UFR DE MEDECINE 2011-2012 AMIENS

D.C.E.M.1 _____

BACTERIOLOGIE

Cours le Jeudi de 10h à 12h

(Amphis RIOLAN et SYLVIUS)

1- Jeudi 12 Janvier 2012 (F. EB) - Place des bactéries dans le monde vivant - Anatomie fonctionnelle des bactéries - Physiologie et croissance bactérienne 2- Jeudi 19 Janvier 2012 10h-11h30 - Génome bactérien et mécanismes de variabilité génétique (H. MAMMERI) 11h30-12h - Antiseptiques et désinfectants (F. EB) 3- Jeudi 26 Janvier 2012 (H. MAMMERI) - Antibiotiques (1) 4- Jeudi 2 Février 2012 (F. EB) - Relations hôtes-bactéries et facteurs de pathogénicité - Epidémiologie des infections bactériennes - Mécanisme de défense 5- Jeudi 9 Février 2012 (H. MAMMERI) - Antibiotiques (2) 6- Jeudi 16 Février 2012 (H. MAMMERI) - Staphylocoques - Streptocoques 7- Jeudi 23 Févier 2012 (H. MAMMERI) - Pneumocoques - Entérocoques - Neisseria (méningocoque et gonocoque) – Branhamella

Jeudi 1er Mars 2012 (Vacances de Février)

8- Jeudi 8 Mars 2012 (F. EB) - Entérobactéries (1) 9- Jeudi 15 Mars 2012 (F. EB) - Entérobactéries (2) - Pseudomonas et Acinetobacter - Haemophilus, Bordetella, Legionella 10- Jeudi 22 Mars 2012 (H. MAMMERI) - Tréponèmes, Borrelia, Leptospires 11- Jeudi 29 Mars 2012 (F. EB) - Brucella, Pasteurella - Campylobacter, Helicobacter, Vibrio

12- MARDI 03 Avril 2012 de 8 h à 10 h (F. EB) - Corynebacterium, Listeria, Bacillus - Mycobactéries (1) 13- Jeudi 05 Avril 2012 (F. EB) - Mycobactéries (2) - Anaérobies - Mycoplasmes 14- Jeudi 12 Avril 2012 (F. EB) - Rickettsies, Coxiella, Bartonella - Chlamydia - Rôle du laboratoire dans le diagnostic et le traitement d'une infection bactérienne - Hygiène hospitalière

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VACANCES DE PRINTEMPS

COURS DE PREPARATION AUX ED De 10 h à 12h

(OBLIGATOIRES)

Amphis RIOLAN et SYLVIUS ________

1- Mardi 10 Avril 2012 (H. MAMMERI) - Examen cytobactériologique des LCR - Examen cytobactériologique des prélèvements respiratoires 2- Mardi 17 Avril 2012 (H. MAMMERI) - Examen cytobactériologique des urines - Phénotypes de résistance aux antibiotiques des bacilles à Gram négatif 3- Jeudi 19 Avril 2012 ( Melle D. Thomas/F. EB) - Examen cytobactériologiques des selles - Examen cytobactériologique des prélèvements génitaux - Examen cytobactériologique des prélèvements materno-fœtaux

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ENSEIGNEMENTS DIRIGE S : cas clinico biologiques 1 séance de 2 heures/4 groupes Semaine du 7 au 12 Mai 2012

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DCEM1 ____

PREMIERE PARTIE

BACTERIOLOGIE MEDICALE

et ANTISEPTIQUES

Pr EB François 01/2012

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BACTERIOLOGIE MEDICALE

Branche de la microbiologie traitant des interactions

entre les micro-organismes et l'être humain 1- Bactériologie générale - Structure - Croissance et physiologie - Génétique - Relations hôte-bactéries et facteurs de pathogénicité - Mécanismes de défense contre les bactéries 2- Antibiotiques et antiseptiques 3- Bactériologie systématique Etude des divers genres bactériens - Principaux caractères bactériologiques - Habitat et épidémiologie - Principaux facteurs de virulence - Principaux tableaux cliniques - Diagnostic biologique - Sensibilité aux antibiotiques et prévention 4- Bactériologie médicale pratique - Rôle du laboratoire dans le diagnostic des maladies infectieuses - Examen cytobactériologique des différents produits pathologiques

