L'invasion microbienne peut être facilitée par les éléments suivants:
Facteurs de virulence
Les facteurs de virulence aident les agents pathogènes dans l'invasion et la résistance aux défenses de l'hôte; ces facteurs comprennent:
La capsule
Enzymes
Les toxines
Capsule
Certains micro-organismes (p. ex., certaines souches de pneumocoques, de méningocoques, d'Haemophilus influenzae de type b) possèdent une capsule qui empêche la phagocytose, ce qui les rend plus virulents que les souches non encapsulées. Cependant, les anticorps opsonisants spécifiques de la capsule peuvent se lier à la capsule bactérienne et faciliter la phagocytose.
Enzymes
Les protéines bactériennes dotées d'une activité enzymatique (p. ex., protéase, hyaluronidase, neuraminidase, élastase, collagénase) facilitent la propagation tissulaire locale. Des micro-organismes invasifs (p. ex., Shigella flexneri, Yersinia enterocolitica) peuvent pénétrer et traverser les cellules eucaryotes intactes, facilitant l'entrée par les surfaces muqueuses.
Certaines bactéries (p. ex., Neisseria gonorrhoeae, N. meningitidis, H. influenzae, Proteus mirabilis, des espèces de Clostridium, Streptococcus pneumoniae) produisent des protéases IgA-spécifiques qui clivent et inactivent les IgA sécrétoires à la surface des muqueuses.
Toxines
Des micro-organismes peuvent libérer des toxines (exotoxines), molécules protéiques pouvant déclencher une maladie (p. ex., diphtérie, choléra, tétanos, botulisme, entérocolite clostridienne) ou l'aggraver. La majorité des toxines se fixent sur des récepteurs spécifiques des cellules cibles. À l'exception des toxines préformées responsables de certaines toxi-infections alimentaires (p. ex., botulisme, intoxication alimentaire staphylococcique ou à Bacillus cereus), les toxines sont produites par les micro-organismes au cours de l'infection.
L'endotoxine est un lipopolysaccharide produit par les bactéries à Gram négatif et fait partie de la membrane externe de ces micro-organismes. L'endotoxine déclenche des mécanismes humoraux enzymatiques impliquant les voies du complément, de la coagulation, de la fibrinolyse et des kinines et cause une grande partie de la morbidité dans les sepsis à bactéries à Gram négatif.
Autres facteurs
Certains micro-organismes sont plus virulents car ils font ce qui suit:
Perturbent la production d'anticorps
Détruisent les anticorps protecteurs
Résistent à l'effet lytique du complément sérique
Résistent aux étapes oxydatives de la phagocytose
Produisent des superantigènes
De nombreux micro-organismes ont des mécanismes qui altèrent la production d'anticorps en induisant des cellules suppressives, en bloquant l'apprêtement des antigènes et en inhibant la mitogenèse lymphocytaire.
De nombreux agents pathogènes des muqueuses, dont Neisseria gonorrhoeae, N. meningitidis, S. pneumoniae et H. pneumoniae, produisent des protéases qui clivent l'immunoglobuline A (IgA). L'IgA est la classe d'immunoglobulines prédominante produite à la surface des muqueuses.
La résistance à l'effet lytique du complément sérique confère la virulence.
Certains micro-organismes résistent aux étapes oxydatives de la phagocytose. Par exemple, Legionella et Listeria soit ne déclenchent pas, soit suppriment activement l'étape oxydative, alors que d'autres micro-organismes produisent des enzymes (p. ex., catalase, glutathion réductase, superoxyde dismutase) qui atténuent les produits oxydatifs.
Certains virus et certaines bactéries produisent des superantigènes qui contournent le système immunitaire, provoquent une activation non spécifique d'un nombre démesuré de lymphocytes T naïfs et donc une inflammation excessive et potentiellement destructrice médiée par la libération massive de cytokines pro-inflammatoires (p. ex., syndrome de choc toxique staphylococcique et streptococcique).
Adhérence microbienne
L'adhérence aux surfaces aide les micro-organismes à établir une base à partir de laquelle ils peuvent pénétrer dans les tissus. Parmi les facteurs qui déterminent l'adhésion, on compte les adhésines (molécules microbiennes qui réalisent l'attachement à une cellule) et les récepteurs de l'hôte auxquels les adhésines se lient. Les récepteurs de l'hôte comprennent des résidus de sucres à la surface cellulaire et des protéines de surface cellulaire (p. ex., fibronectine) qui favorisent la liaison de certains micro-organismes Gram positifs (p. ex., staphylocoques).
