation de complexe anticorps-antigène. Cette protéine est donc un moyen que possède S. aureus pour échapper au système de neutralisation des leucocytes 12 polymorphonucléaires (PMN) ou polynucléaires neutrophiles (PNN) comme le montre la figure 4. Figure 4 : Mécanisme d’invasion des S. aureus grâce à la protéine A Source : Kobayashi et DeLeo, 2013.  Adhésine L’adhésine est une protéine membranaire servant à l’adhérence. En effet, il s’agit de protéine de liaison à la Fibronectine (fibronectin-binding protein A et B ou FnBPA et FnBPB) et au Fibrino gène (clumping factor A ou Clf A) (Vaudaux et al., 1995). Elle favorise la colonisation de S. aureus chez la cellule hôte par la formation de complexe.  Muréine Le peptidoglycane ou muréine participe à la formation de la réponse inflammatoire. Le peptidoglycane forme un réseau de macromolécules englobant le cytoplasme de l a bactérie.  Acide téichoïque L’acide téichoïque est quant à lui i mpliqué dans l’activa tion du complément. On l’appelle aussi polysaccharide A. C’est un assemblage de phosphate et de glucose ou rubitol qui sert d’attache aux peptidoglycanes des bactéries Gram positives.  Lipotéichoïques 13 L’acide lipotéichoïque est un polymère de gl ycérol phosphate lié à une extrémité glycolipidique ancrée dans la membrane cytoplasmique (Lowy, 1998). Leur rôle est peu connu. II.4.2.3. Membrane cellulaire Elle possède des protéines communes aux bactéries Gram positives et notamment aux autres staphylocoques. C’est la limitante externe du cytoplasme.

Cytoplasme

S. aureus est une cellule procaryote. De ce fait, son cytoplasme est dépourvu de compartiment et se compose majoritairement de ribosomes.

Génome

Le matériel génétique de S. aureus se compose d’environ 2619 à 2748 gènes identifiés. Ils désignent l’ensemble des séquences codantes dont l’estimation est d’environ 80 à 84% du génome bactérien (Fitzgerald et al., 2001; Kuroda et al., 2001). La taille de quelques génomes de S. aureus séquencés rapportés varie de 2813 à 2903 Mb. L e génome comprend des prophages, des plasmides intégrés, des transposons, des îlots de pathogénie, des cassettes, des îlots génomiques (Lindsay et Holden, 2004). Le génome bactérien de S. aureus est constitué d’ADN sous forme de chromosome circulaire (2800pb) parfois accompagné d’un plasmide. Ce dernier existe sous trois formes possibles : les plasmides I, II et III dont les tailles respectives varient de 5Kb, 40Kb à 60Kb. Ainsi, la classe I peut porter un ou deux gènes codants pour la résistance aux antibiotiques tandis que le plasmide II peut en porter plusieurs parmi lesquels ceux de la résistance aux β-lactames (Laboratoire de Micro biologie et Généti que Moléculaires, sd). Ces gènes responsables de la résistance staphylococcique peuvent être transférables entre différentes souches (Schaberg et Zervos, 1986). L’analyse de la séquence nucléotidique d’un seul gène avait déjà été proposée en 1996 (Frénay et al., 1996). Ainsi, de nombreux gènes sont actuellement recherchés pour l’identification particulière des souches pathogènes de S. aureus. On distingue parmi eux : Les gènes eta, etb et etd (Exfoliative toxin A, B, D) : ils codent pour la synthèse des toxines exfoliatives A, B et D (Yamaguchi et al., 2002);  Les gènes hla, hlb, hlg et hld (alpha-toxin, beta-toxin, gamma-toxin, delta-toxin hemolysin) : ils codent respectivement pour la synthèse des hémolysines alpha, beta, gamma et delta (Jarraud et al., 2002);  Le gène tst (Toxic shock syndrome toxin-1) : il est responsable de la synthèse de la toxine du s yndrome de choc toxique (Akineden et al., 2001). Ce gène est retrouvé à 20% che z les souches isol ées de S. aureus (Marrack et Kappler, 1990).  Le gène mecA (Methicillin resistance) : il code pour la p roduction de la PLP2a (Beck et al., 1986) qui est située dans la membrane cytoplasmique et est responsable de la résistance à la méticilline.  Le gène lukS-PV-lukF-PV (Leukotoxin Panton-Valentin) : Responsable de la synthèse des classes S et F, composants de la Leucocidine de Panton-Valentine. (Dufour et al., 2002; Lina et al., 1999);  les gènes agr (Accessory gene r elator) et sar (Staphylococcal accessory regulator) : ils interviennent dans la rég ulation et l’inducti on de l a virulence staphylococcique. Une étude ef fectuée sur les ro ngeurs montre que l’inactivation de ce s gènes entraine automatiquement une réduction de la virulence bactérienne due à S. aureus (Cheung et al., 1994). Le gène agr induit l’expression de protéines extracellulaires (exoprotéines) (Ji et al., 1995).  Le gène spa (Staphylococcal protein A) : il code pour la synthèse de la protéine A qui est exprimée à la surface de S. aureus. Il induit la virulence des S. aureus (Lindsay, 2008). Le gène spa, illustré par la figure 5, est un ensemble de se gments codants qui correspondent aux différentes cases. Ces dernières codent pour la séquence signal (S) qui marque l’extrémité N-terminale d’une protéine, la région liant l’immunoglobuline G (A-D), la région homologue à A-D (E), l’extrémité COOH de la protéine (X), q ui comprend les microsatellites ou les courte s séquences répétées (Xr) et la séquence de 15 fixation à la paroi cellulaire (Xc). Les amorces de la figure sont numérotées de l’extrémité 5′ de l’amorce vers l’extrémité 3’ sur le brin sens (F ; Forward). Ainsi, la région polymorphique X du gène spa contient un nombre variable (2 à 23) de séquences répétées de 24 Pb. Cette variabilité est causée par l’ensemble des délétions, duplications et mutations à l’origine de la diversité génétique des souches de S. aureus ou types de S. aureus (El-Sayed et al., 2006; Kahl et al., 2005; Shopsin et al., 1999.