--- title: "Lipopolysaccharide (LPS) et endotoxine bactérienne" url: https://bacteriologie.net/generale/LPS.html section: "Bactériologie générale" updated: 2026-11-09 reading_time_min: 4 author: Collectif éditorial de bacteriologie.net license: Usage pédagogique non commercial avec citation de la source (voir https://bacteriologie.net/copyright.html) --- # Lipopolysaccharide (LPS) et endotoxine bactérienne > Support pédagogique de bactériologie (bacteriologie.net). Ne remplace ni un avis médical ou vétérinaire, ni un protocole de laboratoire validé. > Source : https://bacteriologie.net/generale/LPS.html · Mise à jour : 2026-11-09 ## Synthèse - Le lipopolysaccharide (LPS) est un composant majeur de la membrane externe des bactéries Gram négatif, constitué de trois domaines : le lipide A, le core oligosaccharidique et l'antigène O. - Le LPS agit comme une endotoxine puissante, déclenchant une réponse immunitaire innée via les récepteurs TLR4/MD-2, menant à la production de cytokines pro-inflammatoires. - Le choc endotoxinique, complication majeure des septicémies à Gram négatif, est médié par la libération massive de LPS dans la circulation systémique. - Le test du LAL (Limulus Amebocyte Lysate) est la méthode de référence pour détecter les endotoxines dans les produits pharmaceutiques et les dispositifs médicaux. - La structure du LPS varie selon les espèces bactériennes, influençant la virulence et la résistance aux antibiotiques. - En médecine vétérinaire, les endotoxémies sont fréquentes dans les entérocolites des équidés et les mammites des bovins. ## ⚡ Points clés (à retenir) - Le LPS est exclusivement présent chez les bactéries Gram négatif et constitue leur principale endotoxine. - Le lipide A est la portion bioactive responsable de la toxicité, tandis que l'antigène O confère une spécificité sérologique. - La voie de signalisation TLR4/MD-2/CD14 est centrale dans la reconnaissance du LPS par le système immunitaire. - Le choc septique à Gram négatif implique une cascade cytokinique avec TNF-α, IL-1β et IL-6 comme médiateurs clés. - Le test LAL détecte des concentrations d'endotoxine aussi faibles que 0,01 UE/mL (Unités Endotoxines). - *Escherichia coli*, *Salmonella* spp. et *Pseudomonas aeruginosa* produisent des LPS hautement pathogènes. - Les modifications structurales du LPS (comme l'acylation du lipide A) sont des mécanismes de résistance aux peptides antimicrobiens. - En production pharmaceutique, le seuil réglementaire pour les endotoxines est de 5 UE/kg/h pour les médicaments injectables. ## Structure moléculaire du LPS Le lipopolysaccharide est une molécule amphipathique complexe organisée en trois domaines distincts. Le **lipide A**, ancré dans la [membrane externe](https://bacteriologie.net/generale/enveloppes.html), est un disaccharide de glucosamine phosphorylé et acylé par des acides gras (généralement C12-C14). Cette région, conservée parmi les [entérobactéries](https://bacteriologie.net/medicale/enterobacteries.html), est le motif reconnu par le système immunitaire inné. ### Core oligosaccharidique Le core se divise en inner core (riches en sucres chargés comme le KDO ou acide 3-désoxy-D-manno-oct-2-ulosonique) et outer core (hexoses neutres). Chez *[E. coli](https://bacteriologie.net/medicale/escherichia.html)*, on trouve typiquement de l'héptose et de l'éthanolamine phosphate. Des [mutations](https://bacteriologie.net/generale/mutations.html) dans les gènes *waa* entraînent des défauts de synthèse du core, produisant des bactéries dites "rough" (mutants R). ### Antigène O Polymère répétitif de 2 à 8 oses, extrêmement variable selon les souches. *[Salmonella](https://bacteriologie.net/medicale/salmonella.html) enterica* possède plus de 60 sérotypes O distincts. La synthèse dépend de l'îlot génétique *rfb*, souvent mobile. L'absence d'antigène O, comme chez *Klebsiella pneumoniae* certains mutants, augmente la sensibilité aux compléments. **Tableau 1 : Comparaison des