Staphylococcus aureus : Y a-t-il trop d’Entérotoxines Staphylococciques décrites ?
Résumé
Staphylococcus aureus est un pathogène opportuniste produisant un large éventail de facteurs de virulence. Parmi eux, les Entérotoxines Staphylococciques (ES) représentent un danger majeur lorsqu’elles sont ingérées via les aliments [1]. Jusqu’ici, 33 gènes encodant des ES ont été décrits : SEA à SEE, TSST-1, SEG à SElZ, SEl26, SEl27 et SEl29 à SEl33 [2,3]. Ces gènes sont principalement localisés sur des éléments génétiques mobiles. Bien que leur grand nombre suggère une grande diversité, les ES présentent des identités de séquences nucléotidiques et protéiques élevées. Cette forte similarité suggère que la nomenclature actuelle pourrait être réévaluée et potentiellement simplifiée [1,2]. En tant que Laboratoire de Référence de l’Union Européenne (LRUE) et Laboratoire National de Référence (LNR) pour les staphylocoques à coagulase positive, l’ANSES a rassemblé une vaste collection de souches de S. aureus issues de Toxi-Infections Alimentaires Collectives (TIAC) et d’autocontrôles mis en place lors de la production de produits laitiers. À ce jour, 565 souches collectées entre 2005 et 2023 ont été séquencées. L’outil NAuRa (Nice Automatic Research of alleles) [2] a été utilisé pour analyser l’ensemble des génomes afin de déterminer leur contenu en toxines et leur profil allélique, en les comparant à une base de données interne regroupant des variants d’ES. Nous avons ainsi isolé plus de 400 variants protéiques d’ES, ce qui souligne encore plus l’importance de revisiter la nomenclature actuelle et de redéfinir plus clairement la frontière entre entérotoxine et variant. Plusieurs paramètres ont été évalués pour répondre à cette problématique : l’identité de séquence, la structure tridimensionnelle et la synténie autour des gènes codant une ES. Dans cette démarche, le cas particulier de SEA, SEE et SEP a été investigué. En effet, il a été décrit dans la littérature que ces 3 ES possèdent une forte identité de séquence [4]. Afin d’obtenir un échantillon représentatif de la diversité des souches de S. aureus dans la nature, nous avons combiné la base de données de l’Anses avec celle du Bacterial and Viral Bioinformatics Resource Center (BV-BRC). Ainsi, nous avons pu rassembler les génomes de 657 souches de S. aureus portant l’un des gènes sea, see ou sep. Aucune de ces souches n’arborait simultanément les trois toxines, ni même une combinaison de deux d’entre elles. L’étude de la similarité des structures a été établie grâce à AlphaFold3 pour générer les structures 3D puis le RMSD (Root Mean Square Deviation) a été calculé afin de définir un seuil maximal de similarité structurale. Ainsi, ces trois entérotoxines partagent une forte similarité entre elle au niveau tridimensionnel. Enfin, la synténie de ces gènes s’est avérée identique pour sea et sep. Quant à see, l’absence d’un échantillon représentatif de souches possédant le gène et des observations divergentes nous ont empêché de conclure. Nous étendons actuellement ce travail à d’autres entérotoxines. L'objectif est de rendre publiques toutes les séquences de variants observés dans notre collection et de permettre aux chercheurs d'ajouter de nouveaux variants pour chaque ES, tout en simplifiant leur nomenclature. Références : [1] Balaban N et al. (2000). Staphylococcal enterotoxins. International journal of food microbiology. 10.1016/s0168-1605(00)00377-9 ; [2] Merda D et al. (2020). NAuRA: Genomic Tool to Identify Staphylococcal Enterotoxins in Staphylococcus aureus Strains Responsible for FoodBorne Outbreaks. Front Microbiol. 10.3389/fmicb.2020.01483 ; [3] Dicks J et al. (2021). Genome Sequencing of a Historic Staphylococcus aureus Collection Reveals New Enterotoxin Genes and Sheds Light on the Evolution and Genomic Organization of This Key Virulence Gene Family. Journal of bacteriology. 10.1128/JB.00587-20 ; [4] Omoe K et al. (2005). Characterization of Novel Staphylococcal Enterotoxin-Like Toxin Type P. Infect Immun. 10.1128/iai.73.9.5540-5546.2005