le monde bactrien pr. antoine andremont [email protected]
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Le monde bactrien
Pr. Antoine [email protected]
... Pour des médecins du début du XXIème siècle !
• Les maladies bactériennes dans leur contexte historique.
• Les éléments de physiologie bactérienne indispensables à connaitre pour le diagnostic et le traitement.
• Les bactéries d’importance médicale par rapport au reste du monde bactérien.
Contexte historique : Trois exemples
• Epidémie du moyen âge : exemple de la peste noire. « Le grand mystère »
• Le choléra au XIX siècle: »les débuts de l’épidémiologie »
• La dysentérie « qui décide des batailles »
Peste noire au moyen age(Yersinia pestis)
Bible de Toggenburg (1411)
Peste noire au moyen age (1)
• une vague• ne s’établit pas durablement aux endroits
touchés.• Le taux de mortalité :
– trente pour cent de la population totale– soixante à cent pour cent de la population infectée
• le fléau ne dure généralement que six à neuf mois.
Peste noire en France entre 1340 et 1440
• La population a décru de 17 à 10 millions d'habitants (moins 41 %).
• Le registre paroissial de Givry, en Saône-et-Loire, l'un des plus précis, montre que pour environ 1 500 habitants, on a procédé à 649 inhumations en 1348, dont 630 de juin à septembre, alors que cette paroisse en comptait habituellement environ 40 par an : cela représente un taux de mortalité de 40,6 %.
Le Choléra en France XIX siècle(1832-1854)
" De tous les quartiers de Paris, celui qui, pendant la période croissante du choléra, offrit peut-être le spectacle le plus effrayant, fut le quartier de la Cité et dans la Cité le parvis de Notre-Dame était presque chaque jour le théâtre de scènes terribles, la plupart des malades des rues voisines que l'on transportait à l'Hôtel-Dieu affluant sur cette place ... A chaque instant, des civières, des brancards apportaient de nouvelles victimes ... les brancards n'ayant aucune couverture, quelques fois les mouvements convulsifs d'un agonisant écartaient le drap, qui laissait voir une face cadavéreuse " (Eugène Sue, "Le Juif errant" cité dans "Les Epidémies...", page 78).
John Snow : la puissance de
l’épidémiologie descriptive
Cholera à Haiti au XXI siècle
Dysentérie et le sort des armes
• Valmy• Les Dardanelles• El alamein
Valmy le 20 Septembre 1792Victoire de la révolution française sur la Prusse
Kelermann... Et la dysentérie
La Bataille des Dardanelles (février 1915 janvier 1916)
La victoire des turcs (et de la dysentérie) sur les franco-anglais.
La seconde bataille d'El-Alamein Seconde Guerre mondiale. fin octobre, début
novembre 1942.décisive elle permit aux Britanniques de repousser les Allemands qui menaçaient d'Alexandrie et le canal de
Suez.
During September, October, and November of that year, admissions tofield medical stations for dysentery or diarrhea totaled only 2.5 percent of the 8th Army strength, but the figure for the Afrika Korps was 20 percent.
Une réponse médicale en quatre temps
• La découverte des microbes• La reconnaissance de l’origine infectieuse des
maladies bactériennes• La notion de « une bactérie une pathologie »• Les efforts thérapeutiques
– Vaccins – Antibiotiques
antonie van leeuwenhoek1632-1723
La découverte des microbes
Ignace Philippe Semmelweis1818-1865
La découverte de l’hygiène des mains
Louis Pasteur 1822-1895Pas de
génération spontannée
La vaccination contre le CharbonBacillus anthracis
Gaston Ramon 1886-1963
La vaccination par anatoxine
Toxine de Clostridium tetani
« détoxifiée »
Tétanos néonatal« La mort du 7ème jour »
Tableau I. – Incidence de la mortalité liée au tétanos néonatal en fonction des zones
géographiquesMorts néonatales dues au tétanos (n = 433 880)Asie du Sud-Est 48,8 %Amérique 2,4 %Méditerranée orientale 8,4 %Pacifique occidental 10,7 %Afrique 29,3 %Europe (Turquie) 0,3 %
Prévention par vaccination des mères et transfert d’immunité au foetus
Porte d’entrée : cordon ombilical
Alexander Fleming 1881-1955
Le miracle de la
pénicilline
Le manque de nouveaux antibiotiques
... Pour des médecins du début du XXIème siècle !
