TOXINES BACTERIENNESPr. A.SAMB C.E.S (2005-2006) (2005-
TOXINES BACTERIENNES
DEFINITION : Protine enzymatique Fonction de catalyseur
Responsable de symptomes cliniques Modes daction : -Extrieur de la
cellule cible : liaison a : 1 rcepteur Formant des PORES -
Translocation et action Intra- cellulaire spcifique Intra-
TOXINES BACTERIENNESInterets : Thrapeutique : Traitement des
anomalies motrices ( strabisme ; remodelage esthtique ; dystonies )
Traitement K ( Tox diphtrique ) Agronomie : Prvention insecticides
dangereux Militaire : Arme biologique ( charbon ; botulisme)
Biologie Molculaire : Outils
TOXINES BACTERIENNESBactries Toxignes et maladiesMaladies
Bactries
Diphtrie Ttanos Botulisme Cholra Charbon Choc septique Gangrene
gaz
Corynebacterium diphteriae Clostridium tetani Clostridium
botulinum Vibrion cholerique Bacillus anthracis Staph aureus et
Strepto pyogenes Clostridium perfringens
TOXINES BACTERIENNES
DIFFERENTS TYPES DE TOXINESLibre des bactries en division ou
lyses par la rponse immunitaire (rle dans le choc des tats
septiques )
Endotoxine LPS: associ a la paroi LPS:
Exotoxine:Protine extracellulaire secrte par les bactries
TOXINES BACTERIENNESMETHODES DETUDES Extraction : -Surnageant de
culture -Lysat bactrien Purification: - lectrophorse -
Chromatographie - Ultracentrifugation ; electrofocalisation
TOXINES BACTERIENNES
METHODES DETUDES: Rsultats :
Proprits physiques: Thermolabilit Sensibilit suc gastriques ;
Acides ; ure Proprits Chimiques: Holoprotines - Monocatnaires -
Bicatnaires - Plusieurs chanes
TOXINES BACTERIENNES
METHODES DETUDES: Rsultats :
Proprits biologiques - Cytotoxicit Spcifique ( ex : neurones )
Large ( mort non spcifique = ncrose ) - Cytotoxicit influence par :
Terrain ( Age ; sexe ; race ) Dose et voie Fivre et tat de jeun
TOXINES BACTERIENNES
DETERMINATION ACTIVITE TOXIQUE : TITRAGE
Matriel : Animal Culture de cellule Mthode : Directe /Animal ou
cellules : Recherche un pouvoir lethal D.M.M ou DL50 DH50 DMR
Rsultats : 1mg de tox ; tue 1000t de matires vivantes Indirecte :
Recherche dune proprit antignique FLOCULATION Matriel : Srum talon
en UI Mthode in vitro U.F Rsultats : 1UF = 0.03mg danatoxine de
Copenhague
TOXINES BACTERIENNESCLASSIFICATION DES EXOTOXINES I) Selon mode
daction sur membrane cellulaire
Fixation sur rcepteur non spcifique Fixation sur rcepteur non
spcifique en formant des PORES Fixation sur rcepteurs
spcifiques
II) Actifs sur les lymphocytes T = Superantignes III)
Translocation et action /cible intra cellulaire spcifique.
spcifique.