5- Hygiène hospitalière

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PREMIERE PARTIE

BACTERIOLOGIE GENERALE et ANTISEPTIQUES

Pr EB François

01/2011

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OBJECTIFS PEDAGOGIQUES 1er et 2ème CYCLES DES ETUDES MEDICALES BACTERIOLOGIE

1- CLASSIFICATION, STRUCTURE, DIVERSITE, VIRULENCE, RELATIONS HÔTE-BACTERIE, ANTIBIOTIQUES

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PLACE DES BACTERIES DANS LE MONDE VIVANT

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- Microbes : êtres vivants non visibles à l'œil nu (< 0,1 mm)

- Grande diversité : - protozoaires

- algues et champignons

- bactéries et virus

- Première observations microscopiques par A. VAN LEEUWENHOECK (fin 17e)

- 19e siècle : PASTEUR et KOCH montrent le rôle des bactéries dans les processus de fermentation

et la transmission des maladies.

- Place variable des bactéries dans le monde vivant :

• HAECKEL (1886)

- Règne animal

- Règne végétal

- Protistes

• CHATTON (1935) EUCARYOTES PROTISTES

PROCARYOTES (BACTERIES, Algues bleues) • LWOFF (1953) : définition des virus

• WOESE → conception actuelle

3 règnes issus d'un ancêtre commun

(comparaison des structures des ARN ribosomiques 16S)

- EUCARYA (Animaux, Plantes, Eucrayotes unicellulaires)

- ARCHAEA (ex : Archaebactéries)

- BACTERIA (Bactéries)

•••• Définition de l'espèce – nomenclature

L'espèce correspond à une "souche type" (déposée dans une collection internationale) et à toutes les

souches qui lui ressemblent selon des critères phénotypiques et phylogénétiques. Selon des critères

génomiques, les souches ayant un pourcentage de similitude des séquences nucléotidiques ≥ 70% appartiennent

à la même espèce bactérienne.

Les espèces sont regroupées en genre et les genres en familles.

Les bactéries sont désignées par un nom de genre (commençant par une majuscule) suivi d'un nom

d'espèce (sans majuscule) ex : Staphylococcus aureus

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STRUCTURE DES BACTERIES

- Taille des bactéries : 0,1 à 2 µm de diamètre/0,5 à 10 µm de long

- Etude en microscopie optique - à l'état frais (forme, mobilité)

- après coloration (Bleu de méthylène, GRAM)

- Etude en microscopie électronique pour des travaux de recherche

A- Constituants constants (retrouvés chez toutes les bactéries)

I- La paroi

- Enveloppe externe ayant un rôle de protection

- Grande rigidité et résistance physique dues à la présence de peptidoglycane

- Confère la forme de la bactérie

- Maintient une pression intracellulaire élevée (10-20 atm)

- Ne manque que chez de rares bactéries (Mycoplasmes)

1) Le peptidoglycane

- Macromolécule réticulée faite de chaines polysaccharidiques et de pentapeptides reliés entre eux

- Biosynthèse en 3 étapes faisant intervenir des réactions de

transglycosylation et transpeptidation.

2) Coloration de GRAM

- Coloration différentielle fondamentale en bactériologie

- Permet de différencier des bactéries à Gram positif (colorées en violet)

et des bactéries à Gram négatif (colorées en rose)

- Basée sur une perméabilité à l'alcool de la paroi des bactéries à Gram négatif plus grande que celle des

bactéries à Gram positif

3) Paroi des bactéries à Gram positif

- Paroi épaisse, d'aspect homogène

- Le peptidoglycane est le principal constituant

- Association à divers constituants : polysaccharides, protéines, acides teichoïques (antigènes importants),

acides lipoteichoïques fixés à la membrane cytoplasmique.

