Staphylococcus aureus

279 Pages·2007·33.58 MB·French

Rôle des exotoxines superantigéniques dans le choc
toxique et le choc septique à Staphylococcus aureus
Tristan Ferry
To cite this version:
Tristan Ferry. Rôle des exotoxines superantigéniques dans le choc toxique et le choc septique à
Staphylococcus aureus. Autre[q-bio.OT]. UniversitéClaude Bernard - LyonI, 2007. Français. ￿NNT:
￿. ￿tel-00184923v2￿
HAL Id: tel-00184923
https://theses.hal.science/tel-00184923v2
Submitted on 11 Nov 2007
HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est
archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents
entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non,
lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de
teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires
abroad, or from public or private research centers. publics ou privés.
N° d’ordre 177 Année 2007

THESE

présentée

devant l’UNIVERSITE CLAUDE BERNARD - LYON 1

pour l’obtention

du DIPLOME DE DOCTORAT

(arrêté du 7 août 2006)

présentée et soutenue publiquement le 16 octobre 2007
par

Monsieur Tristan Ferry

TITRE :

Rôle des exotoxines superantigéniques dans le choc
toxique et le choc septique à Staphylococcus aureus

Directeur de thèse :

Monsieur le Professeur Jérôme Etienne

JURY : Monsieur le Professeur Dominique Peyramond, Président
Madame le Professeur Anne-Claude Crémieux, Rapporteur
Monsieur le Professeur Jean-François Timsit, Rapporteur
Monsieur le Professeur Frédéric Lucht
Monsieur le Docteur Guillaume Monneret
UNIVERSITE CLAUDE BERNARD - LYON I

Président de l’Université M. le Professeur L. COLLET
Vice-Président du Conseil Scientifique M. le Professeur J.F. MORNEX
Vice-Président du Conseil d’Administration M. le Professeur J. LIETO
Vice-Président du Conseil des Etudes et de la Vie Universitaire M. le Professeur D. SIMON
Secrétaire Général M. G. GAY

SECTEUR SANTE
Composantes

UFR de Médecine Lyon R.T.H. Laënnec Directeur : M. le Professeur D. VITAL-DURAND
UFR de Médecine Lyon Grange-Blanche Directeur : M. le Professeur X. MARTIN
UFR de Médecine Lyon-Nord Directeur : M. le Professeur J. ETIENNE
UFR de Médecine Lyon-Sud Directeur : M. le Professeur F.N. GILLY
UFR d’Odontologie Directeur : M. O. ROBIN
Institut des Sciences Pharmaceutiques et Biologiques Directeur : M. le Professeur F. LOCHER

Institut Techniques de Réadaptation Directeur : M. le Professeur MATILLON

Département de Formation et Centre de Recherche en Biologie Directeur : M. le Professeur P. FARGE
Humaine

SECTEUR SCIENCES
Composantes

UFR de Physique Directeur : M. le Professeur A. HOAREAU
UFR de Biologie Directeur : M. le Professeur H. PINON
UFR de Mécanique Directeur : M. le Professeur H. BEN HADID
UFR de Génie Electrique et des Procédés Directeur : M. le Professeur A. BRIGUET
UFR Sciences de la Terre Directeur : M. le Professeur P. HANTZPERGUE
UFR de Mathématiques Directeur : M. le Professeur M. CHAMARIE
UFR d’Informatique Directeur : M. le Professeur M. EGEA
UFR de Chimie Biochimie Directeur : Mme. le Professeur H. PARROT
UFR STAPS Directeur : M. le Professeur R. MASSARELLI
Observatoire de Lyon Directeur : M. le Professeur R. BACON
Institut des Sciences et des Techniques de l’Ingénieur de Lyon Directeur : M. le Professeur J. LIETO
IUT A Directeur : M. le Professeur M. C. COULET
IUT B Directeur : M. le Professeur R. LAMARTINE
Institut de Science Financière et d'Assurances Directeur : M. le Professeur J.C. AUGROS

Mis à jour le 16/01/2007
à toi que je n’oublierai jamais,
à Côme et Eliott,
à Cloé,
à toi qui m’a tant donné et tant appris…
LISTE DES ABREVIATIONS...................................................................................................................................3
INDEX DES FIGURES................................................................................................................................................4
INDEX DES TABLEAUX...........................................................................................................................................6

I. INTRODUCTION.....................................................................................................................................................7

II. RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES......................................................................................................................9
II. 1. GENERALITES SUR S. AUREUS.............................................................................................................................9
II. 2. DEFINITION ET EPIDEMIOLOGIE DES INFECTIONS GRAVES A S. AUREUS..........................................................10
II. 3. HISTOIRE NATURELLE DE LA RESISTANCE A LA METICILLINE ET APPARITION DES SARM HOSPITALIERS ET
COMMUNAUTAIRES.....................................................................................................................................................12
II. 4. RESERVOIRS, MODE DE TRANSMISSION ET FACTEURS DE RISQUE D’ACQUISITION DE SARM............................20
II. 5. DESCRIPTION DES FACTEURS DE VIRULENCE....................................................................................................22
II. 5. 1. La capsule et la paroi de S. aureus.......................................................................................................23
II. 5. 2. Les protéines d’adhésion exprimées par S. aureus..............................................................................24
II. 5. 3. Invasion intracellulaire des cellules de l’hôte.....................................................................................26
II. 5. 4. Lyse cellulaire et envahissement tissulaire..........................................................................................27
II. 5. 5. Dissémination dans l’organisme...........................................................................................................29
II. 5. 6. Persistance dans l’organisme...............................................................................................................31
II. 5. 7. Particularités des exfoliatines...............................................................................................................34
II. 5. 8. Particularité des exotoxines superantigéniques...................................................................................34
II. 6. INFECTIONS GRAVES A S. AUREUS ET IMPLICATION DES FACTEURS DE VIRULENCE..........................................40
II. 6. 1. Choc toxique, choc septique et purpura fulminans..............................................................................40
II. 6. 2. Bactériémies persistantes à S. aureus et localisations secondaires...................................................51
II. 6. 3. Pathologies focales associées ou non à un état de choc ou à une bactériémie.................................52
II. 6. 4. Spécificités pédiatriques........................................................................................................................77
II. 6. 5. Bilan sur l’état des lieux des connaissances concernant l’implication des facteurs de virulence
dans les infections sévères à S. aureus..............................................................................................................84
II. 7. SUSCEPTIBILITE AUX INFECTIONS GRAVES A S. AUREUS...................................................................................85
II. 7. 1. Susceptibilité génétique aux infections graves à S. aureus.................................................................85
II. 7. 2. Susceptibilité à la PVL...........................................................................................................................85
II. 7. 3. Susceptibilité aux exotoxines superantigéniques.................................................................................86
II. 8. DIAGNOSTIC......................................................................................................................................................86
II. 8. 1. Diagnostic microbiologique de genre et d'espèce...............................................................................86
II. 8. 2. Diagnostic de la résistance à la méticilline et caractérisation des clones SARM.............................87
II. 8. 3. Diagnostic des SARM de sensibilité diminuée à la vancomycine et impact clinique........................90
II. 8. 4. Détection directe de certains facteurs de virulence.............................................................................91
II. 8. 4. Détection indirecte de certains facteurs de virulence.........................................................................92
II. 8. 5. Impact potentiel de l’utilisation des techniques de la biologie moléculaire dans le diagnostic des
bactériémies à S. aureus.....................................................................................................................................94
II. 9. TRAITEMENT......................................................................................................................................................95
II. 9. 1. Antibiothérapie anti-staphylococcique.................................................................................................95
II. 9. 2. Traitements adjuvants antitoxiniques...................................................................................................96
II. 9. 3. Immunothérapie anti-MSCRAMMs....................................................................................................102
II. 9. 4. Thérapeutiques anti-agr......................................................................................................................102
II. 10. MESURES SANITAIRES ET PREVENTION..........................................................................................................103

CONCLUSION DE LA PARTIE BIBLIOGRAPHIQUE..................................................................................105

III. ARTICLES DE REVUE...................................................................................................................................107
III. 1. PREMIER ARTICLE DE REVUE :
"VIRULENCE DETERMINANTS IN STAPHYLOCOCCUS AUREUS AND THEIR INVOLVEMENT IN CLINICAL SYNDROMES".107

III. 2. DEUXIEME ARTICLE DE REVUE :
"VIRULENCE DETERMINANTS IN COMMUNITY AND HOSPITAL METICILLIN-RESISTANT STAPHYLOCOCCUS AUREUS".117
1
IV. TRAVAIL PERSONNEL..................................................................................................................................123

IV. 1. INTRODUCTION..............................................................................................................................................123

IV. 2. PREMIERE PARTIE : EPIDEMIOLOGIE DES GENES CODANT LES EXOTOXINES SUPERANTIGENIQUES AU COURS
DU CHOC TOXIQUE ET SEPTIQUE A S. AUREUS, LIEN POTENTIEL AVEC LA GRAVITE CLINIQUE ET ETUDE DES
PROPRIETES INFLAMMATOIRES DES EXOTOXINES SUPERANTIGENIQUES D’INTERET.................................................125

IV. 2. 1. Première publication :
"ONE IN FIVE MORTALITY IN NON MENSTRUAL TOXIC SHOCK SYNDROME VERSUS NO MORTALITY IN MENSTRUAL
CASES IN A BALANCED FRENCH SERIES OF 55 CASES".........................................................................................125