TOXINES BACTERIENNES
CLASSIFICATION SELON MODE DACTION
TOXINES BACTERIENNES
ITOXINES AGISSANT sur la SURFACE MEMBRANE CELLULAIRE
TOXINES BACTERIENNES
CLASSIFICATION DES EXOTOXINES
Agissant sur rcepteur membrane cellule NON SPECIFIQUE (1)
Structure : Enzymatique PHOSPHOLIPIDESEffet sur cellule : Lyse
Effet sur lhte : lyse , gangrne ; diffusion de linfection EX:
Phospholipase de C .perfringens = E toxine Phospholipase C de
pseudomonas
TOXINES BACTERIENNES
CLASSIFICATION DES EXOTOXINES
Agissant sur rcepteur membrane NON SPECIFIQUE (2) CHOLESTEROL
avec FORMATION DE PORES ( HEMOLYSINES)
TOXINES BACTERIENNES
CLASSIFICATION DES EXOTOXINES
HEMOLYSINES Effet sur cellule: Hmolyse in vitro ; mais pas effet
sur le cellule: Pouvoir .pathogne. -Reconnaissance rcepteur :
cholestrol Mcanisme ? Oligomres Insertion sur membrane et
changement conformation Formation de pores Lyse cellulaire Effet
sur l hte : Diffusion de linfection ; dtruit les macrophages ;
fuite de K EX : Bactries GRAM ( +) extra cell; ( Strepto , SLO )
;bacillus ; listria ;bacillus
TOXINES BACTERIENNES Hmolysines
TOXINES BACTERIENNES
CLASSIFICATION DES EXOTOXINES Agissant sur rcepteur membrane
SPECIFIQUES (1) PROTEINES TRANSMEMBRANAIRES
GUANINE Structure: Enzyme (Guanilate cyclase )
TOXINES BACTERIENNES
CLASSIFICATION DES EXOTOXINES
Fixation sur rcepteur spcifique membrane GUANINE : Activit
guanilate cyclase Activit : Catalyse formation grande quantit de
Guanine Monophosphate : (GMP) (G Consquence : Sur la cellule :
Hyperscrtion de chlore Chez l hte : Hyperscrtion deau et
lectrolytes EX / ST de E.Coli
TOXINES BACTERIENNES
CLASSIFICATION DES EXOTOXINES
Agissant sur rcepteur membrane
SPECIFIQUE(2) les lymphocytes T: Superantignes Activit ; Sur la
cellule: Dtournement de prsentation AgLibration massive de
Cytokines IL1-2-TNF IL1Sur lhote : Fivre Choc Ex : TSS1
Staphylocoque Toxine scarlatine
TOXINES BACTERIENNESLymphocyte T RecepteurT Toxine superantigene
Ev Ag FV Molcule bivalente
MHC classe II Molecule Macrophage
TOXINES BACTERIENNESCLASSIFICATION DES EXOTOXINES
IITOXINE AGISSANT SUR CIBLE INTRACELLULAIRE SPECIFIQUE
TOXINES BACTERIENNESToxine a cible intra cellulaire spcifique
.Structure: Structure: Plusieurs domaines A= catalyseur : Toxicit
B= fixation sur rcepteur cellulaire et facilite translocation A
pour atteindre la cible
TOXINES BACTERIENNESIII Toxine a cible intra cellulaire
spcifique Activit:: On connat 4 activits enzymatiques
1) ADP ribosylation de la cible avec comme rsultat :
Hyperactivit ( ex : Vibrio cholrae) Inactivation : ( ex : diphtrie
; coqueluche) 2)Activit enzymatique par clivage ARN ribosomal 3)
Activit enzymatique Protolytique 4) Activit enzymatique : Adnyl
cyclase
TOXINES BACTERIENNES
III TOXINE cible intra cellulaire spcifique Activitentranant une
1) ADP ribosylation de la cible
Hyperactivit( ex : Vibrio cholrae )
TOXINES BACTERIENNES
Toxine cholrique = CholraMcanisme daction Adhsion a lentrocytes
et secrtions locale de toxine Gnes : phagique CTX comprenant A et B
Structure A=: 2S/U :A1 et A2 ; A1= Pro enzyme= :A1 A1= ADP
ribosylase B= 5 S/U reconnaissent le ganglioside GM1( GM1(
glycolipide de surface des entrocytes )
TOXINES BACTERIENNES
Toxine cholrique = Cholra
Mcanisme daction : Fixation de B au ganglioside GM1
Translocation de A1 Activit : ADP ribosylation de la Protine Gs qui
rgule ladnylcyclase : Consquence : -Production importante Adnyl
cyclase et AMP cyclique dans lentrocyte (inhibition absorption de
Na Chez lhote : fuite dlectrolytes et eau
Mcanisme daction de la toxine cholrique sur la sous unit E de la
protine Gs de entrocyteF K E GDP GTP E Adnyl cyclase
ATP
Protine Gs A1 toxine GDP E K E E GTP ADPR GTP Adenyl cyclase
ATP
AMPc
AMPc
TOXINES BACTERIENNES
1) ADP ribosylation de la cible entranant une
Inactivation de la cible : ( ex :diphtrie et coqueluche ) EX:
EX: Gne diphtrie : Phage F Toxine :Structure : Peptide prcurseur (
A-S-S-B) Clivage A et B A= Toxique B = liaison rcepteur membranaire
.
