LES INFECTIONS ASSOCIEES AUX BIOFILMS

0UNIVERSITE MOHAMMED V

FACULTE DE MEDECINE ET DE

ANNEE : 2019

LES INFECTIONS ASSOCIÉES

Présentée et soutenue publiquement le

M

Neé le

Pour l'Obt

Doct

MOTS CLES:

Mr A. GAOUZI

Professeur d’endocrino

Mr Y. SEKHSOKH

Professeur de microbiologie

Mme M. CHADLI

Professeur de microbiologie

Mme S. EL HAMZAOUI

Professeur de microbiologie

UNIVERSITE MOHAMMED V-RABAT

FACULTE DE MEDECINE ET DE

PHARMACIE RABAT

THESE N°:

LES INFECTIONS ASSOCIÉES

AUX BIOFILMS

THESE

Présentée et soutenue publiquement le : ……/……/2019

PAR

Madame Wafa HAJOUBI

é le 05/09/1990 à Marrakech

Pour l'Obtention du Diplôme de

Docteur en Médecine

Biofilms, infections, Quorum qenching, Quorum sensing, Tolérance.

PRESIDENT

d’endocrino-pédiatrie

RAPPORTEUR

microbiologie

microbiologie

EL HAMZAOUI

microbiologie

JUGES

THESE N°:212

LES INFECTIONS ASSOCIÉES

: ……/……/2019

Biofilms, infections, Quorum qenching, Quorum sensing, Tolérance.

PRESIDENT

RAPPORTEUR

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٨٥

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DOYENS HONORAIRES :

1962 – 1969 : ProfesseurAbdelmalek FARAJ 1969 – 1974 : Professeur Abdellatif BERBICH 1974 – 1981 : Professeur Bachir LAZRAK 1981 – 1989 : Professeur Taieb CHKILI

1989 – 1997 : Professeur Mohamed Tahar ALAOUI 1997 – 2003 : Professeur AbdelmajidBELMAHI 2003 – 2013 : Professeur Najia HAJJAJ – HASSOUNI

ADMINISTRATION :

Doyen

Professeur Mohamed ADNAOUI

Vice Doyen chargé des Affaires Académiques et estudiantines Professeur Brahim LEKEHAL

Vice Doyen chargé de la Recherche et de la Coopération Professeur Taoufiq DAKKA

Vice Doyen chargé des Affaires Spécifiques à la Pharmacie Professeur Jamal TAOUFIK

Secrétaire Général

Mr. Mohamed KARRA UNIVERSITE MOHAMMED V

FACULTE DE MEDECINE ET DE PHARMACIE RABAT

1-

PROFESSEURS :