4) Paroi des bactéries à Gram négatif

- Structure complexe avec une couche mince de peptidoglycane

- A l'extérieur : la membrane externe

Elle comporte : - des lipopolysaccharides (LPS) avec un lipide A (toxique) et une partie

polysaccharidique externe qui porte les antigènes 0

- des protéines formant des canaux (porines)

- des lipoprotéines

- Espace périplasmique entre membrane cytoplasmique et membrane externe :

peut contenir des enzymes inactivant certains antibiotiques (ex : ß-lactamases)

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Pentapeptides avec

Schéma des enveloppes des Bacilles à Gram NEGATIF

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5) Paroi des mycobactéries

Peptidoglycane important recouvert de lipides complexes (ac. Mycoliques et cius) liés à des polysaccharides et

des proétines ;

Ne prend pas la coloration de Gram (� Coloration spéciale de Ziehl-Neelsen)

6) Propriétés de la paroi

a) Forme des bactéries

La paroi confère la forme caractéristique de l'espèce

- bactéries sphériques = coques ou cocci

- bactéries en forme de bâtonnets = bacilles

- bactéries de forme incurvée (vibrions) ou spiralée

b) Rôle dans l'antigénicité

Antigènes O des bacilles à Gram négatif

� permettent de définir des sérogroupes, sérotypes ou sérovars à l'intérieur d'une espèce bactérienne

(intérêt épidémiologique)

� provoquent chez l'homme l'apparition d'anticorps spécifiques (rôle dans le sérodiagnostic)

c) Récepteurs de bactériophages

Certains bactériophages détruisent les bactéries.

Une espèce bactérienne peut être subdivisée en lysotypes ou phagovars (intérêt épidémiologique)

d) Action du lysozyme

Enzyme très répandue chez les organismes supérieurs

Entraîne l'attaque du peptidoglycane et la lyse des bactéries.

En milieu hypertonique :

� Bactéries à Gram positif limitées par la membrane cytoplasmique (protoplastes)

� Bactéries à Gram négatif limitées par membrane cytoplasmique et membrane externe (Sphéroplastes)

e) Paroi et antibiotiques

Certains antibiotiques perturbent la synthèse du peptidoglycane.

Paroi : cible des ß-lactamines, des glycopeptides, de la fosfomycine.

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II- Membrane cytoplasmique

- Située sous la paroi, elle limite le cytoplasme

- Constituée d’une double couche phospholipidique (30 à 40 %) et de protéines (60-70 %)

- Barrière osmotique

- Contient des : - perméases : rôle dans les échanges de certaines substances

- enzymes respiratoires

- enzymes du métabolisme énergétique

- Détruite par les antibiotiques du groupe des polypeptides et certains antiseptiques

III- Constituants du cytoplasme

1) Le cytoplasme

- Absence de mitochondries, Golgi, réticulum endoplasmique, lysosomes.

- Abondance des ribosomes constitués de 2 sous unités 30S et 50S : rôle dans la synthèse des protéines.

- Produits de réserve : glycogène, β hydroxybutirate…

2) Appareil nucléaire ou « nucléoide »

- Pas de véritable noyau (absence de membrane nucléaire) � Procaryotes

- Structure fibrillaire en microscopie électronique

- 1 seul chromosome d’ADN bicatennaire, circulaire, surenroulé (ADN gyrase)

- Longueur du chromosome de E. coli : 1 mm (1000 fois la longueur de la bactérie)

- Protéines régulatrices et enzymes de synthèse (ADN polymérase, ARN polymérase)

- Des antibiotiques perturbent sa synthèse (sulfamides, quinolones…)

- Réplication du chromosome à partir d’un site spécifique : origine de réplication

Progression bidirectionnelle à partir de cette origine.

Après séparation des brins, chaque brin sert de matrice pour la synthèse du brin complémentaire � chaque

cellule fille reçoit un brin d’ADN de la bactérie mère et un brin d’ADN néosynthétisé = réplication semi-

conservatrice

3) Plasmides

- Très fréquents mais inconstamment retrouvés chez toutes les bactéries

- Molécules d’ADN bicatennaire, circulaires extra-chromosomiques (cf génétique)

- Peuvent contenir des gènes associés au pouvoir pathogène (virulence, toxine) et/ou à la résistance aux

antibiotiques

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B- Autres éléments inconstants

I- Enveloppes

1- Capsule

- Structure recouvrant la paroi

- N'existe que chez certaines espèces : pneumocoques, Klebsiella pneumoniae, Haemophilus influenzae,

Bacillus anthracis…

- Mise en évidence par coloration à l'encre de Chine ou des colorations spécifiques

- Le plus souvent de nature polysaccharidique, plus rarement polypeptidique

- Rôle important dans le pouvoir pathogène (résistance à la phagocytose)

