Les agents infectieux, l’écologie microbienne Les mécanismes d’action agents infectieux sur l’organisme humain

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Pr Catherine Neuwirth Laboratoire de Bactériologie catherine.neuwirth@chu-dijon.fr

Les agents infectieux, l’écologie microbienne Les mécanismes d’action agents infectieux sur

l’organisme humain

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LES AGENTS INFECTIEUX

CLASSIFICATION

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INTRODUCTION

On distingue 5 types d’agents infectieux :

• Les bactéries

• Les virus

• Les parasites

• Les champignons

• Les prions=agents infectieux non conventionnels.

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Les bactéries

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LES BACTERIES SONT DES ORGANISMES DIFFERENTS DES VIRUS

• Bactéries : procaryotes, pas de « vrai » noyau (eucaryotes ont un noyau)

• BACTERIES VIRUS (acaryotes)

Grandeur 1µm environ 100fois plus petit

Acides nucleiques: ADN + ARN ADN ou ARN

Multiplication par scissiparité multiplication par toutes les 20 min une cellule hôte

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STRUCTURE D’ UNE BACTERIE

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- riche en eau

- 1 chromosome, des ribosomes, ARN (synthèse protéique)

- glycogène (réserve énergétique) - (un ou plusieurs plasmides ou 0)

Le cytoplasme

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Membrane plasmique

 barrière sélective

 double couche lipidique

 protéines enchâssées (contrôle flux d ’entrée et de sortie de la cellule)

 mosaïque fluide

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PAROI DES GRAM +

Paroi Peptidoglycane (Rôle dans la pathogénie)

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PAROI DES GRAM-

Peptidoglycane

Espace periplasmique ME

Les G+ sont violets et les G- sont roses à la coloration de Gram

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Lipopolysaccharide (LPS) SEPSIS+++

Peptidoglyca Espace periplasmique ne

ME

- Endotoxine thermostable

- Lipide A: ancrage à la membrane externe - Antigène O: polysaccharide

- Importance dans la physiopathologie des infections graves: choc septique par réponse inflammatoire de l’hôte, pyrogène

- DL 50 basse

- Contrôle des produits injectables

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Propriétés de la capsule

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Pili (G-)

• bâtonnet creux situés dans la membrane externe

• adhésion aux cellules

• +++pathogènes

Pili sexuels

•plus longs

•impliqués dans le transfert d’ADN (facteur F)

Flagelles

•un ou plusieurs

•mobilité

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spores

• Bacillus et Clostridium

• conditions défavorables de survie: spores

• contient: génome, cytoplasme

déshydraté+enveloppe résistante (désinfectants)

• conditions favorables ; germination

• caractéristique d’espèce

• contamination tellurique (charbon, tétanos)

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LES COCCI

Diplocoques

Diplocoques encapsulés Pneumocoques

Cocci en grappe de raisin Staphylococcus

Diplocoques en « grain de café » Neisseria

Cocci en chainettes Streptocoques

Cocci en amas cubique Sarcine, Microcoque

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LES BACILLES

Coccobacille Bacille de taille moyenne Ex: Escherichia coli

Gros bacille

Ex: Bacillus anthracis

Corynebactéries Bacille fusiforme

Ex: Fusobacterium

Vibrions

Tréponème

Leptospire

Campylobacter

Spirille

Borrelia

LES AUTRES

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Atmosphère

1: aérobie strict 2: microaérophile 3: aéro-anaérobie 4: anaérobie strict

Adjonction de CO2: 5%

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PRINCIPALES BACTERIES »MEDICALES »

• COCCI GRAM + Streptocoques groupe A,B,C,G,F

Pneumocoque ( Streptococcus pneumoniae) Staphylocoques

• COCCI GRAM - Méningocoques Gonocoques

• BACILLES GRAM + Corynebactéries Listeria

Anaérobies ex : Clostridium

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PRINCIPALES BACTERIES « MEDICALES »

• BACILLES GRAM - Brucella Bordetella Haemophilus

Salmonella Shigella Yersinia E. coli Klebsiella Enterobacter Serratia

Hafnia Citrobacter Proteus

Pseudomonas Pasteurella Aeromonas

Anaérobies ex: Bacteroïdes

ENTEROBACTERIES

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PRINCIPALES BACTERIES »MEDICALES »

Tréponème syphilis

Leptospires fièvre ictéro-hémorragique Borrelia maladie de Lyme

Vibrio cholera

Mycoplasma infections génito urinaires ou pulmonaires

Chlamydia infections génito urinaires ou pulmonaire ou trachome

Rickettsia, Coxiella et bactéries apparentées (fièvres accompagnée ou non d’exanthème ex: typhus,fièvre boutonneuse méditerranéenne)

Mycobactérie et BK (Bacille de Koch) tuberculose (BK), infections à mycobactéries atypiques