Décembre 1984

Pr. MAAOUNI Abdelaziz Médecine Interne – Clinique Royale

Pr. MAAZOUZI Ahmed Wajdi Anesthésie -Réanimation

Pr. SETTAF Abdellatif pathologie Chirurgicale

Novembre et Décembre 1985

Pr. BENSAID Younes Pathologie Chirurgicale

Janvier, Février et Décembre 1987

Pr. LACHKAR Hassan Médecine Interne

Pr. YAHYAOUI Mohamed Neurologie

Décembre 1989

Pr. ADNAOUI Mohamed Médecine Interne –Doyen de la FMPR

Pr. OUAZZANI Taïbi Mohamed Réda Neurologie

Janvier et Novembre 1990

Pr. HACHIM Mohammed* Médecine-Interne

Pr. KHARBACH Aîcha Gynécologie -Obstétrique

Pr. TAZI Saoud Anas Anesthésie Réanimation

Février Avril Juillet et Décembre 1991

Pr. AZZOUZI Abderrahim Anesthésie Réanimation –Doyen de la FMPO

Pr. BAYAHIA Rabéa Néphrologie

Pr. BELKOUCHI Abdelkader Chirurgie Générale

Pr. BENCHEKROUN Belabbes Abdellatif Chirurgie Générale

Pr. BENSOUDA Yahia Pharmacie galénique

Pr. BERRAHO Amina Ophtalmologie

Pr. BEZZAD Rachid Gynécologie Obstétrique Méd Chef Maternité des

Orangers

Pr. CHERRAH Yahia Pharmacologie

Pr. CHOKAIRI Omar Histologie Embryologie

Pr. KHATTAB Mohamed Pédiatrie

Pr. SOULAYMANI Rachida Pharmacologie – Dir. du Centre National PV Rabat

Pr. TAOUFIK Jamal Chimie thérapeutique V.D à la pharmacie+Dir

duCEDOC+Directeur du Médicament

Décembre 1992

Pr. AHALLAT Mohamed Chirurgie Générale Doyen de FMPT

Pr. BENSOUDA Adil Anesthésie Réanimation

Pr. CHAHED OUAZZANI Laaziza Gastro-Entérologie

Pr. CHRAIBI Chafiq Gynécologie Obstétrique

Pr. FELLAT Rokaya Cardiologie

Pr. GHAFIR Driss* Médecine Interne

Pr. JIDDANE Mohamed Anatomie

Pr. TAGHY Ahmed Chirurgie Générale

Pr. ZOUHDI Mimoun Microbiologie

Mars 1994

Pr. BENJAAFAR Noureddine Radiothérapie

Pr. BEN RAIS Nozha Biophysique

Pr. CAOUI Malika Biophysique

Pr. CHRAIBI Abdelmjid Endocrinologie et Maladies Métaboliques Doyen de la FMPA

Pr. EL AMRANI Sabah Gynécologie Obstétrique

Pr. EL BARDOUNI Ahmed Traumato-Orthopédie

Pr. EL HASSANI My Rachid Radiologie

Pr. ERROUGANI Abdelkader Chirurgie Générale- Directeur CHIS -Rabat

Pr. ESSAKALI Malika Immunologie

Pr. ETTAYEBI Fouad Chirurgie Pédiatrique

Pr. HASSAM Badredine Dermatologie

Pr. IFRINE Lahssan Chirurgie Générale

Pr. MAHFOUD Mustapha Traumatologie – Orthopédie

Pr. RHRAB Brahim Gynécologie –Obstétrique

Pr. SENOUCI Karima Dermatologie

Mars 1994

Pr. ABBAR Mohamed* Urologie Directeur Hôpital My Ismail Meknès

Pr. ABDELHAK M’barek Chirurgie – Pédiatrique

Pr. BENTAHILA Abdelali Pédiatrie

Pr. BENYAHIA Mohammed Ali Gynécologie – Obstétrique

Pr. BERRADA Mohamed Saleh Traumatologie – Orthopédie

Pr. CHERKAOUI LallaOuafae Ophtalmologie

Pr. LAKHDAR Amina Gynécologie Obstétrique

Pr. MOUANE Nezha Pédiatrie

Mars 1995

Pr. ABOUQUAL Redouane Réanimation Médicale

Pr. AMRAOUI Mohamed Chirurgie Générale

Pr. BAIDADA Abdelaziz Gynécologie Obstétrique

Pr. BARGACH Samir Gynécologie Obstétrique

Pr. DRISSI KAMILI Med Nordine* Anesthésie Réanimation

Pr. EL MESNAOUI Abbes Chirurgie Générale

Pr. ESSAKALI HOUSSYNI Leila Oto-Rhino-Laryngologie

Pr. HDA Abdelhamid* Cardiologie - Directeur du Service de Santé des FAR

Pr. IBEN ATTYA ANDALOUSSI Ahmed Urologie

Pr. OUAZZANI CHAHDI Bahia Ophtalmologie

Pr. SEFIANI Abdelaziz Génétique

Pr. ZEGGWAGH Amine Ali Réanimation Médicale

Décembre 1996

Pr. BELKACEM Rachid Chirurgie Pédiatrie

Pr. BOULANOUAR Abdelkrim Ophtalmologie

Pr. EL ALAMI EL FARICHA EL Hassan Chirurgie Générale

Pr. GAOUZI Ahmed Pédiatrie

Pr. MAHFOUDI M’barek* Radiologie

Pr. OUZEDDOUN Naima Néphrologie

Pr. ZBIR EL Mehdi* Cardiologie DirecteurHôp. Mil.d’Instruction Med V Rabat

Novembre 1997

Pr. ALAMI Mohamed Hassan Gynécologie-Obstétrique

Pr. BEN SLIMANE Lounis Urologie

Pr. BIROUK Nazha Neurologie

Pr. ERREIMI Naima Pédiatrie

Pr. FELLAT Nadia Cardiologie

Pr. KADDOURI Noureddine Chirurgie Pédiatrique

Pr. KOUTANI Abdellatif Urologie

Pr. LAHLOU Mohamed Khalid Chirurgie Générale

Pr. MAHRAOUI CHAFIQ Pédiatrie

Pr. TAOUFIQ Jallal Psychiatrie Directeur Hôp. Arrazi Salé

Pr. YOUSFI MALKI Mounia Gynécologie Obstétrique

Novembre 1998

Pr. BENOMAR ALI Neurologie – Doyen de la FMP Abulcassis

Pr. BOUGTAB Abdesslam Chirurgie Générale

Pr. ER RIHANI Hassan Oncologie Médicale

Pr. BENKIRANE Majid* Hématologie

Janvier 2000

Pr. ABID Ahmed* Pneumophtisiologie

Pr. AIT OUMAR Hassan Pédiatrie

Pr. BENJELLOUN DakhamaBadr.S Pédiatrie

Pr. BOURKADI Jamal-Eddine Pneumo-phtisiologie Directeur Hôp. My Youssef Pr. CHARIF CHEFCHAOUNI Al MontacerChirurgie Générale