- Base du typage antigénique des bactéries capsulées (intérêt épidémiologique)

- Libération dans les liquides de l'organisme � intérêt dans le diagnostic direct rapide (recherche des

antigènes bactériens solubles de méningocoque, pneumocoque…)

- Base de certains vaccins (méningocoque, pneumocoque, Heamophilus influenzae…)

2- Glycocalyx

- Feutrage de polysaccharides entourant certaines bactéries placées dans leur milieu naturel

- Observation difficile en microscopie électronique

- "Slime" si couche externe abondante (souches muqueuses)

- Permet l'adhésion des bactéries à un support (cellules, environnement, biomatériaux…)

- Rôle important dans l'élaboration de la plaque dentaire

II- Appendices externes

1- Flagelles

- longs (plusieurs µm), fins = organes de la locomotion � bactéries mobiles

- Mise en évidence en microscopie optique après coloration spéciale

- Implantation sur tout le pourtour de la bactérie (ciliature péritriche – ex : entérobactéries) ou à une extrémité

(ciliature polaire – ex : Pseudomonas)

- Nature protéique (flagelline)

- Support des antigènes "H" : intérêt dans le sérotypage et le sérodiagnostic

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2- Pili communs ou fimbriae - Fins, rigides, nombreux et courts, de nature protéique

- Ne sont visibles qu'en microscopie électronique

- Existent chez de nombreuses bactéries à Gram négatif

- Rôle dans la fixation des bactéries aux cellules � favorisent la colonisation des épithéliums

3- Pili sexuels

- Peu nombreux, long et creux

- Pili F chez les bactéries capables de transmettre leur génome par conjugaison

III- La spore

- Ronde ou ovale chez Bacillus et Clostridium

- Formation lorsque les conditions deviennent défavorables

- Entourée de nombreuses enveloppes complexes

- Grande résistance aux agents physiques (températures de 80-100°C, froid, dessication) et aux agents

chimiques (antiseptiques, désinfectants)

- Redonne une forme végétative lorsque les conditions redeviennent favorables

- Leur résistance à la chaleur explique les températures qu'il faut atteindre au cours de la stérilisation (120°C en

chaleur humide)

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→ Bactéries AUXOTROPHES ≠ PROTOtrophes

II. CONDITIONS PHYSICO-CHIMIQUES de la CROISSANCE 1- pH (7,0 à 7,4) 2- Température optimale = 37° (30° pour les bactéries de l’environnement) 3- Comportement à l’égard d’O2 (TYPES RESPIRATOIRES)

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2- En milieu LIQUIDE (= Bouillon) (courbe de croissance caractéristique en 6 phases)

Nbre de divisions (Ici il est égal à 3 soit 3 générations/h µ (Taux de croissance) = durant la phase exponentielle) Unité de temps

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CLASSES D’ANTISEPTIQUES ______

1- Alcools Alcool éthylique 70° Alcool isopropylique 60° 2- Halogènes a) Dérivés chlorés - Liqueur de Dakin - Eau de javel (désinfectant) b) Dérivés iodés - Teinture d'iode, alcool iodé 1% - Polyvinyl pyrrolidone iodée (PVPI) ou Polyvidone iodée (Bétadine*) 3- Biguanides - Chlorhexidine (Hibitane*, Hibiscrub*, Plurexid*) 4- Carbanilides - Trichlorocarbanilides (Solubacter* - Septivon*) 5- Agents tensio-actifs a) Cationiques (Ammonius 4e) b) Anioniques - Chlorure de Benzalkonium (Sterlane*) - Savons détergents - Bromure Cetrimonium (Cetavlon*) - Laurylsulfate Na - Cethexonium (Biocidan*) 6- Colorants - Eosine - Cristal violet - Fluorescéine 7- Métaux - Sels d'Ag – Cu – Zn - Sels organiques Hg (Mercryl* - Merfène*) 8- Oxydants - H2O2 - Permanganate K 9- Amidines - Hexamidine (Hexomédine*) 10- Acides - Ac. acétique - Ac. borique - Ac. lactique - Ac. Benzoïque 11- Phenols - Phénols - Bisphénols - Polyphénols - Hexachlorophène (Phisohex*)