• Resituer les maladies bactériennes dans les grands évènements médicaux.
• Les éléments de physiologie bactérienne indispensables à connaitre pour le diagnostic et le traitement.
• Les bactéries d’importance médicale par rapport au reste du monde bactérien.
Eléments de physiologie bactérienne
Phylogénie : où se placent les bactéries au sein du monde vivant ?
L’age des bactéries
• 3,5 milliards d’années• Quelle que soit la classification ce sont les plus
anciens êtres vivants sur terre• Stromatolites
1866 HAECKEL 3 règnes plantes animaux et protistes
Les Cinq règnes de Wittaker 1969
Les trois domaines de Woese basés sur les séquences de l’ARN ribosomique 1977
Woese a préparé le gène de l’ARNr 16S de chaque microorganisme à étudier.
Ensuite il a comparé la séquence nucléotidique de chacun des microorganismes étudiés en identifiant les parties communes et les parties différentes
Ensuite les séquences sont ordonnées des parties les plus communesvers les moins communes
Puis les lignes sont séparées et on obtient un arbre phylogénétique
Les spécificités de structure des bactéries
Comparaison des cellules eucaryotes (animales et végétales) et des bactéries
Quelques structures importantes pour la médecine
• Les parois bactériennes• Le LPS, les acides techoïques, les capsules• L’ARN ribosomal 16S• Les flagelles• Les spores• Les systèmes de transferts génétiques
latéraux
Les différences de structure entre les bactéries Gram + et Gram – expliquent leur sensibilité différentielle aux antibiotiques
Rôles de la paroi bactérienne
• —confère à la bactérie sa morphologie. squelette externe ; 25 à 35 % du poids total de la bactérie.
• —contient la pression osmotique interne. Sans paroi, les bactéries sont sphériques (protoplaste Gram positif, ou sphéroplaste Gram négatif).
• — Elle joue un rôle déterminant dans la coloration de Gram et dans la spécificité antigénique des bactéries.
• — Support de l'action de certains enzymes exogènes (lysozyme) ou endogènes (autolysines) et de certains antibiotiques,
• — LPS et peptidoglycane d'activent le complément;un rôle dans la défense non spécifique contre l'infection.
Les voies de synthèse du peptidoglycan sont des cibles privilégiées pour de nouveaux antibiotiques
Chaque enzyme nécessaire à la synthèse du peptidoglycan peut être
Les polysaccharides capsulaires (LPS chez Gram - et acides techoïques chez les Gram+)
Cibles reconnaissables par le système immunitaire : défense et vaccinationActivation des cascades immunologiques en cause dans le choc infectieux
LPS
Structure plus simple chez les Gram Positifs et pas de lipide A
Les flagelles sont de véritables hélices qui permettent la mobilité des bactéries
Mobilité dans les liquides et à
travers le mucus
La petite sous unité de l’ARNr est spécifique (16S) chez les bactéries
Valeur diagnostic du gène et phylogénie
Cible pour les antibiotiques
Les spores : formes de survie conditions extrêmes.Expliquent l’épidémiologie de certaines infections d’origone tellurique : Charbon (Bacillus anthracis);
Tétanos (Clostridium tetani); Colites (Clostridium difficile)
Les systèmes de transfert génétique d’ADN d’une bactérie à
une autre
ConjugaisonTransfomation Transduction
Conjugaison : le transfert de matériel génétique par contact cellulaire
Les cellules se mettent en contact
Un brin d’ADN s’ouvre à l’origine de réplication et la réplication s’initie à partir de l’extrémité 5’
Un brin unique d’ADN est transféré et le brin complémentaire est synthétisé
Les cellules se séparent à la fin du transfert
La conjugaison est conservatrice. La cinétique de transfert est orientée, cinétique, linéaire.