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Flore cutanée

• 10

²

à 10

⁶

/cm

²

selon la topographie

• Germes Gram+ potentiellement peu pathogènes

(staphylocoques à coagulase négative, corynébactéries)

• Flore transitoire (TD, rhinopharynx): entérobactéries,

staphylocoque doré, streptocoques, et toute bactérie de

l’environnement

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Flore digestive

La plus abondante et la plus importante

Bouche: germes du rhinopharynx (streptocoques+++) et de la plaque dentaire : 10⁸ par ml de salive

Estomac: flore pauvre (acidité)

Flore colique riche et variée:

10¹¹ à 10¹² germes par gramme

(99,9% d’anaérobies dont Bacteroides et Clostridium)

entérobactéries (Escherichia coli, Proteus, Klebsiella, Enterobacter,..) flore de barrage: les antibiotiques détruisent cette flore

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Flore génitale

• Streptocoques (dont groupe B)

• Corynébactéries

• Lactobacille

• Bifidobacterium

• Flore cutanée dans le premier cm de l’urèthre

• Colonisation par la flore digestive fréquente

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Flore arbre respiratoire supérieur

• staphylocoque doré (fosses nasales+++)

• streptocoques (dont pneumocoque)

• Haemophilus

• Neisseria (portage parfois de méningocoque)

• corynébactéries

• anaérobies

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• bactérie commensale

vit sans causer de préjudice à l’hôte

Différents territoires de notre corps ont des flores particulières (ex: peau, tube digestif,ORL, génital, ..). Ces flores sont normalement non pathogènes et utiles ( Effet « barrière ») flore saprophyte # flore commensale

• bactérie pathogène

entraîne une maladie chez tout hôte

Salmonella, Shigella, Brucella, gonocoque, BK,

• bactérie pathogène opportuniste

habituellement inoffensive, pathogène si se retrouve dans pour le sujet fragile ou si se trouvent dans un site normalement stérile (E. coli et urines)

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Bactéries dangereuses pour le patient et le personnel

• Salmonella, Shigella: risque de diarrhée. Lavage mains +++

• BK: port de masque dès que suspicion médicale avant résultats de bactériologie

• Méningocoque; méningite dont la prophylaxie est la

rifampicine et la vaccination (A et C, pas B). Personnel dans

l’ambulance et qui a été en contact étroit avec le patient.

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Bactéries « dangereuses » pour le patient et pas le personnel: les BMR

Voir cours janvier 2021

• Bactéries multirésistantes aux antibiotiques: danger car peu de ressources thérapeutiques en cas d’infection

• Pas de risque pour la santé du personnel (femmes enceintes) ni de son entourage (mucoviscidose, cancéreux) à condition de respecter les règles élémentaires d’hygiène

• Responsabilité du personnel : mettre tout en œuvre pour éviter la

propagation de ces bactéries résistantes

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Les virus

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- de très petite taille de l’ordre du nanomètre, observables au microscope électronique.

- parasites intracellulaires obligatoires: cultures sur cellules

- son principe est de détourner à son profit le

fonctionnement d’une cellule après l’avoir parasitée

1. structure générale

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Génome : 1 seul acide nucléique :

ARN : Grippe, HIV, Coronavirus,….

ADN : Herpès, V hépatite B…

Capside : « boîte » protéique, cubique ou hélicoïdale

Enveloppe ou non

1. structure générale

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2. parasitisme intra-cellulaire

• Chaque type de virus ne peut infecter qu’une gamme limitée de cellules hôte : notion de spectre d’hôte

• L’identification de la cellule hôte se fait par un mécanisme de type « clé- serrure » entre certaines protéines virales et certaines protéines cellulaires

• Spectre d’hôte large : le virus peut contaminer plusieurs espèces (ex : Virus de la rage)

• Spectre d’hôte étroit : le virus ne peut contaminer qu’une seule espèce (ex : HIV)

• Elargissement spectre: rupture barrière espèce (ex Coronavirus)

• les virus des eucaryotes sont en général propres à un tissu

• Grippe et cellules respiratoires,

• HIV et lymphocytes T4.

• Rotavirus et épithélium digestif

• plusieurs tissus: COVID-19 (poumon+++, et nombreux organes)

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3. Leur classification

• En fonction du génome, il existe deux grands groupes:

– les virus à ARN : hépatite A, rubéole, grippe, COVID-19 Mutations génétiques fréquentes

– les virus à ADN : hépatite B, varicelle, herpès.

• En fonction de l’existence d’une enveloppe ou non

– Virus nus : transmission interhumaine indirecte ou directe (Rotavirus, hépatite A…).

– Virus enveloppés (peu résistants aux détergents, chaleur/dessiccation) : transmission interhumaine directe (HIV, virus de l’hépatite B,virus de l’hépatite C, virus de la Grippe…).