Pr. ECHARRAB El Mahjoub Chirurgie Générale

Pr. EL FTOUH Mustapha Pneumo-phtisiologie

Pr. EL MOSTARCHID Brahim* Neurochirurgie

Pr. MAHMOUDI Abdelkrim* Anesthésie-Réanimation

Pr. TACHINANTE Rajae Anesthésie-Réanimation

Pr. TAZI MEZALEK Zoubida Médecine Interne

Novembre 2000

Pr. AIDI Saadia Neurologie

Pr. AJANA Fatima Zohra Gastro-Entérologie

Pr. BENAMR Said Chirurgie Générale

Pr. CHERTI Mohammed Cardiologie

Pr. ECH-CHERIF EL KETTANI Selma Anesthésie-Réanimation

Pr. EL HASSANI Amine Pédiatrie Directeur Hôp. ChekikhZaied

Pr. EL KHADER Khalid Urologie

Pr. EL MAGHRAOUI Abdellah* Rhumatologie

Pr. GHARBI Mohamed El Hassan Endocrinologie et Maladies Métaboliques

Pr. ROUIMI Abdelhadi* Neurologie

Décembre 2000

Pr. ZOHAIR ABDELAH* ORL

Décembre 2001

Pr. BALKHI Hicham* Anesthésie-Réanimation

Pr. BENABDELJLIL Maria Neurologie

Pr. BENAMAR Loubna Néphrologie

Pr. BENAMOR Jouda Pneumo-phtisiologie

Pr. BENELBARHDADI Imane Gastro-Entérologie

Pr. BENNANI Rajae Cardiologie

Pr. BENOUACHANE Thami Pédiatrie

Pr. BEZZA Ahmed* Rhumatologie

Pr. BOUCHIKHI IDRISSI Med Larbi Anatomie

Pr. BOUMDIN El Hassane* Radiologie

Pr. CHAT Latifa Radiologie

Pr. DAALI Mustapha* Chirurgie Générale

Pr. DRISSI Sidi Mourad* Radiologie

Pr. EL HIJRI Ahmed Anesthésie-Réanimation

Pr. EL MAAQILI Moulay Rachid Neuro-Chirurgie

Pr. EL MADHI Tarik Chirurgie-Pédiatrique

Pr. EL OUNANI Mohamed Chirurgie Générale

Pr. ETTAIR Said Pédiatrie Directeur. Hôp.d’Enfants Rabat

Pr. GAZZAZ Miloudi* Neuro-Chirurgie

Pr. HRORA Abdelmalek Chirurgie Générale

Pr. KABBAJ Saad Anesthésie-Réanimation

Pr. KABIRI EL Hassane* Chirurgie Thoracique

Pr. LAMRANI Moulay Omar Traumatologie Orthopédie

Pr. LEKEHAL Brahim Chirurgie Vasculaire Périphérique

Pr. MAHASSIN Fattouma* Médecine Interne

Pr. MEDARHRI Jalil Chirurgie Générale

Pr. MIKDAME Mohammed* Hématologie Clinique

Pr. MOHSINE Raouf Chirurgie Générale

Pr. NOUINI Yassine Urologie Directeur Hôpital Ibn Sina

Pr. SABBAH Farid Chirurgie Générale

Pr. SEFIANI Yasser Chirurgie Vasculaire Périphérique

Pr. TAOUFIQ BENCHEKROUN Soumia Pédiatrie

Décembre 2002

Pr. AL BOUZIDI Abderrahmane* Anatomie Pathologique

Pr. AMEUR Ahmed * Urologie

Pr. AMRI Rachida Cardiologie

Pr. AOURARH Aziz* Gastro-Entérologie

Pr. BAMOU Youssef * Biochimie-Chimie