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entre

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VI- Modalités d’utilisation

1- Hygiène des mains

a) Lavage hygiénique

- Avant tout geste invasif (PL, KT, sonde vésicale…)

- Lors de la mise en œuvre des mesures d’isolement septique (bactéries multirésistantes ou BMR) ou

aseptique (protecteur)

b) Désinfection rapide par friction avec solution hydro-alcoolique (SHA)

c) Lavage chirurgical des mains préparatoire aux actes chirurgicaux

(Elimination de la flore transitoire + réduction de la flore résidente)

d) Désinfection chirurgicale des mains par frictions (SHA ou PHA)

2- Antisepsie de la peau du patient avant un acte médico-chirurgical

Antisepsie du champ opératoire

Nécessaire compatibilité des produits utilisés dans l’unité de soins (préparation cutanée de l’opéré) et au bloc

opératoire.

3- Traitement local d’infections cutanées, de plaies, des brûlures

Evite l’apparition de résistances avec les antibiotiques.

4- Traitement local des infections des muqueuses et des séreuses

(Plèvre, péritoine, vessie…)

- But : suppléer l’action insuffisamment bactéricide des antibiotiques

- Respecter la sensibilité particulière des tissus

- Connaître les risques d’absorption systémique des antiseptiques

� Choix des produits : il doit tenir compte :

- de la nature des tissus concernés (peau ou muqueuse)

- de la localisation anatomique

- de l’état physiologique de la surface cutanée (saine ou érodée)

(cf tableau : Indications des antiseptiques)

� L’action d’un antiseptique dépend du nombre de germes présents d’où la nécessité de respecter les 4 temps

suivants :

- détersion (nettoyage)

- rinçage

- antisepsie

- temps de contact

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CHOIX DES ANTISEPTIQUES CHEZ L’ADULTE AU C.H.U. D’A MIENS

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B- DESINFECTANTS

- Un désinfectant est un produit capable d’éliminer ou de tuer, par action directe les micro-organismes

indésirables ou d’inactiver les virus. Ils sont appliqués sur des surfaces inertes.

- Un contact de 5 mn doit entraîner une réduction de 105 germes.

Principaux produits :

1- Oxydants : ac. péracétique

2- Halogènes chlorés

3- Aldehydes : formol, glutaraldehyde

4- Alcools : éthylique, méthylique ou isopropylique

5- Acides forts et bases fortes

6- Phénols : cresyl..

7- Ammoniums quaternaires

8- Biguanides : chlorhexidine

→ Action de désinfection à différencier de :

- l’action de nettoyage obtenue avec des détergents tensio-actifs = action anti-salissures,

décontaminante = pré-désinfection

- La stérilisation obtenue par la chaleur humide (autoclavage) ou sèche ou par l’oxyde d’éthylène.

Produits protégés par un emballage imperméable permettant de conserver l’état stérile

Aucun des procédés de désinfection n’atteint la sécurité de la stérilisation

→ Applications :

- Désinfection des surfaces

- Désinfection du matériel ne supportant pas la stérilisation : matériel passant d’un malade à l’autre,

endoscopes

F. EB – DCEM1 26

intestinale, vaginale) � FLORES COMMENSALES (= MICROBIOTE humain)

formant des écosystèmes complexes

- EQUILIBRE des flores (coopération bactérienne pour leur croissance)

- EFFET de BARRIERE : s'oppose l'implantation de bactéries pathogènes

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FLORES COMMENSALES HUMAINES

1014 bactéries soit cent mille milliards de bactéries

1) FLORE CUTANEE (102 – 105/cm2)

Staphylocoques à coagulase négative +++

Corynebactéries +++

Propionibacterium +++

Staphylocoque doré ++

Acinetobacter +

2) FLORE OROPHARYNGEE (Flore buccale (salive) 105-106/ml – plaque dentaire 109 – 1011/g)

Streptocoques – Staphylocoques à coagulase négative

Corynebactéries

Neisseria – Haemophilus

Lactobacilles

+ flore anaérobie de VEILLON

3) FLORE INTESTINALE

Duodénum, jejunum, début iléon pauvres en germes

Iléon terminal : 103 à 104/g, colon 1011 /g

Anaérobies +++ (> 99%) : Bacteroïdes, Clostridium …

E. coli, entérocoques

4) FLORE VAGINALE (10 9/ml)

