Endotoxine

Définition

Une endotoxine est une partie de la couche externe de la paroi cellulaire chez la majorité des bactéries à Gram négatif ou des cyanobactéries. Elle est libérée par autolyse au moment de la mort de la cellule. Elle identifie un lipopolysaccharide de la membrane externe de la paroi de la plupart des bactéries à Gram négatif, et elle agit comme une toxine solubilisée. Son contraire est une exotoxine.

La libération d'endotoxines :

Les endotoxines bactériennes sont libérées par la membrane externe des bactéries Gram négatives en décomposition. En tant que pyrogènes, ces endotoxines provoquent de la fièvre chez l'homme et l'animal, ce qui peut entraîner des risques sanitaires importants.

Explications

Les endotoxines sont toxiques uniquement à des concentrations élevées et sont faiblement immunogènes. Leur étude est effectuée pour déterminer une bactériémie. Cette toxine peut être extraite par des procédés physico-chimiques. Par contraste avec la bactérie à partir de laquelle elles sont dérivées, les endotoxines sont thermostables, très stables à la chaleur, et à même de survivre à la stérilisation.

Une endotoxine est libérée par la bactérie en plusieurs réponses de stimulation de l'immunité innée, comme la sécrétion de cytokines, l'expression des molécules d'adhérence sur l'endothélium et l'activation de la capacité microbicide du macrophage. Les endotoxines sont une classe d'origine naturelle des composés chimiques. Elles produisent la dégradation des bactéries qui peuvent causer de nombreuses réactions physiologiques chez l'homme, y compris un choc septique si les endotoxines entrent dans la circulation sanguine.

Les endotoxines sont des pyrogènes, qui peuvent au contact avec les muqueuses et en traversant le sang chez les humains et d'autres espèces animales, conduire à une fièvre. Elles permettent également un certain nombre de voies de signalisation des cellules immunocompétentes, soit avec la mort cellulaire due à une inflammation, ou programmée (l'apoptose peut provoquer ces cellules). Elles sont déjà présentes à des concentrations très faibles, tout en étant biologiquement actives. Les endotoxines sont principalement dans la lyse des cellules non libres distribuées de manière continue, mais contrairement aux entérotoxines ou des exotoxines de bactéries vivantes dans le milieu environnant.

Un exemple d'endotoxine

Un exemple typique d'endotoxine est représenté par le lipopolysaccharide (LPS dérivé de lipide), qui est présent dans la membrane externe des bactéries à Gram négatif (les bactéries définies sont teintées de rouge avec la couleur créée par Hans Christian Gram).

Le lipopolysaccharide est constitué du noyau R, une chaîne de polysaccharide répétée latéralement O (sa partie hydrophile) et du lipide A (responsable des effets toxiques). L'endotoxine est la partie antigénique de la bactérie à Gram négatif ou la partie sur laquelle se développent les anticorps de l'organisme hôte. Cependant, les anticorps ne sont formés que sur la base de la matrice de chaîne O du polysaccharide, tandis que la partie lipide (toxique) varie sa structure selon les divers types d'endotoxines, réduisant ainsi la capacité de l'organisme à se défendre.

Structure d'une endotoxine :

L'endotoxine est un composé toxique qui se développe à l'intérieur d'agents pathogènes tels que les bactéries. Contrairement aux exotoxines, les endotoxines sont de nature lipopolysaccharidique et ont des profils d'action très similaires. Ici, l'endotoxine de la bactérie E. coli a des résidus saccharolipidiques Kdo2 -Lipid A. Kdo en rouge (noyau), les résidus de glucosamine en bleu, les chaînes acyle en noir et les groupes phosphate en vert.

Actions et effets

Les endotoxines sont les principaux responsables des conséquences cliniques des infections par les bactéries à Gram négatif, comme dans le cas de la méningite fulminante. De plus, ces molécules constituent une barrière qui limite l'action des antibiotiques. Les effets déclenchés par les endotoxines vont de la fièvre au choc irréversible, de la difficulté des échanges entre le sang et les tissus et aux conséquences létales. Dans le même temps, ils peuvent toutefois renforcer le système immunitaire et protéger le corps contre les infections virales et bactériennes.

Les endotoxines sont des contaminants fréquents de l'ADN plasmidique extrait de bactéries et doivent être retirées de l'ADN pour éviter les réactions inflammatoires lors d'applications in vivo, telles que la thérapie génique. Dans les préparations pharmaceutiques, il est nécessaire d'éliminer toutes les traces d'endotoxines pouvant impliquer le processus de production, car même de petites quantités pourraient provoquer de légers effets cliniques toxiques chez les patients traités avec des produits contaminés.

L'hypothèse la plus probable est que les gram-négatifs produisent des endotoxines parce qu'ils en ont besoin. Selon des études récentes, il semblerait que ces substances aident les bactéries à se reproduire. De plus, elles utilisent des endotoxines à des fins défensives.

Contexte historique

Les études sur les endotoxines et les recherches ont commencé immédiatement après les découvertes de Robert Koch. C'est l'un de ses élèves, Richard Pfeiffer, qui a souligné que l'agent causant le choléra synthétisait également une substance qui ne serait libérée que lorsque les cellules se sont décomposées. hypothèse que la substance est restée à l'intérieur de la bactérie, appelée endotoxine, bien qu'il ait été découvert plus tard que cette dernière se trouve à la surface de la cellule. Ce n'est que dans les années trente que des chercheurs français, américains et britanniques ont compris les caractéristiques de la toxine résistante à la chaleur.

Dans les années 1940, Murray J. Shear découvrit que la substance toxique susceptible de provoquer une régression tumorale était constituée de lipides et de polysaccharides. À la fin des années 40, Otto Westphal et Otto Luderitz ont montré en Allemagne que tous les virus à Gram négatif produisent des endotoxines et comprenaient également l'importance du phosphore pour le comportement des deux autres composants principaux des endotoxines.

Une fois qu'ils ont compris que les glucosamines avaient un groupe phosphate, les chercheurs ont découvert que les glucosamines sont liées entre elles grâce à un pont jeté entre le premier carbone et le sixième, une configuration atypique à l'exception de celles à Gram négatif. Plus tard, les chercheurs ont établi que les endotoxines formées uniquement par le lipide A et le Kdo, qui relie le polysaccharide au lipide, étaient toxiques au même titre que les molécules constituées par le polysaccharide entier.

Des études récentes ont confirmé que les endotoxines ont tendance à recruter des cellules hôtes, les obligeant à sécréter des médiateurs; Les macrophages sont souvent choisis par les endotoxines pour cette fonction et produisent une protéine, appelée facteur de nécrose tumorale, qui peut induire des effets négatifs mais aussi positifs, tels que le déplacement de cellules immunitaires sur le site cible pour détruire les cellules cancéreuses.

En rapport avec "endotoxine"

• choc endotoxique

  

  Un choc endotoxique (endotoxinique) est une chute de la pression artérielle causée par la présence dans le sang d'endotoxines provenant de la paroi...

• exotoxine

  

  Une exotoxine est une toxine protéique libérée par des cellules bactériennes vivantes, dont la majorité à Gram positif.

• lipide A

  

  Le lipide A est la partie lipidique de la membrane externe d'une cellule à Gram négatif, aussi appelée endotoxine.

• lipopolysaccharide

  

  Un lipopolysaccharide est une molécule de la membrane externe des Bactéries à Gram négatif, formée d'un lipide A, d'un polysaccharide et d'un antigène O.