La conjugaison se fait par l’intermédiare des pili sexuels
Transformation : transfert d’ADN nu
Transformation
Transduction : le transfert d’ADN par l’intermédiaire de
virus
TRANSDUCTION : Rappel LE CYCLE DE VIE DES BACTERIOPHAGES LYTIQUES
ATTACHEMENT INJECTION
TRANSCRIPTION ADN
LYSEBACTERIENNE
PRODUCTIONPROTEINESPHAGIQUES
ASSEMBLAGE
STRUCTURATION DES PHAGES
Les phages : une thérapeutique pour suppléer au manque actuel d’antibiotiques ?
Félix d’Hérelle1873-1949
Utilisation en occident avant
les antibiotiques
Persistance d’une
utilisation mal contrôlée en Europe de
l’Est
... Pour des médecins du début du XXIème siècle !
• Restituer les maladies bactériennes dans les grands évènements médicaux.
• Les éléments de physiologie bactérienne indispensables à connaitre pour le diagnostic et le traitement.
• Les bactéries d’importance médicale par rapport au reste du monde bactérien.
Un nombre d’espèce très petit
• Bacteries pathogènes ou potentiellement pathogènes pour l’Homme ou les animaux – Quelques dizaines au maximum
• Bactéries de l’environnement • Bactéries commensales
– Plusieurs milliers d’espèces
Qu’est ce qui rend pathogènes une espèce bactérienne ?
• Possession de facteurs de virulence– Toxines (Cholera, diphtérie, tétanos)– Résistance aux mécanismes de défense (capsule, survie
dans les phagocytes
• Diminution des résistantes de l’hôte (opportunisme)– Réanimation, – Immunodépression
• En fait un continuum
Bactériespathogènes
PestePeste
Choléra
Physiopathologie du choléra(Vibrio cholerae)
•Absorption avec l’eau de boisson•Colonisation du grêle•Sécrétion de toxine•Altération fonctionnelle de la muqueuse•Sortie d’eau et d’électrolytes•Diarrhée massive•Déshydratation•Décès éventuel
A quoi sert la toxine dans la vie courante de la bactérie ?
Le choléra en pratique
Réhydratation par voie orale : moins de 1% de décèsAntibiothérapie uniquement pour réduire la durée d’excrétion des vibrios
Bactériescommensales
Bactériespathogènes
Colon
Peau
Pharynx
PestePeste
Choléra
Bactériescommensales
Bactériespathogènes
Colon
Peau
Pharynx
PestePeste
Choléra
Bactériesopportunistes
Infectionsnosocomiales
Exemple de pathologie bactérienne opportuniste : septicémie des aplasiques
• Chimiothérapie agit sur les cellules à renouvellement rapide :– Cellules néoplasiques (effet thérapeutique)– Mais aussi (cellules souches hématopoïétiques = aplasie)– Cellules de la muqueuse intestinale (amincissement =
translocation de la flore intestinale)
• Septicémie chez un sujet sans défense : gravité +++
Des intermédiaires existent : l’exemple de Escherichia coli
• E. coli est un commensal du tube digestif de tous les humains (et de nombreux animaux)
• De temps en temps il aquiert des gènes de résistance spécifique par transfert horizontal et peut devenir pathogène– Infections urinaires– Diarrhées– Intoxications alimentaires
(Shiga Toxin E. coli) (STEC)
STEC• Certains E. coli ont acquis le gène de production de
toxine « Shiga »• Ils vivent dans l’intestin des bovins sans causer de
maladie (portage sain)• Lors de l’abattage le contenu intestinal peut
contaminer la surface a viande• Quand la viande est hachée la surface est
« internalisée »• Si la cuisson n’est pas totale les bactéries survivent• Après ingestion par l’homme la toxine peut créer un
maladie grave
Conclusions
• Les bactéries étaient là bien avant nous• Elles seront là après nous...• Quand elles causent des maladies, « c’est par
hasard de leur point de vue... »• Les progrès de l’hygiène, des vaccins et des
antibiotiques remis en cause par l’évolution de la résistance.
• Des « temps bactériens difficiles » devant vous