4 Pili
Les Pili sont des structures filamenteuses extracellulaires qui permettent aux bactéries d’adhérer aux surfaces biotiques et abiotiques. Une variété de pili a été identifiée à la surface cellulaire d’Aeromonas spp. les premières études décrivant initialement deux types de pili distincts en raison de leurs différences structurelles: les pili court-rigide (S / R) et long-ondulé (L / W) (Carrello, Silburn, Budden, & Chang, 1988; Ho, Mietzner, Smith, & Schoolnik, 1990). On a signalé que les souches d’Aeromonas prélevées dans des échantillons environnementaux présentaient de préférence un grand nombre de pili S / R, alors que les isolats d’échantillons cliniques étaient plus susceptibles de produire un petit nombre de pili L / W (Carrello et al., 1988); proposer L / W pili d’être impliqué dans la virulence. Dans les bactéries à Gram négatif, il existe quatre groupes principaux de pili bactériens: les pili assemblés par la «voie chaperone-usher», les pili de type IV, les pili assemblés par la voie de nucléation extracellulaire et les pili assemblés par la «voie alternative chaperone-usher». Aeromonas spp. se sont avérés exprimer des pili de type I assemblés par la «voie chaperone-usher» et des pili de type IV. Les études ultra-structurelles réalisées par Ho et al. (1990) sur le pilus S / R d’A. Hydrophila AH26 ont révélé que la piline (unité répétitive majeure du pilus) avait une homologie avec les pili de type I et Pap (pili associés à la pyélonéphrite) d’E. Coli (Ho et al., 1990), et appartiennent au groupe de pili assemblés par la voie chaperon-huissier. Les pili de type I des espèces mésophiles d’Aeromonas ont été associés à l’autoagglutination des cellules mais pas à la pathogénicité. Les études d’adhérence de Honma et Nakasone (1990) ont montré que bien que leur souche A. hydrophila (Ae6) était fortement adhérente aux intestins de lapin et humains, les anticorps élevés contre les pili S / R ne bloquaient pas l’adhérence aux cellules et se cisaillaient les pili S / R n’avait également aucune affinité pour les cellules hôtes. Les gènes codant pour les pili de type I ont maintenant été localisés dans les génomes d’un certain nombre d’espèces d’Aeromonas, y compris certaines espèces mésophiles et l’aeromonade psychrophile, A. salmonicida subsp salmonicida (Reith et al., 2008; Seshadri et al., 2006). Contrairement aux aéromonas mésophiles, le pilus de type I d’A. Salmonicida semble jouer un rôle dans la colonisation du saumon atlantique. Des études de mutation menées par Dacanay et ses collègues (2010) ont démontré que A. salmonicida dépourvu de l’opéron pilus de type I a une capacité réduite à adhérer au tractus gastro-intestinal du saumon atlantique. Cependant, une fois adhérée, la capacité du mutant à envahir l’hôte était comparable à celle du type sauvage, suggérant que les pili de type I ne soient impliqués que dans les étapes initiales de la colonisation (Dacanay et al., 2010).
Des quantités considérables des travaux réalisés sur l’adhérence de l’aéromonade se sont concentrés sur les pili L / W. Les études d’adhérence avec une variété de souches mésophiles dans les années 1990 ont mis en évidence l’importance de ces appendices dans la colonisation des tissus de l’hôte. Il a été démontré que l’élimination mécanique des pili L / W de la surface des cellules bactériennes, ou le prétraitement des cellules bactériennes avec un anticorps anti-piline, bloquait l’adhérence bactérienne à diverses lignées cellulaires animales et humaines (Barnett & Kirov, 1999; Hokama, Honma, & Nakasone, 1990; Honma & Nakasone, 1990; Iwanaga & Hokama, 1992; Kirov, Hayward, & Nerrie, 1995; Nakasone, Iwanaga, Yamashiro, Nakashima, & Albert, 1996). Les pilines L / W ont généralement un poids moléculaire compris entre 19 et 23 kDa et sont antigéniquement diverses, seule la séquence d’acides aminés N-terminale présentant une homologie avec les pilines de type IV (Kirov & Sanderson, 1996). Certains pili de type IV sont capables de former des réseaux ou faisceaux filamenteux (Kirov, Hayward, et al., 1995) et ce sont ces pili formant des faisceaux (Bfp), en particulier, qui sont considérés comme des facteurs majeurs de colonisation chez les Aeromonas spp. Le premier Bfp isolé d’une espèce d’Aeromonas provenait d’A. Veronii biovar sobria (souche BC88) (Kirov & Sanderson, 1996). La séquence N-terminale de la piline majeure de cette Bfp présente une homologie de séquence avec la piline de type IV hémagglutinine sensible au mannose (MSHA) de Vibrio cholerae (Kirov & Sanderson, 1996) qui appartient à la famille de pilines de type IVa «classique» par rapport à la famille de type IVb à laquelle Bfp appartient habituellement. Le A. veronii bv. Le pilus formant un faisceau de sobria a ensuite été démontré par des moyens génétiques comme étant un membre de la famille MSHA pilus (Hadi et al., 2012). L’expression du MSHA pilus dans ces études a semblé être régulée de l’environnement car A. veronii biovar sobria a montré une expression accrue lorsqu’elle est cultivée à 22 ° C en culture liquide, par rapport à 37 ° C sur des milieux solides (Kirov & Sanderson, 1996). Ces résultats concordent également avec les études antérieures de Kirov, Hayward et al.