Physiopathologie

Le pouvoir pathogène de S. aureus est lié à l'expression de facteurs de virulence. On distingue les protéines de surface (adhésines) qui permettent la colonisation de l'hôte, des facteurs qui conduisent au développement et à l'extension de l'infection et des toxines spécifiques responsables de syndromes toxiniques.

Protéines de surface : colonisation

S. aureus colonise la peau et les muqueuses en adhérant aux cellules et aux composants de la matrice extra-cellulaire. La colonisation s'observe en dehors de toute lésion préalable. Elle est cependant favorisée par toute effraction de la barrière cutanéo-muqueuse.

S. aureus possède un grand nombre de protéines exposées à la surface de la bactérie, qui ont la capacité de se fixer sur des molécules de l'hôte. On parle d'adhésines. Un certain nombre de ces adhésines appartiennent à la famille des MSCRAMM (Microbial Surface component Recognizing Adhesive Matrix Molecule) c'est-à-dire qu'elles reconnaissent les molécules de la matrice extra-cellulaire, composée de collagène, d'élastine, de protéoglycanes et de glycoprotéines de structure telles que la fibronectine.

Parmi ces protéines, les mieux caractérisées sont

• La protéine A,
• La protéine de liaison au collagène de type I, II et IV,
• Les protéines de liaison à la fibronectine,
• Les protéines de liaison au fibrinogène- Clumping factor (ClfA, ClfB).

Facteurs protégeant la bactérie de la phagocytose

Quatre vingt dix pour cent des souches cliniques de S. aureus produisent une capsule composée d'exopolysaccharides qui avec la protéine A protègent la bactérie de la phagocytose favorisant ainsi l'extension de l'infection.

La coagulase se lie à la prothrombine et forme un complexe appelé staphylothrombine. Le complexe staphylothrombinique entraîne la polymérisation du fibrinogène en fibrine et la formation d'un caillot, protégeant ainsi la bactérie de la phagocytose.

Facteurs conduisant à l'extension de l'infection

 Extension

S. aureus produit plusieurs toxines ayant pour cible les membranes cellulaires. Ces toxines se fixent à des cellules cibles et provoquent la formation de canaux membranaires laissant passer les ions (pore-forming toxins). On peut citer les hémolysines  α, β, δ et les toxines synergohyménotropes.

 Les autres enzymes produites par S. aureus capables de dégrader le tissu conjonctif comme les protéases, l'élastase et la hyaluronidase, favorisent l'extension du foyer infecté.

 Diffusion hématogène

La diffusion hématogène de S. aureus à partir du foyer primaire se fait probablement par le biais de thrombophlébites locales où la coagulase joue un rôle majeur. La coagulase se lie à la prothrombine et forme un complexe appelé staphylothrombine. Ce complexe staphylothrombinique entraîne la polymérisation du fibrinogène en fibrine et ceci aboutit à la formation de thrombus. La staphylokinase, activateur du plasminogène en plasmine exerce un effet inverse à celui de la coagulase. Elle conduit à la dislocation du thrombus qui est très riche en bactéries et ainsi à la formation de localisation septiques secondaires.

Toxines

Exfoliatines

Les exfoliatines A et B, et probablement C, sont à l'origine du syndrome d'exfoliation généralisé et de l'impétigo bulleux staphylococcique. Le mécanisme d'action de ces toxines protéiques au niveau de l'épiderme n'est pas complètement élucidé. Il fait initialement intervenir un élargissement de l'espace intercellulaire, puis un clivage des desmosomes reliant les cellules granuleuses de l'épiderme, probablement par l'activation d'une pro-enzyme extracellulaire (protéase) par les exfoliatines.

Toxines superantigéniques

Les toxines staphylococciques ayant une activité superantigénique sont : la toxine du choc toxique staphylococcique (TSST-1), les entérotoxines A à E, G, et I à U. D'autres bactéries produisent des toxines superantigéniques, notamment Streptococcus pyogenes (toxines érythrogènes SpeA, SpeB, SpeC…, toxine SSA, probablement la protéine M) Streptococcus agalactiae (toxine non caractérisée), Pseudomonas aeruginosa (exotoxine A)….

Les superantigènes sont un groupe de molécules capables de provoquer une activation polyclonale des lymphocytes T. Pour cela, ils se fixent directement  aux cellules présentatrices d'antigènes, par deux liaisons au niveau de l'antigène de classe II du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH II) en dehors du site de fixation classique des antigènes. Les superantigènes sont alors reconnus par les lymphocytes T. Cette reconnaissance se fait par une liaison de la chaine Vß du récepteur lymphocytaire TCR2 des cellules CD4+ ou CD8+ (fixation sur les régions constantes de certains types de chaîne Vß).

Cette fixation sur la chaîne Vß est alors suffisante pour induire une activation cellulaire. Ainsi, 5 à 50% des lymphocytes T sont concernés et sont activés indépendamment de leur spécificité antigénique, ouvrant la possibilité :

• d'une activation massive du système immunitaire, la libération de cytokines de l'inflammation et la survenue du choc toxique.

• d'une activation parasite des lymphocytes dirigés contre des antigènes du « soi » et ainsi la possible survenue de réaction autoimmune. En effet, les toxines staphylococciques à activité superantigéniques telles que les entérotoxines et la toxine du choc toxique staphylococcique (TSST-1) ont été impliquées dans la survenue de maladies de type auto-immun comme la maladie de Kawasaki, la dermatose atopique, le psoriasis et certaines arthrites rhumatismales. Le rôle exact de ces toxines dans ces pathologies n'est pas encore clairement établi. Elles pourraient être soit un facteur étiologique, soit un cofacteur favorisant la survenue de poussées évolutives.

Leucocidine de Panton Valentine PVL

La Leucocidine de Panton Valentine ou PVL est une toxine à deux composants agissant de façon synergique sur les membranes cellulaires (toxine synergohyménotrope) appartenant à la famille des pore-forming toxines. In vitro, la PVL induit la lyse de plusieurs cellules participant aux défenses de l'hôte comme les polynucléaires neutrophiles, les monocytes, et les macrophages. La formation d'un pore dans la membrane cellulaire requiert la présence des deux composants de la toxine, LukS-PV et LukF-PV. Les concentrations sublytiques de PVL induisent une libération massive d'histamine par les polynucléaires basophiles et stimulent la libération par les polynucléaires neutrophiles d'enzymes (b-glucuronidase et lysozyme), composés chimiotactiques (leukotrien-B4 et interleukin-8) et des métabolites oxygénés. LukS-PV et LukF-PV sont codés par des bactériophages d'environ 50 kb dont le prototype est phi SLT, qui est présent dans moins de 3% des souches de S. aureus isolées dans les pays développés. Les souches de S. aureus portant phi SLT (ou d'autres bactériophages similaires codant lukS-PV et lukF-PV) sont classiquement associées aux infections cutanées primitives comme les furoncles.