Lactobacilles (Bacilles de DODERLEIN)

et Flore anaérobie de VEILLON

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NOTIONS D'EPIDEMIOLOGIE

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• L'origine des bactéries responsables d'infections peut être :

- EXOGENE : provenant d'une transmission interhumaine, de l'environnement ou d'origine animale (zoonose) - ENDOGENE à partir des différentes bactéries colonisant le sujet •••• Les principales voies de contamination sont :

- orale/digestive à partir d'aliments et d'eau contaminés (Ex : Salmonelles) - aérienne/respiratoire : transmission par la toux, les gouttelettes de Pflugge, des aérosols (Ex : bacille de la tuberculose) - muqueuse : conjonctivale ou génitale (Ex : gonocoque) - transcutanée à travers une peau lésée le plus souvent (plaies, piqûres, morsures) rarement à travers la peau saine (Ex : Pasteurelles) - manuportée : mains souillées contaminées (maladie des mains sales) - transplacentaire : certaines infections néo-natales •••• Les porteurs sains sont des sujets porteurs inapparents de bactéries pathogènes Ils jouent un rôle de réservoir disséminateur de BPS •••• La dose infectante pour causer une infection est très variable : - faible avec les BPS (10 Shigella, 1 à 10 BK) - élevée avec les BPO •••• Les maladies bactériennes évoluent classiquement sous 2 aspects :

- Endémique : survenue de cas à faible fréquence dans le temps et dans l'espace (infections sporadiques) - Epidémique : survenue de cas groupés dans le temps et dans l'espace (Pandémie s'il y a extension mondiale) • Les infections peuvent être : - communautaires - nosocomiales : acquises en milieu hospitalier 48h après l'admission - liées aux soins (Hôpital, EHPAD, hospitalisation à domicile)

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entraîne leur colonisation

= adhésines

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3- Invasion cellulaire

- Beaucoup d'espèces adhèrent aux cellules mais certaines seulement ont la capacité de pénétrer dans

les cellules non phagocytaires comme les cellules épithéliales (= envahissement)

- entraîne des remaniements du cytosquelette de la cellule

- Dans certains cas les bactéries se multiplient dans le cytoplasme des cellules de l'épithélium

(shigelles), dans d'autres cas les bactéries traversent la cellule et gagne la région sous-épithéliale

(Salmonelle)

- La cellule envahie peut être tuée par apoptose ou des cytotoxines

4- Résistance à la phagocytose

- Rôle des capsules (ex : pneumocoque) et des cires (BK)

- Les bactéries qui échappent à la phagocytose = bactéries extracellulaires

5- Persistance dans les phagocytes

- Certaines bactéries sont capables de persister et de se multiplier dans les macrophages =

pathogènes intracellulaires

→ B. intracellulaires facultatives : se multiplient dans ou hors des cellules

→ B. intracellulaires obligatoires : ne peuvent se multiplier qu'à l'intérieur de cellules

(macrophages ou cellules épithéliales – Ex : Chlamydia)

- Mécanismes variés :

- Inhibition de la fusion phago-lysosomiale (Legionelles, Chlamydia)

- Inhibition de l'acidification du phagosome (BK)

- Développement dans le phagolysosome (Salmonella, Coxiella)

- Lyse de la membrane vacuolaire et multiplication dans le cytoplasme (Listeria)

6- Diffusion dans l'organisme

- La production d'enzymes facilite la diffusion des bactéries ayant pénétré dans l'organisme :

- Collagénases (Clostridium perfringens)

- Hyaluronidase (staphylocoques, streptocoques…) → dissociation du tissu conjonctif

- Coagulase (staphylocoque doré) → thrombophlébite

- Kinases ou fibrinolysines (Staphylocoques, streptocoques…) → embols septiques

- Le passage des bactéries dans la circulation sanguine = bactériémie

- Localisations septiques secondaires

F. EB – DCEM1 31

7- Toxines protéiques

- La majorité des bactéries pathogènes produisent des toxines protéiques

- Plus de 300 toxines connues (structures et activités biologiques très variées)

- Une bactérie peut produire plusieurs toxines (Ex : Staphylocoque doré)