(1995) où A. veronii bv. Les isolats de sobria présentaient une expression optimale des structures filamenteuses à 22 ° C, avec quelques souches environnementales montrant une expression optimale à 7 ° C. Recherches complémentaires sur les pili de type IV présents sur A. veronii bv. sobria a abouti à la découverte d’un nouveau système de pilus de type IV, le Tap pilus, qui s’est avéré être très différent du Bfp (Kirov & Sanderson, 1996). Peu de temps après sa détection initiale chez A. veronii bv. sobria, les gènes de biogenèse de Tap pili ont été identifiés chez A. hydrophila (Ah65) (tapABCD) et se sont avérés partager une homologie avec les gènes de pilus de type IV chez P. aeruginosa (pilABCD); les gènes d’A. hydrophila étaient capables de compléter les mutations correspondantes chez P. aeruginosa (Pepe, Eklund, & Strom, 1996). Bien que Tap pili soient présents dans toutes les souches d’Aeromonas dont les génomes ont été séquencés jusqu’à présent, on en sait très peu sur leur fonction. La suppression du gène Tap pilin (tapA), et donc la suppression du filament Tap pilus, n’a eu aucun effet sur la capacité clinique d’A. Veronii bv. les isolats de sobria pour adhérer aux cellules HEp-2, adhérer aux cellules intestinales humaines ou coloniser un jeune modèle de souris; des résultats similaires ont également été signalés avec un isolat de poisson d’A. hydrophila (Kirov, Barnett, Pepe, Strom, & Albert, 2000). Le Tap pilus contribue à la pathogénicité du psychrophile aeromonad A. salmonicida subsp. salmonicida, cependant, lorsqu’il infecte le saumon atlantique; bien que cela ne soit pas essentiel pour la virulence car les mutants tapA conservent une grande partie de leur capacité à coloniser l’hôte (Boyd et al., 2008). L’analyse de l’expression génique chez A. salmonicida a démontré que le Tap pilus est exprimé de manière constitutive et, avec tapABCD, le système Tap pilus est également codé sur 18 autres gènes dispersés autour du génome (Boyd et al., 2008), similaire au type IV pili de Pseudomonas et Neisseria spp. (Mattick, 2002). Bien que le rôle du Tap pilus reste à élucider, sa biogenèse a de fortes implications dans la virulence d’autres manières. TapD, une prépiline peptidase (Pepe et al., 1996) est non seulement nécessaire pour le traitement des prépilines (provenant de plusieurs systèmes pilus) avant leur incorporation dans le filament pilus mais aussi pour le traitement des pseudopilines du T2SS, qui sont essentiels pour la sécrétion de nombreux facteurs de virulence, tels que les protéases, l’hémolysine et la DNase (Hadi et al., 2012; Kirov et al., 2000).
Avec le MSHA et Tap pilus, un tiers un pilus de type IV, appartenant à la classe de type IVb, a également été identifié chez A. salmonicida subsp. salmonicida, nommé Flp pilus en raison de son homologie avec le système Flp d’Actinobacillus actinomycetemcomitans (Boyd et al., 2008). Chez A. salmonicida, les gènes de ce pilus sont localisés dans un seul opéron (flpA-L) et son expression est régulée par le fer, avec une régulation positive des gènes dans des conditions de faible teneur en fer (Boyd et al., 2008). On sait très peu de choses sur le rôle du flp pilus dans Aeromonas et bien qu’il s’agisse d’un système réglementé, il ne semble pas être impliqué dans la virulence d’A. ., 2008). Le flp pilus s’est révélé répandu parmi les bactéries et contribue à la formation de biofilm et à l’autoagglutination (Kachlany et al., 2000; Planet, Kachlany, Fine, DeSalle, & Figurski, 2003) ; il peut donc être plus important dans les interactions bactéries-bactéries que dans les interactions entre les cellules hôtes.
Par conséquent, trois systèmes de pili de type IV distincts ont été décrits dans les aéromonas, la plupart des espèces en possédant au moins deux. Pour les aéromonas mésophiles, les premières études d’adhérence dans les années 1990 ont suggéré que le pilus formant un faisceau MSHA est le principal appendice filamenteux responsable de l’adhérence et de la colonisation des tissus, mais ce n’est que récemment que cela a été génétiquement déterminé par Hadi et al. (2012). Un locus Bfp MSHA de 22 kb a été isolé et caractérisé à partir de A. veronii bv. sobria, qui était constituée de 17 gènes disposés en deux opérons, dont quatre codaient pour les prépilines (une majeure et trois mineures) les sous-unités du filament pilus (Hadi et al., 2012). Il a été conclu que les quatre prépilines sont essentielles pour la biogenèse du pilus avec des mutations individuelles dans chaque gène de la prépiline réduisant l’adhérence bactérienne aux cellules HEp-2 de 90% (Hadi et al., 2012). La capacité des mutants à former des biofilms a également été testée et a démontré que les gènes MSHA pilus d’A. Veronii bv. les sobria sont essentielles à la formation du biofilm. Ces études ont confirmé que le MSHA pilus est le principal système d’adhérence chez A. veronii bv. sobria et cela pourrait également être le cas pour d’autres espèces mésophiles d’Aeromonas. Bien que l’opéron MSHA pilus soit présent chez A. salmonicida, il y a une délétion de huit gènes dans l’opéron, y compris le gène codant pour la piline majeure (Boyd et al., 2008). Le pilus MSHA chez A.salmonicida ne devrait donc pas s’exprimer et ne semble donc contribuer qu’à la virulence des aéromonas mésophiles.