D'autres déterminants de l'adhérence comprennent de fines structures sur certaines cellules bactériennes (p. ex., streptocoques) appelées fibrilles, grâce auxquelles certaines bactéries se lient aux cellules épithéliales humaines. D'autres bactéries, telles que les Enterobacterales (p. ex., Escherichia coli), ont des organelles d'adhésion spécifiques appelées fimbriae ou pili. Les fimbriae permettent au micro-organisme de s'attacher à presque toutes les cellules humaines, y compris aux polynucléaires neutrophiles et aux cellules épithéliales génito-urinaires, buccales et intestinales.
Biofilm
Le biofilm est une couche visqueuse qui peut se former autour de certaines bactéries et leur conférer une résistance à la phagocytose et aux antibiotiques. Il se développe autour de Pseudomonas aeruginosa dans les poumons des patients atteints de mucoviscidose et autour des bactéries staphylococciques sur des dispositifs médicaux synthétiques, tels que des cathéters IV, des prothèses vasculaires, des dispositifs de fixation orthopédiques, des articulations prothétiques et du matériel de suture.
Les facteurs affectant la probabilité qu'un biofilm se développe sur de tels dispositifs médicaux comprennent la rugosité, la composition chimique et le caractère hydrophobe du matériau.
Résistance aux antimicrobiens
La variabilité génétique des microbes est inévitable. L'utilisation d'antimicrobiens favorise de plus en plus la survie de souches qui sont capables de leur résister.
L'émergence d'une résistance aux antimicrobiens peut être due à la mutation spontanée de gènes chromosomiques. Dans de nombreux cas, les souches bactériennes résistantes ont acquis des éléments génétiques mobiles provenant d'autres micro-organismes, habituellement de la même espèce mais parfois de différentes espèces. Ces éléments sont codés par des plasmides ou des transposons et permettent aux micro-organismes de synthétiser des enzymes qui
Modifient ou inactivent l'agent antimicrobien
Modifient la capacité de l'agent antimicrobien à s'accumuler dans la cellule bactérienne
Résistent à l'inhibition par l'agent antimicrobien (p. ex., l'altération des sites cibles des antibiotiques est un mécanisme de résistance fréquent)
Il est important pour des raisons de santé publique de minimiser l'utilisation inappropriée d'antibiotiques chez l'homme, ainsi que dans l'élevage et l'agriculture (1).
Pour plus de détails, voir Résistance aux antibiotiques.
Référence
1. Lessa FC, Sievert DM. Antibiotic Resistance: A Global Problem and the Need to Do More. Clin Infect Dis. 2023;77(Suppl 1):S1-S3. doi:10.1093/cid/ciad226
Anomalies des mécanismes de défense de l'hôte
Deux types d'états de déficit immunitaire affectent la capacité de l'hôte à combattre l'infection:
Les déficits immunitaires primitifs sont d'origine génétique; > 100 déficits immunitaires primitifs ont été décrits. La plupart des déficits immunitaires primitifs sont reconnus pendant la petite enfance; cependant, jusqu'à 40% ne sont reconnus qu'à l'adolescence ou à l'âge adulte.
Les déficits immunitaires acquis sont provoqués par une autre maladie (p. ex., cancer, infection par le VIH, maladie chronique) ou par exposition à une substance chimique ou un médicament qui est délétère pour le système immunitaire.
Mécanismes
Les anomalies des réponses immunitaires peuvent impliquer
L'immunité cellulaire
L'immunité humorale
Le système phagocytaire
Les déficits cellulaires sont généralement des déficits en lymphocytes T ou des déficits immunitaires combinés. Les lymphocytes T contribuent à éliminer les micro-organismes intracellulaires; ainsi, dans les déficits des lymphocytes T, les patients peuvent présenter initialement des infections opportunistes telles que celles à Pneumocystis jirovecii ou à cryptocoques. La chronicité de ces infections peut conduire à un retard de croissance, à une diarrhée chronique et à une candidose buccale persistante.
Les déficits humoraux sont généralement provoqués par l'inaptitude des lymphocytes B à synthétiser des immunoglobulines fonctionnelles. Les patients qui présentent ce type de déficit ont habituellement des infections impliquant des micro-organismes encapsulés (p. ex., H. influenzae, S. pneumoniae). Les patients peuvent présenter initialement une faible croissance, de la diarrhée et des infections sinusopulmonaires récurrentes.
Un déficit du système phagocytaire affecte la réponse immunitaire immédiate à une infection bactérienne et peut entraîner le développement d'abcès récidivants ou de pneumopathies sévères.
Les déficits primitifs du système du complément sont particulièrement rares. Les patients qui présentent ce type de déficit peuvent présenter des infections récidivantes par des bactéries pyogènes (p. ex., bactéries encapsulées, espèces de Neisseria) et ont un risque accru de maladies auto-immunes (p. ex., lupus érythémateux disséminé).
