Coagulase
Définition
La coagulase est une famille de protéines produites par plusieurs espèces de Staphylococcus (principalement S. aureus) et qui se fixent aux protéines de l’hôte impliquées dans la coagulation [1-3]. Cette molécule est un facteur de virulence ce qui signifie qu’elle aide cette bactérie lors d’une infection.
Fonctionnement de la coagulase
Les Staphylococcus produisent deux types coagulases :
- Coagulase libre : Deux coagulases libres peuvent être produites par certaines souches de Staphylococcus : Coa et vWbp. Elles sont toutes les deux sécrétées à l’extérieur de la bactérie où elles peuvent se fixer à la prothrombine pour former un complexe appelé staphylothrombine qui convertit le fibrinogène en fibrine (polymérisation). La coagulase n’est pas une enzyme mais elle active la prothrombine qui elle est une enzyme produite par l’hôte.
- Coagulase liée : Protéine membranaire fixant le firbinogène mais sans provoquer la coagulation. Aussi appelée clumping factors (protéines ClfA et ClfB), la coagulase liée n’est pas une enzyme.
Coagulase et infection
Dans le corps humain, la coagulation est un mécanisme de défense qui permet de stopper un saignement mais aussi d’emprisonner des bactéries présentes dans le sang et ainsi de limiter une infection.
Les bactéries possédant une coagulase sont capables de détourner ce système de défense à leur avantage lors d’une infection. En faisant coaguler le plasma autour d’elles, elles pourront se protéger à l’intérieur du caillot sanguin. Elles seront à l’abri des cellules immunitaires phagocytaires et pourront ainsi se propager dans tout l’organisme. Lorsqu’elle souhaite se libérer du caillot et continuer l’infection, la bactérie secrète une enzyme qui dégrade la fibrine.
Test d’identification de Staphylococcus basé sur la coagulase
La capacité à faire coaguler le plasma humain est recherchée lors de l’identification de Staphylococcus et permet de différencier deux groupes de bactéries : coagulase positive ou négative.
La présence de ce la coagulase libre peut être testée facilement en mélangeant du plasma (oxalaté) de lapin et du bouillon cœur-cervelle où a été cultivé la bactérie à identifier [4]. Si la coagulase est présente, un caillot se formera ce qui figera le liquide. Ce test est inspiré de celui de Léo Loeb qui a mis en évidence la coagulation du plasma par des bactéries en 1903 [5].
En plus du test en tube, des tests sur lames permettent de détecter la cogulase liée via une agglutination [4-6]. Dans ce cas il n’y a pas de coagulation mais une agglutination.
Les coagulases libre et liée étant basées sur des mécanismes d’actions différents, l’un des deux tests peux être positif et l’autre négatif [4].
Comparaison coagulase libre et liée
Autres bactéries possédant une coagulase
La coagulase est surtout associée au genre Staphylococcus, néanmoins d’autres bactéries sont capables de faire coaguler le plasma. Par exemple Yersinia pestis qui est capable de faire coaguler le plasma mais aussi de se libérer du clou plaquettaire [7].
Références bibliographiques
[1] Tam, K., & Torres, V. J. (2019). Staphylococcus aureus secreted toxins and extracellular enzymes. Microbiology spectrum, 7(2), doi.org/10.1128/microbiolspec.GPP3-0039-2018. (lien)
[2] McAdow, M., Missiakas, D. M., & Schneewind, O. (2012). Staphylococcus aureus secretes coagulase and von Willebrand factor binding protein to modify the coagulation cascade and establish host infections. Journal of innate immunity, 4(2), 141–148. doi.org/10.1159/000333447 (lien)
[3] Zapotoczna, M., McCarthy, H., Rudkin, J. K., O’Gara, J. P., & O’Neill, E. (2015). An essential role for coagulase in Staphylococcus aureus biofilm development reveals new therapeutic possibilities for device-related infections. The Journal of infectious diseases, 212(12), 1883–1893. doi.org/10.1093/infdis/jiv319 (lien)
[4] Katz, D. S. (2010). Coagulase test protocol. American Society for Microbiology Laboratory Protocols. (lien)
[5] Loeb L. (1903). The Influence of certain Bacteria on the Coagulation of the Blood. The Journal of medical research, 10(3), 407–419.
[6] Crosby, H. A., Kwiecinski, J., & Horswill, A. R. (2016). Staphylococcus aureus aggregation and coagulation mechanisms, and their function in host-pathogen Interactions. Advances in applied microbiology, 96, 1–41. doi.org/10.1016/bs.aambs.2016.07.018 (lien)
[7] Sebbane, F., Uversky, V. N., & Anisimov, A. P. (2020). Yersinia pestis plasminogen activator. Biomolecules, 10(11), 1554. doi.org/10.3390/biom10111554 (lien)