2.2.2 Autres hémolysine El Tor apparentées de Vibriospecies
Plusieurs études ont rapporté que d’autres Vibriospecies telles que V. mimicus, V. vulnificus, et V. fluvialisaliment produisent également de l’hémolysine qui partage certaines caractéristiques structurelles communes avec HlyA .
V. mimicus,une espèce étroitement liée à V. cholerae, est un agent causal de la gastro-entérite humaine . Les souches pathogènes de V. mimicusexhibent divers symptômes cliniques allant d’une diarrhée aqueuse à une diarrhée de type dysenterie . Cet agent pathogène produit plusieurs types de facteurs de virulence tels que l’entérotoxine CT et l’entérotoxine thermostable, la Vm-TDH étant un facteur causal dans certaines souches cliniques. Cependant, la plupart des souches cliniques n’ont pas la capacité de produire l’une de ces toxines. L’hémolysine/cytolysine thermolabile (V. mimicushemolysin ; VMH) est considérée comme le facteur entéropathogène virulent le plus commun. En fait, la VMH induit une FA dans une boucle iléale de lapin ligaturée de manière dose-dépendante, et l’anticorps contre la VMH réduit apparemment l’entérotoxicité par V. mimicus dans les cellules vivantes. Ces résultats indiquent que le VMH est puissamment lié à la pathogénèse de cet agent pathogène. L’activité entérotoxique du VMH pourrait être due à la sécrétion intestinale de Cl- causée par l’activation des systèmes de sécrétion de Cl- dépendants du Ca2+ et de l’AMP cyclique. Comme pour HlyA, il a été indiqué que le VMH est également une toxine formant des pores. Cette toxine peut perturber divers érythrocytes de mammifères, y compris les bovins, les lapins, les moutons, les humains et les souris, de manière colloïdale osmotique, et elle montre la plus grande sensibilité pour les érythrocytes de cheval .
La VMH codée par vmhAgene est prédite comme étant de 83 kDa avec 82% de similarité avec V. choleraeHlyA. Le VMH est également sécrété sous forme de précurseur de 80 kDa connu sous le nom de pro-VMH , qui est ensuite converti en toxine mature de 66 kDa par l’élimination du propeptide N-terminal par une protéase de type trypsine de V. mimicusentre les résidus d’acides aminés Arg151 et Ser152 . Il a été supposé que le VMH pourrait être traité dans une réaction en deux étapes tout comme l’HlyA et la pro-toxine peuvent être activées par diverses protéases telles que la trypsine, la chymotrypsine et la métalloprotéase. Comme la variante de 50 kDa de HlyA, le VMH mature peut être converti en VMH de 51 kDa (désigné VMH51) par l’élimination de 15 kDa de l’extrémité C-terminale par la métalloprotéase de V. mimicus. Le VMH51 n’a presque pas montré d’activité lytique envers les érythrocytes de cheval car il a perdu son affinité de liaison avec la membrane érythrocytaire. Cependant, le VMH51 peut s’associer aux membranes des érythrocytes de mouton bien que l’affinité soit réduite par rapport au VMH intact, ce qui suggère que la toxine tronquée interagit avec d’autres composants de la membrane des érythrocytes de mouton. On pourrait conclure que le domaine C-terminal de 15 kDa de VMH est fonctionnellement similaire au domaine β-prisme lectine de HlyA.
V. fluvialisis un des pathogènes d’origine alimentaire qui peut causer des symptômes cliniques similaires à V. cholerae. V. fluvialissecrets El Tor-like hemolysin, conçu comme V. fluvialishemolysin (VFH), qui peut provoquer la lyse des érythrocytes de divers animaux. En plus de l’activité hémolytique, la VFH peut également déclencher une cytotoxicité envers les cellules ovariennes de hamster chinois (CHO) et induire une accumulation de liquide chez la souris allaitante. La VFH purifiée a un poids moléculaire de 63 kDa, dont la séquence d’acides aminés N-terminale partage une homologie avec HlyA de V. cholerae et VMH de V. mimicus. On soupçonne que la VFH pourrait jouer un rôle important dans la pathogénicité de V. fluviatile.
