Moyens de lutte contre la formation des biofilms

Les moyens de lutte sont nombreux. Le but proposé est quelquefois d’inhiber le développement des microorganismes nuisibles mais le plus souvent de les détruire totalement (stérilisation). La mort ou l’inactivation pour une bactérie est bien une perte irréversible de son pouvoir de reproduction (croissance et division). Les agents utilisés pour assurer la stérilisation sont physiques ou chimiques.

II.3.1. Les agents physiques

Dans des conditions défavorables, la multiplication des microorganismes est arrêtée et leur survie compromise. Afin d’assurer la destruction des germes, il est possible de provoquer artificiellement ces conditions défavorables. Les moyens physiques les plus utilisés sont les températures élevées ou les radiations [52].

L’action de la température dépend de trois facteurs : l’environnement, l’état physico-chimique des cellules et de leur nombre. En solution aqueuse, la plupart des germes sous leurs formes végétatives sont rapidement tués à la température de 100°C. En revanche, en milieu déshydraté, ils sont beaucoup plus résistants. Les formes végétatives des bactéries sont très sensibles à la chaleur. La grande majorité d’entre elles peuvent être inactivées par un chauffage de 50 à 60°C durant 30 minutes. Les formes sporulées sont au contraire et par nature extrêmement thermorésistantes. Le troisième facteur est le nombre de cellules présentes dans le milieu à stériliser. Les conditions permettant la stérilisation d’une véritable

culture microbienne ne peuvent être identiques à celles qui assurent la stérilisation d’un soluté injectable renfermant quelques bactéries seulement [52].

Le rayonnement solaire ou plus précisément les radiations ultraviolettes, sont de précieux agents naturels de stérilisation. En effet, l’absence de microorganismes à la surface des eaux est due précisément à l’irradiation solaire. Les principaux types de radiations sont électromagnétiques, électroniques et soniques [52].

Par ailleurs, il existe deux procédés mécaniques permettant d’éliminer les microorganismes d’un milieu liquide où ils sont en suspension, à savoir la filtration et la centrifugation [52].

II.3.2. Les agents chimiques II.3.2.1. Définitions

Les agents chimiques sont classés en trois catégories, à savoir les désinfectants, les antiseptiques, les sulfamides et antibiotiques.

Les désinfectants : ce sont des agents chimiques capables de détruire les germes pathogènes

dans les milieux extérieurs à l’Homme ou à l’animal : l’eau, l’air, le sol ou encore les objets et les matériaux les plus divers [52].

Les antiseptiques : ce sont des agents chimiques capables de détruire les microorganismes ou

d’arrêter leur développement ou leur action. Leur signification est très générale. On réserve pourtant l’usage de ce terme pour désigner les agents qui exercent une action locale chez les êtres vivants, au niveau d’une plaie, sur une muqueuse, sur un tégument… [52].

Les sulfamides et antibiotiques : ce sont des agents chimiques exerçant un pouvoir

destructeur sur la bactérie, et sont dépourvus de toxicité pour les autres cellules animales. Les

sulfamides sont des produits de synthèse alors que les antibiotiques sont élaborés par les microorganismes vivants (champignons, bactéries) [52].

Les unes ou les autres de ces substances ont une action plus ou moins totale. On dit qu’elles sont bactériostatiques ou fongistatiques lorsqu’elles empêchent la multiplication

d’une bactérie ou d’un champignon. Elles sont bactéricides ou fongicides ou virucides

lorsqu’elles détruisent totalement les bactéries, les champignons ou les virus [52].

II.3.2.2. Modes d’action et classifications des agents chimiques

II.3.2.2.1.Les antiseptiques et désinfectants

L’activité des agents chimiques vis-à-vis des microorganismes peut s’exercer selon des modalités extrêmement diverses. Cependant, il est possible de généraliser et d’établir un certain nombre de schémas qui rassemblent à peu près tous les mécanismes actuellement connus. Certains ont une activité drastique en oxydant ou en dénaturant les protéines bactériennes. D’autres ont un pouvoir plus spécifique en altérant les structures membranaires ou en inactivant des composés ou des fonctions essentielles de la cellule [52].

II.3.2.2.1.1.Oxydation et dénaturation des protéines

Le métabolisme cellulaire est régi par une infinité de réactions contrôlées par des protéines enzymatiques. Elles agissent pour la plupart dans le cytoplasme où elles se trouvent localisées dans un état finement dispersé (colloïdal).