TOXINES BACTERIENNES
1) ADP ribosylation de la cible entrainant : Inactivation cible
: ( ex : diphtrie) Dans la cellule
Toxine : Activit :
-Liaison B avec rcepteur : -Translocation A par endocytose et
formation endosome - Baisse PH dans lendosome , changement de
conformation de A ; et libration dans cytoplasme -ADP ribosylation
par A de EF2
TOXINES BACTERIENNESNicotinamide Adnine Nicotinamide
AdnineTOXINE
Ribose P
Ribose P
Ribose P
Ribose P
NAD
ADENINE DIPHOSPHATE RIBOSE
ADP RIBOSYLATION EF2 EF2
TOXINES BACTERIENNESIII Translocation et action sur cible intra
cellulaire spcifique
2) Activit enzymatique par clivage ARN ribosomal Clive liaison
glycosidique de l adnosine de
Activit:: Activit::
LARN 28s = Inactivation de l ARN Consquence : Arrt synthse
protidique Ex ; Vrotoxine (shigella ) Toxine E.C EH
TOXINES BACTERIENNESIII ) Translocation et action sur cible
intra cellulaire spcifique3) Activit enzymatique Protolytique Ex:
Toxine ttanique et botulinique Activit :Hydrolyse de synaptobrvines
( protines vsicules synaptiques qui librent les neurotransmetteurs)
Rle chez lhote : Perturbe la transmission influx nerveux
TOXINES BACTERIENNES
TOXINES BACTERIENNESIII Translocation et action sur cible intra
cellulaire spcifique
4) Activit enzymatique : Adnyl cyclase EX: Bacillus anthracis
Structure TOXINE : 3 protines PA = pntration antigne EF = Adnyl
cyclase (facteur oedmateux) LF = Activit mtalloprotase
mtalloprotase (facteur lethal )
Toxine charbonneuse = Anthrax PA LF E.F
Sortie d eau Mort cellulaire Oedeme
TOXINES BACTERIENNESCONCLUSIONS Connaissance actuelle du mode
daction dun grand nombre de toxines a permis de constater que les
PROTEINES G sont les cibles les plus frquentes des toxines )
Connaissance mode daction explique : Pathologies Outils de biologie
cellulaire (connaissance neuroscrtion trafic vsiculaire ) Outils
Thrapeutiques ( vaccins ; immunotoxines ):
TOXINES BACTERIENNES
PROPRIETES BIOLOGIQUES DES TOXINES PROTEIQUES Selon les cibles
tissulaires Neurotoxines ;( ttanos , botulisme ) entrotoxines ; (
cholrique ; LT E.coli ) nphrotoxines Pantrope ( diphtrie )
TOXINES BACTERIENNESPROPRIETES BIOLOGIQUES DES TOXINES
PROTEIQUES Selon les cibles cellulaires : Hmolysines Leucocidines
Selon la physiopathologie Toxines responsables en partie de la
maladie Coqueluche gangrne gazeuse pyocyanique Peste Toxine
responsable en totalit de la maladie Cholra Diphtrie Dysenterie
Choc toxique staphylococcique
TOXINES BACTERIENNES
PROPRIETES ANTIGENIQUES Puissants immunognes: - Transformables
en anatoxine ( vaccin ) - Immunit confre nest pas dfinitive (a
entretenir) - Induit des anticorps protecteurs (immun srums=
antitoxines)
TOXINES BACTERIENNESPROPRIETES ANTIGENIQUES
Anatoxines : 2 types- Toxoide naturel = toxine naturelle par
transformation spontane Mcanisme transformation non lucid non
utilis en mdecine humaine -Anatoxine dtoxifie artificielle Toxine
naturelle dtoxifie Mcanisme de transformation lucid
TOXINES BACTERIENNESPROPRIETES ANTIGENIQUES: Dtoxification
artificielle Vieillissement toxine en 3 a 4 semaines En prsence de
formol a 40 degrs PH : alcalin ( dipht et ttanos ) acide (
botulique) Mutagne chimique on obtient une molcule hybride
Anatoxine +Protine ou peptide ou polyoside Application : vaccins
conjugus Hib PNMo ; Mngo Peptides de synthse: synthse: Boucle de 16
AA du fragment A (tox dipht) 44 AA entrotoxines ST +26 AA entrotox
LT
TOXINES BACTERIENNESPROPRIETES ANTIGENIQUES Antitoxines
Obtention : Immunisation animaux avec anatoxines saigne aprs 5
semaines
Purification des K globulines = antitoxines Inconvnients : Choc
anaphylactique; allergie
TOXINE AU LABORATOIREINDICATIONS : Recherche de toxine lors :
Toxi infections alimentaires Syndrome entrique Syndrome hmolytique
et urmique Syndrome de choc toxique Diphtrie