Pr. BELMEJDOUB Ghizlene* Endocrinologie et Maladies Métaboliques

Pr. BENZEKRI Laila Dermatologie

Pr. BENZZOUBEIR Nadia Gastro-Entérologie

Pr. BICHRA Mohamed Zakariya* Psychiatrie

Pr. CHOHO Abdelkrim * Chirurgie Générale

Pr. CHKIRATE Bouchra Pédiatrie

Pr. EL ALAMI EL FELLOUS Sidi Zouhair Chirurgie Pédiatrique

Pr. EL HAOURI Mohamed * Dermatologie

Pr. FILALI ADIB Abdelhai Gynécologie Obstétrique

Pr. HAJJI Zakia Ophtalmologie

Pr. IKEN Ali Urologie

Pr. JAAFAR Abdeloihab* Traumatologie Orthopédie

Pr. KRIOUILE Yamina Pédiatrie

Pr. MABROUK Hfid* Traumatologie Orthopédie

Pr. MOUSSAOUI RAHALI Driss* Gynécologie Obstétrique

Pr. OUJILAL Abdelilah Oto-Rhino-Laryngologie

Pr. RACHID Khalid * Traumatologie Orthopédie

Pr. RAISS Mohamed Chirurgie Générale

Pr. RGUIBI IDRISSI Sidi Mustapha* Pneumophtisiologie

Pr. RHOU Hakima Néphrologie

Pr. SIAH Samir * Anesthésie Réanimation

Pr. THIMOU Amal Pédiatrie

Pr. ZENTAR Aziz* Chirurgie Générale

Janvier 2004

Pr. ABDELLAH El Hassan Ophtalmologie

Pr. AMRANI Mariam Anatomie Pathologique

Pr. BENBOUZID Mohammed Anas Oto-Rhino-Laryngologie

Pr. BENKIRANE Ahmed* Gastro-Entérologie

Pr. BOUGHALEM Mohamed* Anesthésie Réanimation

Pr. BOULAADAS Malik Stomatologie et Chirurgie Maxillo-faciale

Pr. BOURAZZA Ahmed* Neurologie

Pr. CHAGAR Belkacem* Traumatologie Orthopédie

Pr. CHERRADI Nadia Anatomie Pathologique

Pr. EL FENNI Jamal* Radiologie

Pr. EL HANCHI ZAKI Gynécologie Obstétrique

Pr. EL KHORASSANI Mohamed Pédiatrie

Pr. EL YOUNASSI Badreddine* Cardiologie

Pr. HACHI Hafid Chirurgie Générale

Pr. JABOUIRIK Fatima Pédiatrie

Pr. KHARMAZ Mohamed Traumatologie Orthopédie

Pr. MOUGHIL Said Chirurgie Cardio-Vasculaire

Pr. OUBAAZ Abdelbarre* Ophtalmologie

Pr. TARIB Abdelilah* Pharmacie Clinique

Pr. TIJAMI Fouad Chirurgie Générale

Pr. ZARZUR Jamila Cardiologie

Janvier 2005

Pr. ABBASSI Abdellah Chirurgie Réparatrice et Plastique

Pr. AL KANDRY Sif Eddine* Chirurgie Générale

Pr. ALLALI Fadoua Rhumatologie

Pr. AMAZOUZI Abdellah Ophtalmologie

Pr. AZIZ Noureddine* Radiologie

Pr. BAHIRI Rachid Rhumatologie Directeur. Hôp. Al Ayachi Salé

Pr. BENYASS Aatif Cardiologie

Pr. DOUDOUH Abderrahim* Biophysique

Pr. EL HAMZAOUI Sakina* Microbiologie

Pr. HAJJI Leila Cardiologie (mise en disponibilité)

