La parodontite est une pathologie inflammatoire hautement prévalente qui affecte les tissus de soutien des dents, touchant plus de la moitié de la population adulte à l'échelle mondiale. Malgré des décennies de recherche intensive, les facteurs étiologiques précis qui déclenchent et favorisent la progression de cette maladie restent complexes. Il existe un consensus scientifique sur le fait que la parodontite est déclenchée par un biofilm oral polymicrobien, où la destruction des tissus résulte de la réponse immunitaire de l'hôte à ce biofilm. À la fin du siècle dernier, les travaux fondateurs de Socransky et ses collègues ont identifié le « complexe rouge », composé de Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola et Tannerella forsythia, comme étant associé aux formes sévères de parodontite.
Initialement considérées comme des agents causaux directs, ces trois bactéries anaérobies à Gram négatif sont désormais perçues dans le cadre d'une écologie orale beaucoup plus complexe, révélée par les technologies de séquençage génomique moderne. La progression de la parodontite est caractérisée par un passage d'une interaction symbiotique à une interaction dysbiotique entre l'hôte et son microbiome, marquée par une augmentation de la biomasse bactérienne et une altération de l'abondance d'espèces spécifiques. Bien que la parodontite soit une infection polymicrobienne sans pathogène unique, P. gingivalis est souvent distingué pour sa capacité à manipuler la réponse immunitaire. Toutefois, les recherches sur Tannerella forsythia (Figure 1), bien que moins nombreuses, révèlent une complexité fascinante en termes de virulence et d'adaptation.
Stratégies de survie de Tannerella forsythia
Tannerella forsythia et P. gingivalis sont des membres essentiels du consortium du biofilm oral, s'établissant comme des colonisateurs tardifs. Ces bactéries, affiliées à l'embranchement des Bacteroidetes, partagent des infrastructures cellulaires communes cruciales pour leur persistance dans l'habitat oral et leurs interactions avec l'hôte. L'un des piliers de cette survie est l'utilisation du système de sécrétion de protéines de type 9 (T9SS), caractéristique des Bacteroidetes, qui permet l'exportation de facteurs de virulence spécifiques possédant un domaine de ciblage structurel C-terminal à travers la membrane externe.
La suppression du système T9SS, par exemple via la délétion de la peptidase de signal PorU, entraîne une réduction marquée de la production de médiateurs pro-inflammatoires par les macrophages et les fibroblastes gingivaux. Parallèlement, ces bactéries utilisent intensivement la O-glycosylation de nombreuses protéines avec des glycanes spécifiques à l'espèce. Cette O-glycosylation des protéines de surface facilite la persistance de T. forsythia chez l'hôte, probablement par le biais d'un mimétisme moléculaire avec l'acide sialique de l'hôte, via l'affichage d'acides nonulosoniques bactériens. Cependant, l'évasion immunitaire totale n'est pas viable pour T. forsythia, car elle dépend en partie de l'inflammation induite pour obtenir des nutriments issus de la dégradation des tissus.
Une particularité notable de T. forsythia réside dans son auxotrophie pour l'acide N-acétylmuramique (MurNAc), un sucre essentiel de la paroi bactérienne. Contrairement à d'autres bactéries, elle ne peut pas synthétiser le MurNAc et doit le récupérer à partir des produits de renouvellement de la paroi cellulaire ou de la décomposition d'autres bactéries cohabitantes. Cette dépendance rend l'espèce unique au sein du microbiome oral et lui confère, par l'absence des enzymes MurAB, une résistance intrinsèque à l'antibiotique fosfomycine.
Chroniques Microbiennes - Les Biofilms
Facteurs de virulence enzymatiques : Sialidases et protéases
La surface des cellules de vertébrés est recouverte d'une matrice dense de sialoglycoprotéines. Les bactéries du complexe rouge expriment des sialidases pour cliver l'acide sialique terminal de ces glycoprotéines, comme les mucines, les utilisant soit comme source de carbone, soit pour modifier les surfaces cellulaires de l'hôte afin d'améliorer leur adhérence. T. forsythia possède un opéron spécifique pour l'utilisation et la capture de l'acide sialique (nan), codant pour la sialidase NanH, qui joue un rôle crucial dans la colonisation en exposant des épitopes masqués sur les cellules épithéliales.