Les agents oxydants comme l’eau oxygénée, les dérivés halogénés oxydent les groupements thiol (SH) libres des enzymes et les altèrent irréversiblement.

Les sels de métaux lourds, comme le mercure et ses dérivés organiques ou inorganiques, se combinent avec ces mêmes groupements SH et les inactivent.

Les alcools agissent d’une façon comparable à celle de la chaleur en coagulant les protéines.

Les mécanismes intimes de ces inactivations et les modifications chimiques qui les précèdent demeurent dans l’état actuel des connaissances, assez obscures [52].

II.3.2.2.1.2.Altération de la membrane cytoplasmique

Un grand nombre d’agents bactéricides, agissent directement sur la membrane cytoplasmique. Celle-ci, joue un rôle important dans la perméation sélective des nutriments. L’altération de sa structure entraîne une fuite de substances, une désorganisation du métabolisme, la dégénérescence de la cellule et finalement sa mort. Les agents liposolubles

sont les plus directement actifs puisque la membrane n’est autre qu’une barrière lipoprotéinique. Tels sont les composés phénoliques, les savons et surtout les détergents anioniques et cationiques (notamment les ammoniums quaternaires) chez lesquels le groupement ionique est actif. Ces détergents, grâce à leurs groupements hydrosolubles et liposolubles se fixent sur la membrane lipidique de la bactérie. Ils modifient et dénaturent la structure de la membrane, la privant de ses fonctions vitales de perméation [52].

II.3.2.2.1.3.Action sur le métabolisme

Certaines substances, telles que les cyanures, les fluorures sont de véritables poisons respiratoires, inutilisables comme agents antiseptiques. Les colorants ne présentent pas cette toxicité qui en interdit l’emploi. Les colorants basiques (bleu de méthylène, violet de gentiane) réagissent au contact des acides ribonucléiques présents en abondance dans le cytoplasme. Ces combinaisons inactivent toutes les fonctions de la bactérie. D’autres sont des agents mutagènes (acridine et dérivés) ou des agents chélateurs (dérivés de la quinoléine) [52].

II.3.2.2.2.Les sulfamides et les antibiotiques

Ces deux familles de substances ont des modes d’action différents.

II.3.2.2.2.1.Inhibition compétitive : les sulfamides

L’inhibition compétitive est le mode d’action antibactérien de certaines substances appelées antimétabolites ou analogues structuraux parce qu’ils interfèrent avec les métabolites normaux de la cellule. On peut distinguer trois types principaux d’antimétabolites :

1. Les analogues de vitamines comme les sulfamides, l’aminoptérine et beaucoup d’autres moins connus.

2. Les analogues d’acides aminés et principalement ceux qui s’incorporent dans les protéines à la place de l’acide aminé normal.

3. Les analogues de bases puriques et pyrimidiques comme le 5-bromo-uracile, la 8 aza-guanine et le 5 fluoro-uracile, respectivement, analogues de la thymine, la aza-guanine et l’uracile. L’incorporation de ces antimétabolites dans l’ARN ou les ADN conduit à des modifications génétiques (mutations).

La plupart des antimétabolites ont une valeur antibiotique médiocre ou nulle. Seuls les sulfamides font exception à cette règle. En effet, en leur présence, les bactéries s’appauvrissent rapidement en acide folique et cessent de produire des bases azotées ou des acides aminés. Le sulfamide arrête la croissance des bactéries sans les détruire : son action est bactériostatique [52].

II.3.2.2.2.2.Les antibiotiques

Ils agissent au niveau du métabolisme cellulaire sur des cibles très variées [52]. Une liste des principaux antibiotiques classés en fonction de leur mode d’action est mentionnée dans le Tableau IV.2.

Tableau IV.2Exemples d’antibiotiques et de leurs modes d’action.

Mode d’action Antibiotique

Inhibition de la synthèse de la paroi Pénicillines, Bacitracine, Novobiocine, Cyclosérine, Vancomycine, Résistocétine, Griséofulvine, Fosfomycine

Action sur la membrane Polypeptides basiques :

Polymyxines, Bacitracine, Thyrothricine

Réplication de l’ADN Mitomycine, Quinolones

Transcription de l’ADN Actinomycine, Novobiocine

Traduction de l’ARNm (synthèse des protéines)

a. Inhibition de la synthèse

b. Anomalie dans la lecture du code

Macrolides, Synergistines, Lincomycine, Chloramphénicol, Fucidine, Nitroimidazols Aminosides