Pr. HESSISSEN Leila Pédiatrie

Pr. JIDAL Mohamed* Radiologie

Pr. LAAROUSSI Mohamed Chirurgie Cardio-vasculaire

Pr. LYAGOUBI Mohammed Parasitologie

Pr. RAGALA Abdelhak Gynécologie Obstétrique

Pr. SBIHI Souad Histo-Embryologie Cytogénétique

Pr. ZERAIDI Najia Gynécologie Obstétrique

Avril 2006

Pr. ACHEMLAL Lahsen* Rhumatologie

Pr. AKJOUJ Said* Radiologie

Pr. BELMEKKI Abdelkader* Hématologie

Pr. BENCHEIKH Razika O.R.L

Pr. BIYI Abdelhamid* Biophysique

Pr. BOUHAFS Mohamed El Amine Chirurgie - Pédiatrique Pr. BOULAHYA Abdellatif* Chirurgie Cardio – Vasculaire Pr. CHENGUETI ANSARI Anas Gynécologie Obstétrique

Pr. DOGHMI Nawal Cardiologie

Pr. FELLAT Ibtissam Cardiologie

Pr. FAROUDY Mamoun Anesthésie Réanimation

Pr. HARMOUCHE Hicham Médecine Interne

Pr. HANAFI Sidi Mohamed* Anesthésie Réanimation

Pr. IDRISS LAHLOU Amine* Microbiologie

Pr. JROUNDI Laila Radiologie

Pr. KARMOUNI Tariq Urologie

Pr. KILI Amina Pédiatrie

Pr. KISRA Hassan Psychiatrie

Pr. KISRA Mounir Chirurgie – Pédiatrique

Pr. LAATIRIS Abdelkader* Pharmacie Galénique

Pr. LMIMOUNI Badreddine* Parasitologie

Pr. MANSOURI Hamid* Radiothérapie

Pr. OUANASS Abderrazzak Psychiatrie

Pr. SAFI Soumaya* Endocrinologie

Pr. SEKKAT Fatima Zahra Psychiatrie

Pr. SOUALHI Mouna Pneumo – Phtisiologie

Pr. TELLAL Saida* Biochimie

Pr. ZAHRAOUI Rachida Pneumo – Phtisiologie

Decembre 2006

Pr SAIR Khalid Chirurgie générale Dir. Hôp.Av.Marrakech

Octobre 2007

Pr. ABIDI Khalid Réanimation médicale

Pr. ACHACHI Leila Pneumo phtisiologie

Pr. ACHOUR Abdessamad* Chirurgie générale

Pr. AMHAJJI Larbi* Traumatologie orthopédie

Pr. AOUFI Sarra Parasitologie

Pr. BAITE Abdelouahed* Anesthésie réanimation Directeur ERSSM

Pr. BALOUCH Lhousaine* Biochimie-chimie

Pr. BENZIANE Hamid* Pharmacie clinique

Pr. BOUTIMZINE Nourdine Ophtalmologie

Pr. CHARKAOUI Naoual* Pharmacie galénique

Pr. EHIRCHIOU Abdelkader* Chirurgie générale

Pr. EL BEKKALI Youssef * Chirurgie cardio-vasculaire

Pr. ELABSI Mohamed Chirurgie générale

Pr. EL MOUSSAOUI Rachid Anesthésie réanimation

Pr. EL OMARI Fatima Psychiatrie

Pr. GHARIB Noureddine Chirurgie plastique et réparatrice

Pr. HADADI Khalid* Radiothérapie

Pr. ICHOU Mohamed* Oncologie médicale

Pr. ISMAILI Nadia Dermatologie

Pr. KEBDANI Tayeb Radiothérapie

Pr. LALAOUI SALIM Jaafar* Anesthésie réanimation

Pr. LOUZI Lhoussain* Microbiologie

Pr. MADANI Naoufel Réanimation médicale

Pr. MAHI Mohamed* Radiologie

Pr. MARC Karima Pneumo phtisiologie

Pr. MASRAR Azlarab Hématologie biologique

Pr. MRANI Saad* Virologie

Pr. OUZZIF Ezzohra* Biochimie-chimie

Pr. RABHI Monsef* Médecine interne

Pr. RADOUANE Bouchaib* Radiologie

Pr. SEFFAR Myriame Microbiologie