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A NOTER

• En milieu hospitalier: grippe, diarrhées,

–

Patients et personnel

• Cas des AES

– Hépatite b – Hépatite C – VIH

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LES PARASITES

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Un parasite : organisme qui vit aux dépens d’un individu d’une autre espèce dont il peut

altérer la santé .

Le réservoir : élément dans lequel un parasite

se maintient et assure sa survivance.

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1.classification des parasites

On distingue deux grandes familles d’endoparasites:

• Les protozoaires : organismes unicellulaires eucaryotes (c’est- à-dire possédant un noyau contrairement aux bactéries qui sont des procaryotes) Leur reproduction est très complexe et peut être sexuée ou non sexuée.

– Plasmodium falciparum (agent du paludisme)

– Toxoplasma gondii (agent de la toxoplasmose)

– Entamoeba histolytica (agent de l’amibiase)

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1. classification des parasites

• Les helminthes, pluricellulaires (les vers) :

les nématodes ou némathelminthes : vers ronds, non segmentés

– le trichocéphale (Trichuris trichiura, agent de la trichocéphalose),

– l’oxyure (Enterobius vermicularis),

– l’ascaris (Ascaris lumbricoides responsable de l’ascaridiose)….

les plathelmintes: vers plats

• en trématodes non segmentés (douves, schistosomes…) et

• en cestodes segmentés (ténias, Echinococcus, …)

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Douve du foie

Ténia Ascaris

Filaire de Médine

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1. classification des parasites

Les ectoparasites

= parasites de la peau ou des phanères (cheveux, poils, ongles )

le sarcopte de la gale ( Sarcoptes scabiei )

les poux ( Pediculus capitis et P.humanus )

les morpions ( Phthirus pubis )

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Sarcoptes scabiei

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LES CHAMPIGNONS

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• Les mycoses sont des infections superficielles (cutanées, muqueuses) ou profondes

(organes) dues à des champignons.

synonyme: « infections fongiques »

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Les champignons sont constitués :

- d’éléments unicellulaires : levures (ex. : Candida)

- de filaments mycéliens : dermatophytes, Aspergillus, Penicillium

1. structure générale

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2. La classification morphologique

1.1 Les champignons filamenteux

• Les moisissures

(Ex: aspergillose : affection opportuniste grave )

• Les dermatophytes se développant dans la couche cornée de l’épiderme et dans les phanères (ongles, cheveux, poils)

(Ex: teignes, eczéma marginé au niveau des

plis, onychomycose au niveau des ongles)

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1.2 les champignons levuriformes

Il existe de nombreuses espèces de levures, de forme arrondie

Ex: candida dont l’espèce principale est le

Candida albicans (présent dans le TD en faible quantité)

2. La classification morphologique

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3. Facteurs favorisant les mycoses

• L’humidité, la macération des muqueuses.

• Un terrain fragilisé ou immunodéprimé.

• Les antibiotiques, les immunosuppresseurs (corticoïdes, antimitotiques).

• Les brûlures étendues ou les rayons X.

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LES PRIONS

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• Maladies à prions

: maladies rares et constamment mortelles

touchant le cerveau et se développant aussi bien chez l’homme que chez l’animal.

• Epidémie d’encéphalopathie spongiforme bovine

^{(ESB) ou}

« maladie de la vache folle » au milieu des années 1980 en Grande Bretagne. Diffusion de la maladie en raison des modifications des

procédés de fabrication des farines servant à nourrir le bétail au début des années 1980 (diminution des températures de chauffage).

• Maladie de Creutzfeld Jakob

: c’est la maladie à prion la plus connue chez l’Homme.

Le prion

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• Le prion

Maladies à prion sont transmissibles : bactérie, virus ????

Mais 1) aucune identification de microorganisme

2) les tissus restent infectieux après traitement par la chaleur ou les rayons UV

 Agent infectieux d’une autre nature.

En 1982, S.B Prusiner a émis l’hypothèse que l’agent infectieux était une protéine

Le prion = protéine dont la séquence en acides aminés est identique à celle d'une protéine normale, présente chez tous les mammifères : la

protéine PrPc. C’est un constituant des membranes cellulaires, des neurones en particulier.

1. structure générale

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• Le prion,

forme pathogène : PrPsc, (scrapie) a des propriétés anormales :

–

présente une conformation spatiale différente.

– n’est pas détruite par les enzymes qui

digèrent la forme normale.

– s’accumule dans le cerveau des patients

formant des dépôts.

Prusiner (Nobel 1997) : Une molécule de PrPsc peut convertir des molécules de PrPc d’une forme normale vers une forme anormale qui peuvent à leur tour convertir d’autres protéines normales vers des formes anormales… phénomène en cascade.