Sérotype

Un sérotype ou sérovar est une variation distincte au sein d'une espèce de bactérie ou de virus , ou parmi les cellules immunitaires de différents individus. Ces micro-organismes , virus ou cellules sont classés ensemble en fonction de leur réactivité commune entre leurs antigènes de surface et un antisérum particulier , ce qui permet une classification des organismes à un niveau inférieur à celui de l'espèce . Un groupe de sérovars présentant des antigènes communs est appelé sérogroupe ou parfois sérocomplexe .

Le sérotypage joue souvent un rôle essentiel dans la détermination des espèces et des sous-espèces. Le genre bactérien Salmonella , par exemple, compte plus de 2 600 sérotypes. Vibrio cholerae , l’espèce bactérienne responsable du choléra , possède plus de 200 sérotypes, identifiés par leurs antigènes cellulaires. Seuls deux d’entre eux, O1 et O139, produisent l’ entérotoxine, la puissante toxine à l’origine du choléra.

Les sérotypes ont été découverts chez les streptocoques hémolytiques par la microbiologiste américaine Rebecca Lancefield en 1933.

Le sérotypage est le processus de détermination du sérotype d'un organisme, à l'aide d'antisérums préparés qui se lient à un ensemble d'antigènes connus. Certains antisérums détectent plusieurs antigènes connus et sont dits polyvalents ou à large spectre ; d'autres sont monovalents . Par exemple, ce qui était autrefois décrit comme HLA-A9 est maintenant subdivisé en deux sérotypes plus spécifiques (« antigènes fractionnés »), HLA-A23 et HLA-A24 . De ce fait, A9 est maintenant considéré comme un sérotype à large spectre. Pour les organismes présentant de nombreux sérotypes possibles, l'obtention préalable d'une correspondance polyvalente peut réduire le nombre de tests nécessaires.

La liaison entre un antigène de surface et l'antisérum peut être observée expérimentalement sous différentes formes. Plusieurs espèces bactériennes, dont Streptococcus pneumoniae , présentent la réaction de Quellung visible au microscope . D'autres, comme Shigella (et Escherichia coli ) et Salmonella, sont traditionnellement détectées par un test d'agglutination sur lame . Le typage HLA est initialement déterminé par le test de fixation du complément . Les méthodes plus récentes incluent le test de fixation au latex et divers autres immunoessais .

Le « sérotypage moléculaire » désigne les méthodes qui remplacent le test sérologique par un test basé sur la séquence d'acide nucléique – il s'agit donc en réalité d'un génotypage . En analysant le ou les allèles définissant les antigènes de surface, ces méthodes permettent d'obtenir des résultats plus rapidement. Cependant, leurs résultats peuvent ne pas toujours concorder avec le sérotypage traditionnel, car elles peuvent ne pas tenir compte des facteurs influençant l'expression des gènes déterminant les antigènes.

Le système immunitaire est capable de distinguer une cellule comme étant « du soi » ou « du non-soi » selon son sérotype. Chez l’humain, ce sérotype est principalement déterminé par le complexe majeur d’histocompatibilité (CMH), l’équivalent humain du CMH . Les cellules identifiées comme non-soi sont généralement reconnues comme étrangères par le système immunitaire, ce qui provoque une réponse immunitaire, telle que l’hémagglutination . Les sérotypes varient considérablement d’un individu à l’autre ; par conséquent, si des cellules provenant d’un humain (ou d’un animal) sont introduites chez un autre humain choisi au hasard, ces cellules sont souvent identifiées comme non-soi car elles ne correspondent pas au sérotype du soi. C’est pourquoi les transplantations entre personnes génétiquement non identiques induisent souvent une réponse immunitaire problématique chez le receveur, conduisant à un rejet de greffe . Dans certains cas, cet effet peut être atténué par le sérotypage du receveur et des donneurs potentiels afin de déterminer la compatibilité HLA la plus proche.

La plupart des bactéries produisent des substances antigéniques à leur surface externe, qui peuvent être distinguées par sérotypage.