Pr. SEKHSOKH Yessine* Microbiologie

Pr. SIFAT Hassan* Radiothérapie

Pr. TABERKANET Mustafa* Chirurgie vasculaire périphérique

Pr. TACHFOUTI Samira Ophtalmologie

Pr. TAJDINE Mohammed Tariq* Chirurgie générale

Pr. TANANE Mansour* Traumatologie orthopédie

Pr. TLIGUI Houssain Parasitologie

Pr. TOUATI Zakia Cardiologie

Décembre 2008

Pr TAHIRI My El Hassan* Chirurgie Générale

Mars 2009

Pr. ABOUZAHIR Ali* Médecine interne

Pr. AGDR Aomar* Pédiatre

Pr. AIT BENHADDOU El hachmia Neurologie

Pr. AKHADDAR Ali* Neuro-chirurgie

Pr. ALLALI Nazik Radiologie

Pr. AMINE Bouchra Rhumatologie

Pr. ARKHA Yassir Neuro-chirurgieDirecteur Hôp.des Spécialités

Pr. BELYAMANI Lahcen* Anesthésie Réanimation

Pr. BJIJOU Younes Anatomie

Pr. BOUHSAIN Sanae* Biochimie-chimie

Pr. BOUI Mohammed* Dermatologie

Pr. BOUNAIM Ahmed* Chirurgie Générale

Pr. BOUSSOUGA Mostapha* Traumatologie orthopédique

Pr. CHTATA Hassan Toufik* Chirurgie vasculaire périphérique

Pr. DOGHMI Kamal* Hématologie clinique

Pr. EL MALKI Hadj Omar Chirurgie Générale

Pr. EL OUENNASS Mostapha* Microbiologie

Pr. ENNIBI Khalid* Médecine interne

Pr. FATHI Khalid Gynécologie obstétrique

Pr. HASSIKOU Hasna * Rhumatologie

Pr. KABBAJ Nawal Gastro-entérologie

Pr. KABIRI Meryem Pédiatrie

Pr. KARBOUBI Lamya Pédiatrie

Pr. LAMSAOURI Jamal* Chimie Thérapeutique

Pr. MARMADE Lahcen Chirurgie Cardio-vasculaire

Pr. MESKINI Toufik Pédiatrie

Pr. MESSAOUDI Nezha * Hématologie biologique

Pr. MSSROURI Rahal Chirurgie Générale

Pr. NASSAR Ittimade Radiologie

Pr. OUKERRAJ Latifa Cardiologie

Pr. RHORFI Ismail Abderrahmani * Pneumo-phtisiologie

Octobre 2010

Pr. ALILOU Mustapha Anesthésie réanimation

Pr. AMEZIANE Taoufiq* Médecine interne

Pr. BELAGUID Abdelaziz Physiologie

Pr. CHADLI Mariama* Microbiologie

Pr. CHEMSI Mohamed* Médecine aéronautique

Pr. DAMI Abdellah* Biochimie chimie

Pr. DARBI Abdellatif* Radiologie

Pr. DENDANE Mohammed Anouar Chirurgie pédiatrique

Pr. EL HAFIDI Naima Pédiatrie

Pr. EL KHARRAS Abdennasser* Radiologie

Pr. EL MAZOUZ Samir Chirurgie plastique et réparatrice

Pr. EL SAYEGH Hachem Urologie

Pr. ERRABIH Ikram Gastro entérologie

Pr. LAMALMI Najat Anatomie pathologique

Pr. MOSADIK Ahlam Anesthésie Réanimation

Pr. MOUJAHID Mountassir* Chirurgie générale

Pr. NAZIH Mouna* Hématologie biologique

Decembre 2010

Pr.ZNATI Kaoutar Anatomie Pathologique

Mai 2012

Pr. AMRANI Abdelouahed Chirurgie Pédiatrique

Pr. ABOUELALAA Khalil* Anesthésie Réanimation

Pr. BENCHEBBA Driss* Traumatologie Orthopédique

Pr. DRISSI Mohamed* Anesthésie Réanimation

Pr. EL ALAOUI MHAMDI Mouna Chirurgie Générale Pr. EL KHATTABI Abdessadek* Médecine Interne