structures de LPS chez les principales bactéries pathogènes** | Espèce | Lipide A | Core | Antigène O | | --- | --- | --- | --- | | *Escherichia coli* | Hexa-acylé | KDO, héptose | Très variable (>>180 types) | | *Salmonella Typhi* | Tétra/hexa-acylé | KDO, abéquose | Facteur O:9,12 | | *Pseudomonas aeruginosa* | Penta-acylé | KDO, alanine | Rhamnose, mannose | | *Neisseria meningitidis* | Tétra-acylé | KDO, PEtn | Absent (LOS) | *KDO : acide 3-désoxy-D-manno-oct-2-ulosonique ; PEtn : phosphoéthanolamine ; LOS : lipooligosaccharide* ## Mécanismes pathogènes La reconnaissance du LPS déclenche une réponse inflammatoire systémique via plusieurs voies. Les cellules immunitaires (macrophages, cellules dendritiques) expriment le complexe TLR4/MD-2 qui se lie au lipide A avec une affinité nanomolaire. Cette interaction active deux voies de signalisation : ### Voie MyD88-dépendante Induit la translocation nucléaire de NF-κB, menant à la production de TNF-α, IL-6 et IL-1β en moins de 30 minutes. Ces cytokines stimulent l'expression de molécules d'adhésion (ICAM-1, VCAM-1) sur l'endothélium vasculaire, favorisant l'extravasation leucocytaire. ### Voie TRIF-dépendante Active les interférons de type I via IRF3, avec un pic vers 3-4 heures post-stimulation. Cette voie est cruciale dans les infections à *Salmonella* où elle module la balance Th1/Th2. > **⚠ Choc endotoxinique** > > La libération massive de LPS (comme lors d'une antibiothérapie pour méningite à Gram négatif) peut provoquer un syndrome de Jarisch-Herxheimer avec collapsus cardiovasculaire par vasodilatation excessive et CIVD (coagulation intravasculaire disséminée). ## Méthodes de détection Le test LAL exploite la coagulation du lysat d'amébocytes de limule (*Limulus polyphemus*) en présence de LPS. Trois méthodes principales existent : ### Test gélification Méthode semi-quantitative mesurant le temps de formation d'un gel. Limite de détection : 0,03 UE/mL. Utilisé pour le contrôle qualité des dispositifs médicaux (cathéters, valves). ### Test chromogénique Mesure la libération de p-nitroaniline à 405 nm après clivage d'un substrat synthétique par la cascade enzymatique activée par le LPS. Plus sensible (0,01 UE/mL) et adapté aux produits pharmaceutiques. **Tableau 2 : Seuils réglementaires d'endotoxines dans les produits de santé** | Produit | Limite (UE/mL) | Méthode de référence | | --- | --- | --- | | Eau pour préparations injectables | 0,25 | LAL chromogénique | | Vaccins | 5/dose | LAL cinétique | | Dispositifs cardiovasculaires | 20/appareil | Test gélification | | Médicaments intrarachidiens | 0,2/dose | LAL chromogénique | *UE : Unités Endotoxines selon la norme internationale WHO IS 21/520* ## Applications cliniques humaines et vétérinaires En néonatalogie humaine, le dosage de LPS dans le sang de cordon prédit le risque d'entérocolite ulcéro-nécrosante. Des taux > 0,5 EU/mL ont une VPP de 85% pour cette complication. ### Médecine vétérinaire Les endotoxémies sont fréquentes dans la fourbure des équidés (secondaire aux entérocolites) et les mammites à *E. coli* des bovins. Le LPS active la métalloprotéinase matricielle-2, provoquant la lyse de la lame basale du podocyte. ### Développement thérapeutique L'eritoran, antagoniste du TLR4, a échoué dans les essais sur le choc septique. La polymyxine B (se liant au lipide A) est utilisée en colonnes d'hémoperfusion (Toraymyxin®) au Japon pour les septicémies réfractaires. ## Références 1. Raetz CRH, Whitfield C. Lipopolysaccharide Endotoxins. *Annu Rev Biochem*. 2002;71:635-700. 2. Société Française de Microbiologie. *Référentiel en Microbiologie Médicale*. 7e éd. 2022. 3. European Pharmacopoeia 11.0. *Test for bacterial endotoxins (2.6.14)*. 2023. 4. Hurley JC. Endotoxemia: Methods of detection and clinical correlates. *Clin Microbiol Rev*. 1995;8(2):268-92. 5. Veterinary Endotoxemia Research Group. *Bovine endotoxemia: pathophysiology and management*. J Vet Intern Med. 2021;35(3):1234-47.