IV. 2. 2. Deuxième publication :
"COMPARATIVE PREVALENCE OF SUPERANTIGEN GENES IN STAPHYLOCOCCUS AUREUS ISOLATES CAUSING SEPSIS
WITH AND WITHOUT SEPTIC SHOCK"...................................................................................................................147

IV. 2. 3. Troisième publication :
"COMPARATIVE INFLAMMATORY PROPERTIES OF STAPHYLOCOCCAL SUPERANTIGENIC ENTEROTOXINS SEA AND
SEG: IMPLICATIONS FOR SEPTIC SHOCK"...........................................................................................................156

IV. 3. DEUXIEME PARTIE : CARACTERISATION DU CLONE SARM HOSPITALIER PREDOMINANT EN FRANCE ET ETUDE
DE SES FACTEURS DE VIRULENCE.............................................................................................................................164

IV. 3. 1. Quatrième publication :
"TOXIN GENE CONTENT OF THE LYON METHICILLIN-RESISTANT STAPHYLOCOCCUS AUREUS CLONE COMPARED
WITH THAT OF OTHER PANDEMIC CLONES".........................................................................................................164

IV. 3. 2. Cinquième publication :
"VIRULENCE PROPERTIES OF MRSA LYON CLONE ISOLATES RESPONSIBLE FOR BLOODSTREAM INFECTIONS"...169

IV. 4. TROISIEME PARTIE : MISE EN EVIDENCE D’UNE PRODUCTION D’EXOTOXINE SUPERANTIGENIQUE IN VIVO.200

IV. 4. 1. Sixième publication :
"DETECTION OF SUPERANTIGENIC TOXIN VBETA T CELL SIGNATURES DURING MENSTRUAL AND NON-MENSTRUAL
STAPHYLOCOCCAL TOXIC SHOCK SYNDROME BUT NOT DURING S. AUREUS SEPTIC SHOCK"...............................200

IV. 4. 2. Septième publication :
"EARLY DIAGNOSIS OF STAPHYLOCOCCAL TOXIC SHOCK SYNDROME SECONDARY TO PHARYNGITIS BY DETECTION
OF THE TSST-1 VBETA SIGNATURE IN PERIPHERAL BLOOD OF A 12-YEAR-OLD BOY".........................................233

V. CONCLUSION ET PERSPECTIVES..............................................................................................................250

VI. REFERENCES...................................................................................................................................................254

ANNEXES..................................................................................................................................................................266
ANNEXE 1 :
"HETEREGENEOUS BUT HIGHER ADHESIVE PROPERTIES OF HOSPITAL-ACQUIRED MRSA LYON CLONE ISOLATES IN
COMPARISON TO MSSA ISOLATES"...........................................................................................................................267

ANNEXE 2 :
"USEFULNESS OF ANALYSIS OF THE VBETA REPERTOIRE OF T CELLS FOR THE EARLY DIAGNOSIS OF
STAPHYLOCOCCAL AND STREPTOCOCCAL TOXIC SHOCK SYNDROME".......................................................................270

2
Liste des abréviations

ADN : acide désoxyribo nucléique
agr : accessory gene regulator
CD : clusters of differenciation
CDC : center of disease control and prevention
CMH-II : complexe majeur d’histocompatibilité de classe II
CPA : cellule présentatrice d’antigène
Clf : clumping factor (protéine de liaison au fibrinogène)
Cna : collagen-binding protein
CTS : choc toxique staphylococcique
egc : enterotoxin gene cluster
ETs : exfoliatines
FnBP : fibronectin-finding protein
HLA : Human leucocyte antigen
IL : interleukine (IL-1beta, IL-2, IL-6, IL-10, IL-12)
IFN : interféron
kb : kilo (paire de) base
kDa : kilo dalton
MIP-1alpha : Macrophages inflammatory protein-1 alpha
MSCRAMMS : microbial surface component recognizing adhesive matrix molecules
NTED : Neonatal toxic shock like exanthematous disease
PBMCs : peripherical blood mononuclear cells
pb : paire de base
PBS : phosphate buffer saline
PCR : polymerase chain reaction
PVL : panton valentine leucocidin
SaPIs : S. aureus pathogenicity islands
SARM : Staphylococcus aureus résistant à la méticilline
SASM : Staphylococcus aureus sensible à la méticilline
SE : staphylococcal enterotoxin
SEl : staphylococcal enterotoxin-like
SIRS : systemic inflammatory response syndrome
spa : gène codant la protéine A
TARC : Thymus and activation regulation chemokine
TCR : T cell receptor
Th : lymphocyte T helper
TLR : Toll-like receptor
TNF-alpha : Tumor necrosis factor alpha
TSS : Toxic shock syndrome
TSST-1 : toxic shock syndrome toxin-1
Vbeta : portion variable beta du TCR
3