Clostridium perfringens livre certains de ses secrets

Publié le 14/01/2002

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Clostridium perfringens, connu pour être le pathogène le plus largement répandu dans la nature, est trouvé dans les sols, les épandages et le tube digestif des animaux et des humains où il figure en tant que participant à la flore normale. C'est une bactérie Gram positif, anaérobie, qui forme des spores, à l'origine d'infections digestives ou générales, de gravité de tous grades.

Les souches de C. perfringens sont classées en cinq sous-types (de A à E) en fonction de leur production de quatre toxines majeures (alpha, bêta, epsilon et iota).

Gangrène gazeuse, entérite nécrosante

Chez l'homme, le type A peut être à l'origine d'une gangrène gazeuse (celle qui tua des milliers de soldats pendant la Seconde Guerre mondiale), d'une entérite nécrosante ou d'une diarrhée légère. Après son entrée dans l'organisme sous forme végétative (spores), le micro-organisme se développe rapidement, produisant différentes toxines et enzymes myonécrosantes responsables d'une destruction massive des tissus.
Dans le pire des cas et en l'absence d'une antibiothérapie adéquate, l'infection peut produire une toxémie systémique, un choc et conduire au décès.
Le séquençage complet du génome de C. perfringens a été réalisé et comparé à celui d'un autre membre de la même famille, mais non pathogène, C. acetobutylicum, pour aider à la compréhension des mécanismes de pathogénicité.
Le génome est constitué de 3 031 430 paires de bases, dont 2 660 régions codant des protéines.
On comprend comment C. perfringens dégrade les tissus hôtes et importe les matériaux nécessaires à sa croissance et à sa survie chez l'hôte, ce qui cause les lésions myonécrotiques et la destruction massive des tissus. Plusieurs enzymes saccharolytiques permettent à C. perfringens de dégrader des sucres de grande taille en sucres simples. Le sucre final est importé à l'intérieur des cellules, où il est fermenté par une voie glycolytique anaérobie pour générer de l'énergie et un gaz abondant, lui-même favorable à la présence de la bactérie. Cinq hyaluronidases sont sécrétées pour faciliter la dégradation de polysaccharides tels que l'acide hyaluronique et la chondroïtine sulfate, ce qui aide l'organisme à pénétrer plus profondément dans les tissus hôtes.
A côté de cela, des sialidases contribuent à dégrader l'acide sialique (au niveau des glycoprotéines des membranes cellulaires). Les toxines cytolytiques (alpha-toxine, thêta-toxine, entérotoxines) peuvent détruire les cellules hôtes, pour produire différents matériaux protéiques, qui sont dégradés par des protéinases (alpha-clostripain et collagénases). Les acides aminés et peptides sont importés activement à l'intérieur de C. perfringens, ce qui permet au micro-organisme de synthétiser des protéines, car il lui manque un bon nombre d'enzymes nécessaires à la biosynthèse des acides aminés.
C. perfringens produit ses enzymes et toxines pendant la phase précoce de sa croissance, à la différence d'autres pathogènes toxiniques qui le font pendant la phase stationnaire d'état. « On peut raisonnablement penser que C. perfringens a besoin de synthétiser rapidement les enzymes de dégradation pour obtenir suffisamment tôt des sources nutritionnelles », écrivent les auteurs. De ce fait, la pathogénicité et le gain de sources d'énergie pour l'acquisition nutritionnelle doivent être étroitement couplés dans l'infection par C. perfringens.
Ce schéma particulier de fonctionnement offre une base de travail (inhibition de la croissance) pour la lutte contre l'infection.
L'analyse du génome a aussi montré la présence de motifs liant les protéines VirR/VirS, système de régulation de la pathogénicité du micro-organisme. Une analyse plus approfondie des gènes présentant des sites de liaison pour VirR est prévue par les auteurs, pour l'élaboration de stratégies de lutte contre l'infection.