Pr. EL OUAZZANI Hanane* Pneumophtisiologie

Pr. ER-RAJI Mounir Chirurgie Pédiatrique

Pr. JAHID Ahmed Anatomie pathologique

Pr. MEHSSANI Jamal* Psychiatrie

Pr. RAISSOUNI Maha* Cardiologie

*Enseignants Militaires

Février 2013

Pr. AHID Samir Pharmacologie – Chimie

Pr. AIT EL CADI Mina Toxicologie

Pr. AMRANI HANCHI Laila Gastro-Entérologie

Pr. AMOUR Mourad Anesthésie Réanimation

Pr. AWAB Almahdi Anesthésie Réanimation

Pr. BELAYACHI Jihane Réanimation Médicale

Pr. BELKHADIR Zakaria Houssain Anesthésie Réanimation

Pr. BENCHEKROUN Laila Biochimie-Chimie

Pr. BENKIRANE Souad Hématologie biologique

Pr. BENNANA Ahmed* Informatique Pharmaceutique

Pr. BENSGHIR Mustapha* Anesthésie Réanimation

Pr. BENYAHIA Mohammed* Néphrologie

Pr. BOUATIA Mustapha Chimie Analytique et Bromatologie

Pr. BOUABID Ahmed Salim* Traumatologie Orthopédie

Pr. BOUTARBOUCH Mahjouba Anatomie

Pr. CHAIB Ali* Cardiologie

Pr. DENDANE Tarek Réanimation Médicale

Pr. DINI Nouzha* Pédiatrie

Pr. ECH-CHERIF EL KETTANI Mohamed Ali Anesthésie Réanimation Pr. ECH-CHERIF EL KETTANI Najwa Radiologie

