alpha-Toxine staphylococcique

La structure de l'α-toxine staphylococcique a été résolue par cristallographie aux rayons X[2]. Sept monomères possédant une longue épingle à cheveux β s'associent pour former un tonneau β à 14 brins qui délimitent un pore de 1,4 nm (environ quatre fois le diamètre d'un cation de calcium Ca²⁺) dans sa plus petite largeur à travers la membrane plasmique.

On a pu montrer que l'α-toxine joue un rôle dans la pathogenèse dans la mesure où l'inactivation du gène hla réduit la virulence et la capacité invasive du staphylocoque doré[3]. On observe deux modes d'action différents selon le dosage de la toxine. À faible concentration, l'α-toxine se lie à des récepteurs membranaires non identifiés et forme des pores heptamériques qui favorisent l'échange d'ions monovalents et conduisent à la fragmentation de l'ADN et à l'apoptose[4]. À concentration plus élevée, l'α-toxine est absorbée dans la bicouche lipidique et forme de grands pores laissant les cations de calcium Ca²⁺ pénétrer en masse dans la cellule, ce qui déclenche sa nécrose et diverses réactions secondaires délétères[4].

On a également montré que l'α-toxine intervient en induisant l'apoptose de certains leucocytes humains. L'incubation de lymphocytes T, de monocytes et de lymphocytes du sang périphérique (en) avec de l'α-toxine purifiée ou des lysats de cellules de staphylocoque doré déclenche l'apoptose par la voie intrinsèque[4], effet qui disparaît avec l'adjonction de deux anticorps anti-α-toxine. La même étude a montré que l'α-toxine active la caspase 8 et la caspase 9, lesquelles activent à leur tour la caspase 3, déclenchant une dégradation massive de l'ADN et l'apoptose.

L'α-toxine est un facteur de virulence essentiel de la pneumonie à staphylocoque doré[5]. Le degré de virulence d'une souche de staphylocoque doré dépend directement du niveau d'expression d'α-toxine par cette souche[3]. On a pu protéger des souris contre la pneumonie à staphylocoque doré en les immunisant avec une forme mutée d'α-toxine rendue incapable de former des pores dans les membranes plasmiques. Il est également possible de protéger un animal non immunisé en lui administrant des anticorps anti-α-toxine. Des cellules épithéliales humaines de poumon cultivées avec des anticorps anti-α-toxine présentent ainsi une nette réduction des effets d'une infection à staphylocoque doré que des cellules de contrôle cultivées sans ces anticorps. Ces recherches peuvent offrir des perspectives intéressantes pour se protéger de souches bactériennes qui tendent de plus en plus à devenir résistantes aux antibiotiques.