- Dans la plupart des cas, excrétion des toxines (surtout chez bactéries Gram positif)= Exotoxines ;

dans d'autres cas, toxines libérées lors de la lyse bactérienne

- Déterminisme génétique : chromosomique (entérotoxine de V. cholerae), plasmidique (entérotoxine

de E. coli), ou prophages (toxine diphtérique)

- Agissent à faible concentration :

Action locale ou à distance du foyer infectieux (Ex : toxine tétanique, diphtérique)

- Entraînent la mort cellulaire ou des perturbations des fonctions cellulaires

- Action sélective de certaines toxines : entérotoxines, neurotoxines…

- Pouvoir antigénique important → apparition d'anticorps spécifiques chez l'homme

- Inactivées par la chaleur et le formol → perte des propriétés toxiques mais conservation de

l'antigénicité = anatoxines (vaccins)

- Inhibition de l'activité des toxines protéiques par des anticorps spécifiques = antitoxines

8- Toxines glucido-lipido-protéiques (lipopolysaccharides) ou endotoxines

- Lipopolysaccharides = LPS = constituant de la membrane externe des bactéries à Gram négatif

(cf structure des bactéries)

- Libérées dans le milieu après lyse des bactéries

- Alcoolo-stables et thermostables - In situ : complexe protéino-lipido-polysaccharidique - Fraction protéique responsable de l’antigénicité - Fraction polysaccharidique : porte la spécificité antigénique (Ag 0) - Fraction lipidique responsable des principales propriétés pharmacologiques : � fièvre par libération de substances pyrogènes à partir des leucocytes détruits � action leucopéniante � action toxique : hypotension, collapsus cardio vasculaire, choc, diarrhée avec hémorragies

intestinales - LPS � induit à la libération de cytokines pro-inflammatoires par les macrophages � active le complément, le système de coagulation (� CIVD) � responsable de la majorité des chocs septiques

saccharidique constant

(« care »)

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- Les nouveau-nés et enfants n’ayant pas encore acquis toutes leurs défenses naturelles sont plus réceptifs que les adultes

(drains, sondes, cathéters…)

Problème de l’hospitalisme et des infections nosocomiales, des infections liées aux soins.

F. EB – DCEM1 33

F. EB – DCEM1 34

MECANISMES DE DEFENSE CONTRE LES BACTERIES

Dès sa naissance, l’homme se trouve en contact avec des bactéries qui vont progressivement coloniser sa peau et ses muqueuses. Pour résister aux bactéries, 3 groupes de moyens sont mis en jeu :

- les barrières anatomiques - les mécanismes de défense naturelle - l’immunité acquise

I. LES BARRIERES ANATOMIQUES La peau saine constitue un obstacle qui ne peut être franchi par les bactéries (sauf quelques exceptions). Les muqueuses forment une barrière moins étanche. Les sécrétions muqueuses contiennent du lysozyme (enzyme dégradant le peptidoglycane des bactéries) et de la lactoferrine (chélateur du fer). Le pH acide de l’estomac détruit la majorité des bactéries ; celui de la cavité vaginale inhibe la croissance de nombreuses bactéries. Les flores commensales peuvent inhiber par compétition le développement de bactéries pathogènes. Les cils vibratiles et la toux, l’écoulement de l’urine, participent à la protection des muqueuses respiratoires et urinaires. II. RESISTANCE NATURELLE (OU INNEE) - Lorsque les barrières anatomiques sont franchies, les mécanismes de résistance naturelle sont les premiers à intervenir. - Des molécules solubles comme le complément (système complexe de protéines sériques) et des récepteurs membranaires présents sur les cellules phagocytaires (macrophages) peuvent reconnaître des motifs présents habituellement sur les bactéries. Le complément et les phagocytes sont capables de tuer certaines bactéries (effet lytique) ; leur activation entraîne une réponse inflammatoire qui permet d’activer d’autres cellules phagocytaires. - La réponse inflammatoire locale permet l’afflux de polynucléaires et vise à limiter la diffusion de l’infection. La pénétration de bactéries dans les cellules phagocytaires induit la synthèse de cytokines pro- inflammatoires (IL-1, TNF-α) - Les phagocytes (polynucléaires, macrophages) reconnaissent les bactéries par l’intermédiaire de divers récepteurs et peuvent les ingérer. Les bactéries sont alors situées dans une vacuole (phagosome) qui va fusionner avec les lysosomes (phagolysosome). Les bactéries peuvent alors être tuées (bactéricidie). - Les bactéries non détruites au niveau du foyer microbien gagnent les ganglions par voie lymphatique puis la circulation sanguine pour atteindre les organes. Tout au long de ce parcours, elles sont confrontées au système phagocytaire mononucléé. - Les anomalies quantitatives (neutropénie) ou qualitatives portant sur les cellules phagocytaires augmentent la sensibilité aux infections III. IMMUNITE ACQUISE (OU SPECIFIQUE) L’immunité acquise nécessite plusieurs jours pour se développer. Elle repose sur les lymphocytes B et T qui expriment à leur surface des récepteurs. La partie variable de ces récepteurs commande leur spécificité. Il existe un grand nombre de clones de lymphocytes qui expriment chacun un récepteur différent. Lorsque des antigènes bactériens pénètrent dans un organisme, les clones reconnaissant les déterminants antigéniques sont activés et prolifèrent. 2 types de réponse immunitaire peuvent alors se produire : - la production d’anticorps par les lymphocytes B - l’ immunité de type cellulaire assurée par les lymphocytes T