En complément, diverses protéases contribuent à la pathogénicité de l'espèce. Les protéases PrtH sont associées à la perte d'attachement gingival, tandis que les protéases sécrétoires de la famille KLIKK ciblent des substrats aussi variés que le collagène, l'élastine ou la caséine. Des études ont montré que les transcrits des protéases KLIKK sont détectés dans la quasi-totalité des échantillons de fluide créviculaire gingival où T. forsythia est présent. Parmi ces enzymes, la miropine désactive une large gamme de protéases de l'hôte, notamment les élastases des neutrophiles et la cathepsine G, tandis que la karylisine inhibe l'activation du complément. Mirolysine et karylisine ont également prouvé leur capacité à dégrader la cathélicidine humaine, soulignant les multiples mécanismes par lesquels ces enzymes favorisent la virulence.
La couche S et les protéines de surface : Modulation de la réponse immunitaire
Les cellules de T. forsythia sont revêtues d'une couche cristalline 2D (couche S) formée par l'auto-assemblage des protéines TfsA et TfsB, modifiées par un nonasaccharide. Cette couche S est indispensable aux interactions avec l'hôte. Une délétion de cette couche entraîne une réponse inflammatoire plus précoce dans les macrophages et les fibroblastes gingivaux, tout en réduisant significativement l'adhérence aux cellules épithéliales gingivales humaines.
Il a été démontré que la O-glycosylation de cette couche S module spécifiquement la réponse de l'hôte : seul le nonasaccharide natif assure une persistance optimale. Les mutants présentant une glycosylation tronquée, notamment ceux dépourvus d'acide nonulosonique, déclenchent une réponse Th17 robuste et réduisent la perte osseuse parodontale chez les modèles animaux. En outre, l'antigène de surface BspA joue un rôle central en déclenchant la production de cytokines via les récepteurs CD14 et TLR2. La prévalence du génotype BspA est nettement plus élevée chez les patients souffrant de parodontite chronique, ce qui suggère une contribution directe de cette protéine à la pathologie. T. forsythia et BspA induisent également la formation de cellules spumeuses dans les macrophages, suggérant un impact potentiel au-delà de la cavité orale, vers la santé systémique et l'athérosclérose.
Interactions cellulaires et réponses spécifiques
Le rôle pathogène de T. forsythia se manifeste à travers ses interactions avec différents types cellulaires. L'épithélium oral, qui sert de barrière mécanique et immunitaire, peut être envahi par la bactérie, un processus favorisé par l'activation de la phosphatidylinositol 3-kinase via la protéine BspA. T. forsythia induit également la production de diverses interleukines, comme IL-8, IL-1α et IL-24, dans les kératinocytes oraux humains, souvent via des mécanismes dépendants du stress oxydatif.
Parallèlement, les polynucléaires neutrophiles (PMN), cellules essentielles de l'immunité innée, sont fréquemment infiltrés dans le sulcus gingival. La capacité de T. forsythia à désactiver les fonctions des neutrophiles, telles que la phagocytose et la formation de pièges extracellulaires, est considérée comme un élément clé de la persistance bactérienne. Contrairement à P. gingivalis, qui peut induire une apoptose accélérée, T. forsythia semble adopter des stratégies de survie plus nuancées au sein des cellules épithéliales. Enfin, les vésicules de membrane externe (OMV) libérées par T. forsythia induisent une réponse pro-inflammatoire puissante, comparable, voire supérieure à celle provoquée par la bactérie entière, dans les macrophages et les cellules stromales mésenchymateuses du ligament parodontal, renforçant ainsi le caractère destructeur de l'inflammation chronique associée à cette bactérie.
tags: #definition #de #tannerrella #forsythia