Le lipopolysaccharide (LPS), également appelé endotoxine, constitue le feuillet externe de la membrane externe des bactéries à Gram négatif, où il agit à la fois comme barrière de perméabilité et comme puissant activateur du système immunitaire de l’hôte. Il joue un rôle central dans la physiologie et la pathogénicité bactériennes et représente un composant structural et fonctionnel majeur de l’enveloppe cellulaire, aux côtés d’autres constituants de la paroi bactérienne tels que le peptidoglycane. Le LPS présente ainsi un intérêt majeur en microbiologie, en immunologie et en recherche biomédicale.
Structure moléculaire
Le LPS est composé de trois domaines liés de manière covalente : le lipide A, le cœur oligosaccharidique (core) et le polysaccharide O-antigène. Le lipide A constitue l’ancrage hydrophobe dans la membrane et est responsable de l’essentiel de l’activité endotoxique. Il se compose d’un disaccharide de D-glucosamine lié en β-1,6, phosphorylé aux positions 1 et 4′ et acylé par six à sept chaînes d’acides gras, généralement des chaînes hydroxylées en C12–C16 telles que le β-hydroxymyristate, qui confèrent au LPS ses propriétés amphipathiques.
Le cœur oligosaccharidique est relié au lipide A via un à quatre résidus d’acide 3-désoxy-D-manno-oct-2-ulosonique (Kdo) et comprend une région interne conservée riche en heptoses et en groupements phosphate, suivie d’une région externe plus variable composée principalement d’hexoses et de substituants additionnels tels que l’éthanolamine. L’O-antigène distal est constitué de 20 à 100 unités oligosaccharidiques répétées, dont la séquence varie selon les souches bactériennes, déterminant ainsi la spécificité sérotypique.
Propriétés physicochimiques et biologiques
Le LPS présente un comportement fortement amphipathique et forme facilement des micelles en solution aqueuse, avec une concentration micellaire critique comprise approximativement entre 1 et 10 ng/mL. Il est thermiquement stable et hautement résistant à la dégradation protéolytique et lipolytique. Une hétérogénéité structurale marquée est fréquente et résulte de modifications chimiques variables, telles que l’addition de groupements phosphoéthanolamine, qui modifient la charge de surface et modulent la résistance aux mécanismes de défense de l’hôte.
Selon la présence et la longueur de l’O-antigène, les molécules de LPS sont classées en formes lisses (forme S, O-antigène complet), rugueuses (forme R, O-antigène tronqué ou absent avec cœur exposé) et semi-rugueuses (forme Sr). Ces différences structurales influencent fortement la virulence bactérienne, la résistance au sérum et les interactions avec le système immunitaire de l’hôte.