• Presque toutes les espèces de bactéries Gram négatives produisent une couche de lipopolysaccharide (LPS) sur leur membrane externe. La partie la plus externe du LPS accessible aux anticorps est l' antigène O. Les variations de l'antigène O peuvent être dues à des différences génétiques dans la voie de biosynthèse ou au transporteur utilisé pour acheminer les éléments constitutifs vers l'extérieur de la cellule.
• Le flagelle des bactéries mobiles est appelé antigène H en sérotypage. De minuscules différences génétiques dans les composants du flagelle entraînent des variations détectables par les anticorps.
• Certaines bactéries produisent une capsule polysaccharidique , appelée antigène K dans le sérotypage.

Les antigènes LPS (O) et capsulaire (K) sont eux-mêmes d'importants facteurs de pathogénicité .

Certains antigènes sont invariants au sein d'un groupe taxonomique. Leur présence ne serait pas utile pour une classification inférieure à l'espèce, mais pourrait contribuer à l'identification. L' antigène commun entérobactérien (ECA), universel chez toutes les Enterobacterales , en est un exemple .

Escherichia coli possède 187 antigènes O possibles (dont 6 ont été retirés de la liste, 3 ne produisant en réalité aucun LPS) , 53 antigènes H et au moins 72 antigènes K . Parmi ces trois antigènes, l'antigène O présente la meilleure corrélation avec les lignées ; de ce fait, il est utilisé pour définir le sérogroupe et pour identifier les souches en taxonomie et en épidémiologie

Les Shigella sont classées uniquement selon leur antigène O, car elles sont immobiles et dépourvues de flagelles. On dénombre 48 sérotypes (15 + 11 + 20 + 2) répartis en quatre « espèces ». Certains de ces antigènes O ont des équivalents chez Escherichia coli , qui inclut également les Shigella d'un point de vue cladistique .

La classification de Kauffman-White sert de base à la nomenclature des nombreux sérovars de Salmonella . À ce jour, plus de 2 600 sérotypes différents ont été identifiés . Le sérotype de Salmonella est déterminé par la combinaison unique de réactions des antigènes de surface . Chez Salmonella , les antigènes O et H sont utilisés . Il existe deux espèces de Salmonella : Salmonella bongori et Salmonella enterica . Salmonella enterica peut être subdivisée en six sous-espèces. L’identification du sérovar de la bactérie repose sur la détermination de la formule des antigènes de surface, qui représentent les variations bactériennes. La méthode traditionnelle pour déterminer cette formule antigénique est la réaction d’agglutination sur lame . L’agglutination entre l’antigène et l’ anticorps est réalisée à l’aide d’un antisérum spécifique , qui réagit avec l’antigène pour former une masse. L’antigène O est recherché à l’aide d’une suspension bactérienne issue d’une culture sur gélose , tandis que l’antigène H est recherché à l’aide d’une suspension bactérienne issue d’une culture en bouillon. Ce schéma classe le sérovar en fonction de sa formule antigénique obtenue par des réactions d’agglutination. D’autres méthodes de sérotypage et des méthodologies de sous-typage alternatives ont été passées en revue par Wattiau et al.

Streptococcus pneumoniae possède 93 sérotypes capsulaires. 91 de ces sérotypes utilisent la voie enzymatique Wzy . Cette voie est utilisée par la quasi-totalité des bactéries Gram-positives, par les lactocoques et les streptocoques (exopolysaccharides), et est également responsable de la formation des capsules des groupes 1 et 4 des bactéries Gram-négatives.

De nombreux autres organismes peuvent être classés grâce à la reconnaissance par des anticorps.

• L’ agent pathogène du paludisme , Plasmodium falciparum, est connu pour ses nombreux variants d’antigènes de surface. Un vaccin candidat est conçu pour couvrir tous ces sérotypes .
• Toxoplasma gondii peut être classé en sérotypes.
• Trypanosoma cruzi , qui provoque la maladie de Chagas , peut être sérotypé à l'aide de parasites entiers.