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1- Production d’anticorps - Les lymphocytes B se différencient en plasmocytes et sécrètent les immunoglobulines (Ig) de classe A, G et M - Les anticorps peuvent intervenir de 3 façons dans l’immunité anti-bactérienne a) Effet opsonisant b) Effet bactéricide c) Effet neutralisant

- Transfert d’anticorps par le sérum à un sujet non immun = immunité passive � Passage des IgG maternelles à travers le placenta � Sérothérapie

- Beaucoup d’anticorps sont le témoin d’une infection mais n’exercent aucune protection 2- Immunité à médiation cellulaire - Les lymphocytes T ne reconnaissent les antigènes bactériens qu’après une dégradation en peptides et leur association à des molécules du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH). On distingue 2 sous populations principales : - les CD4+ (ou T helper) qui agissent par la production de cytokines : Interféron γ (IFNγ), interleukines (IL). Ils jouent un rôle essentiel dans la résistance aux bactéries intracellulaires. - les CD8+ qui reconnaissent les antigènes peptidiques liés à des molécules de classe I du CMH. Ils ont surtout une activité cytotoxique - l’hypersensibilité retardée (HSR) est une réaction inflammatoire induite en 48h à 72h après l’application d’un antigène dans un organisme ayant déjà développé une immunité de type cellulaire vis-à-vis de cet antigène. Elle n’est pas synonyme de protection acquise.

- Les IgG fixées sur la bactérie interagissent par leur fragment Fc avec les récepteurs fixés sur le phagocyte

- + Activation du complément

Récepteur Fc

Anticorps

Polynucléaire

Bactérie capsulée

- IgG et IgM dirigées contre les bactéries à Gram négatif → l’activation du complément peut être bactéricide

(bactériolytique)

Complément

IgG, IgM

- Les anticorps peuvent neutraliser les toxines protéiques � Application : certains vaccins

Toxine Ac Bactérie

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3- Immunité locale Les muqueuses (respiratoires, digestives) sont associées à des structures lymphoïdes (ex. plaques de Peyer). La stimulation de ces structures après la pénétration de bactéries entraîne la synthèse d’IgA dont une partie passe dans les sécrétions muqueuses. Les IgA sécrétoires inhiberaient l’adhésion des bactéries aux muqueuses. 4- Réponse immunitaire secondaire Un second contact avec une bactérie déjà rencontrée entraîne une réponse plus rapide et plus importante � immunité ± durable après une maladie infectieuse ou une vaccination. IV- VACCINATIONS ET VACCINS - La vaccination stimule artificiellement les mécanismes de l’immunité acquise - Trois types de vaccins actuellement : - Bactéries entières tuées (vaccin anticoquelucheux) - Constituants bactériens : - anatoxines (tétanos, diphtérie) - antigènes capsulaires (pneumocoque, Haemophilus influenzae) - Souche vivante atténuée (BCG) : seule méthode induisant une immunité T-dépendante - L’ajout d’adjuvants augmente la réponse immunitaire

N.B. : Pour plus de détails sur ce chapitre, voir le cours d’Immunologie