V. vulnificusa été isolé pour la première fois d’un ulcère de jambe, et il a été signalé à tort comme V. parahaemolyticus. Plus tard, on a découvert que certains caractères étaient différents de ceux de V. parahaemolyticus, comme la fermentation positive du lactose, et on l’a donc appelé V. vulnificus. V. vulnificus peut causer deux types de maladies, la septicémie primaire et l’infection des plaies. La première est remarquable par son taux de létalité élevé (plus de 50 %). La septicémie primaire est causée par la consommation de fruits de mer crus, en particulier de mollusques et crustacés tels que les huîtres contaminées par V. vulnificus, et il est rapporté que 95% de tous les décès liés aux fruits de mer sont causés par V. vulnificus aux États-Unis. Étant donné que la plupart des patients atteints de septicémie ont une maladie sous-jacente telle qu’une cirrhose hépatique, une hépatite ou un diabète, la septicémie par V. vulnificus est considérée comme une infection opportuniste. Les infections des plaies se caractérisent par des symptômes cliniques tels que l’œdème, l’érythème ou la nécrose et surviennent après une exposition à de l’eau de mer ou à des produits marins contaminés. Cependant, les symptômes gastro-intestinaux comme la diarrhée sont très rares dans le cas d’une infection à V. vulnificus. V. vulnificusproduit divers facteurs de virulence extracellulaires tels que l’hémolysine ou la protéase . L’hémolysine sécrétée par V. vulnificus, appelée V. vulnificushemolysin (VVH), est également une toxine qui peut former des pores sur les membranes cibles de diverses cellules de mammifères. La VVH purifiée présente une activité lytique contre les érythrocytes de divers mammifères et des cellules cultivées telles que les cellules CHO, les mastocytes et les cellules endothéliales pulmonaires. En outre, il est rapporté que les doses sublytiques d’hémolysine peuvent déclencher la voie de signalisation apoptotique dans la lignée de cellules endothéliales vasculaires humaines, les cellules ECV304 , et l’oligomérisation de VVH est essentielle pour l’activité apoptotique dans les cellules CHO .
Le précurseur de VVH (VvhA) a un poids moléculaire de 51 kDa codé par le gène de structure vvhA, qui constitue un opéron avec le gène vvhB. Le gène vvhB est présent en amont de vvhA et code pour la protéine VvhB de 18 kDa. Le précurseur de VvhA est composé d’un peptide signal (20 résidus d’acides aminés) et d’un domaine cytolysine (Gln1à Arg318) comprenant un domaine putatif de type pré-strongle et β-prisme lectine (His319 à Leu451) (Figure 1) ; la pro-région et le domaine β-prisme lectine sont absents par rapport au précurseur HlyA . Bien que la fonction de VvhB soit inconnue, elle pourrait agir comme un chaperon en l’absence de la pro-région comme HlyA. Cette spéculation est soutenue par le fait que même si VvhA est exprimé en l’absence de vvhBin vitro, l’activité hémolytique ne peut pas être détectée . Bien que VVH ne possède pas de domaine de lectine β-prism, le domaine de lectine β-trefoil a montré une capacité de liaison pour le glycérol, la N-acétyl-D-galactosamine, et la N-acétyl-D-lactosamine contrairement à HlyA. En fait, la VVH présente une capacité réduite de liaison aux cellules CHO lorsqu’elle est préincubée avec de la méthyl-bêta-cyclodextrine, un oligosaccharide, et, par conséquent, une inhibition de son effet cytotoxique. Comme pour HlyA, on pense que le monomère VVH se lie à la membrane cellulaire et forme des oligomères et la structure cristalline du domaine lectine β-trefoil de VVH révèle une disposition en anneau heptamérique . Il est fortement suggéré que le cholestérol est le récepteur de la VVH et facilite la conversion du monomère en oligomère. De plus, il est rapporté que Thr438 dans le domaine lectine β-trefoil est responsable de la liaison au cholestérol . D’autre part, Phe334 dans le domaine de la cytolysine qui est situé près de la jointure de deux domaines est essentiel pour l’oligomérisation du monomère de la toxine . De plus, il est montré que la mutation de Leu451 provoque l’inhibition de l’activité hémolytique sans réduire la capacité de liaison à la membrane ; ceci suggère que le Leu451 est essentiel pour la formation de l’oligomère. Récemment, une étude a montré que des propriétés telles que la polarité et le cycle indole de l’acide aminé Trp246 sont essentielles pour la liaison de la toxine à la membrane cible. On suppose que le processus hémolytique de VVH est presque similaire à celui de HlyA bien qu’il y ait quelques différences dans la fonction et la structure de VVH.
Il a été signalé qu’une hémolysine thermolabile purifiée à partir de V. tubiashii, un pathogène de bivalve juvénile, est similaire à VVH . Comme la VVH, cette toxine a montré une inhibition compétitive par le cholestérol et peut lyser les érythrocytes. En outre, la toxine présente une cytotoxicité pour les cellules CHO, Caco-2 et les cellules hépatiques de l’Atlantic menhaden en culture tissulaire.
V. damselaha été signalé comme provoquant une infection des plaies par la manipulation des poissons, l’exposition à l’eau de mer et aux animaux marins, et l’ingestion de fruits de mer crus . Il a été considéré qu’il n’y a pas d’autre hémolysine dans cette bactérie, à l’exception d’une hémolysine avec une activité phospholipase D connue sous le nom de damselysine . Récemment, il a été signalé que cette bactérie possède une hémolysine de type HlyA codée dans un nouveau plasmide de virulence pPHDD1. Les caractéristiques de cette nouvelle hémolysine de type HlyA de V. damsela ne sont pas encore identifiées, mais les séquences d’acides aminés prédites montrent 69% de similarité avec HlyA de V. cholerae, manquant le domaine β-prisme de type lectine (Figure 1) .