Pr. ELFATEMI Nizare Neuro-Chirurgie

Pr. EL GUERROUJ Hasnae Médecine Nucléaire

Pr. EL HARTI Jaouad Chimie Thérapeutique

Pr. EL JOUDI Rachid* Toxicologie

Pr. EL KABABRI Maria Pédiatrie

Pr. EL KHANNOUSSI Basma Anatomie Pathologie

Pr. EL KORAICHI Alae Anesthésie Réanimation

Pr. EN-NOUALI Hassane* Radiologie

Pr. ERRGUIG Laila Physiologie

Pr. FIKRI Meryim Radiologie

Pr. GHFIR Imade Médecine Nucléaire

Pr. IMANE Zineb Pédiatrie

Pr. IRAQI Hind Endocrinologie et maladies métaboliques

Pr. KABBAJ Hakima Microbiologie

Pr. KADIRI Mohamed* Psychiatrie

Pr. LATIB Rachida Radiologie

Pr. MAAMAR Mouna Fatima Zahra Médecine Interne

Pr. MEDDAH Bouchra Pharmacologie

Pr. MELHAOUI Adyl Neuro-chirurgie

Pr. MRABTI Hind Oncologie Médicale

Pr. NEJJARI Rachid Pharmacognosie

Pr. OUBEJJA Houda Chirurgie Pédiatrique

Pr. OUKABLI Mohamed* Anatomie Pathologique

Pr. RAHALI Younes Pharmacie Galénique

Pr. RATBI Ilham Génétique

Pr. RAHMANI Mounia Neurologie

Pr. REDA Karim* Ophtalmologie

Pr. REGRAGUI Wafa Neurologie

Pr. RKAIN Hanan Physiologie

Pr. ROSTOM Samira Rhumatologie

Pr. ROUAS Lamiaa Anatomie Pathologique

Pr. ROUIBAA Fedoua* Gastro-Entérologie

Pr. SALIHOUN Mouna Gastro-Entérologie

Pr. SAYAH Rochde Chirurgie Cardio-Vasculaire

Pr. SEDDIK Hassan* Gastro-Entérologie

Pr. ZERHOUNI Hicham Chirurgie Pédiatrique

Pr. ZINE Ali* Traumatologie Orthopédie

Avril 2013

Pr. EL KHATIB Mohamed Karim* Stomatologie et Chirurgie Maxillo-faciale

MAI 2013

Pr.BOUSLIMAN Yassir Toxicologie

MARS 2014

Pr. ACHIR Abdellah Chirurgie Thoracique

Pr. BENCHAKROUN Mohammed * Traumatologie- Orthopédie

Pr. BOUCHIKH Mohammed Chirurgie Thoracique

Pr. EL KABBAJ Driss * Néphrologie

Pr. HARDIZI Houyam Histologie- Embryologie-Cytogénétique

Pr. HASSANI Amale * Pédiatrie

Pr. HERRAK Laila Pneumologie

Pr. JANANE Abdellah * Urologie

Pr. JEAIDI Anass * Hématologie Biologique

Pr. KOUACH Jaouad* Génycologie-Obstétrique

Pr. LEMNOUER Abdelhay* Microbiologie

Pr. MAKRAM Sanaa * Pharmacologie

Pr. OULAHYANE Rachid* Chirurgie Pédiatrique

Pr. RHISSASSI Mohamed Jaafar CCV

Pr. SABRY Mohamed* Cardiologie

Pr. SEKKACH Youssef* Médecine Interne

Pr. TAZI MOUKHA Zakia Génécologie-Obstétrique

AVRIL 2014

Pr.ZALAGH Mohammed ORL

PROFESSEURS AGREGES :

DECEMBRE 2014

Pr. ABILKASSEM Rachid* Pédiatrie

Pr. AIT BOUGHIMA Fadila Médecine Légale

Pr. BEKKALI Hicham * Anesthésie-Réanimation Pr. BENAZZOU Salma Chirurgie Maxillo-Faciale Pr. BOUABDELLAH Mounya Biochimie-Chimie

Pr. BOUCHRIK Mourad* Parasitologie Pr. DERRAJI Soufiane* Pharmacie Clinique Pr. DOBLALI Taoufik* Microbiologie Pr. EL AYOUBI EL IDRISSI Ali Anatomie

Pr. EL GHADBANE Abdedaim Hatim* Anesthésie-Réanimation Pr. EL MARJANY Mohammed* Radiothérapie

Pr. FEJJAL Nawfal Chirurgie Réparatrice et Plastique Pr. JAHIDI Mohamed* O.R.L

Pr. LAKHAL Zouhair* Cardiologie

Pr. OUDGHIRI Nezha Anesthésie-Réanimation

Pr. RAMI Mohamed Chirurgie Pédiatrique

Pr. SABIR Maria Psychiatrie

Pr. SBAI IDRISSI Karim* Médecine préventive, santé publique et Hyg.

AOUT 2015

Pr. MEZIANE Meryem Dermatologie Pr. TAHRI Latifa Rhumatologie

JANVIER 2016

Pr. BENKABBOU Amine Chirurgie Générale Pr. EL ASRI Fouad* Ophtalmologie Pr. ERRAMI Noureddine* O.R.L

Pr. NITASSI Sophia O.R.L

JUIN 2017

Pr. ABI Rachid* Microbiologie Pr. ASFALOU Ilyasse* Cardiologie

Pr. BOUAYTI El Arbi* Médecine préventive, santé publique et Hyg. Pr. BOUTAYEB Saber Oncologie Médicale

Pr. EL GHISSASSI Ibrahim Oncologie Médicale Pr. OURAINI Saloua* O.R.L

Pr. RAZINE Rachid Médecine préventive, santé publique et Hyg. Pr. ZRARA Abdelhamid* Immunologie

* Enseignants Militaires

2- ENSEIGNANTS – CHERCHEURS SCIENTIFIQUES PROFESSEURS / PRs. HABILITES

Pr. ABOUDRAR Saadia Physiologie

Pr. ALAMI OUHABI Naima Biochimie – chimie

Pr. ALAOUI Katim Pharmacologie

Pr. ALAOUI SLIMANI Lalla Naïma Histologie-Embryologie

Pr. ANSAR M’hammed Chimie Organique et Pharmacie Chimique

Pr. BARKIYOU Malika Histologie-Embryologie

Pr. BOUHOUCHE Ahmed Génétique Humaine

Pr. BOUKLOUZE Abdelaziz Applications Pharmaceutiques

Pr. CHAHED OUAZZANI Lalla Chadia Biochimie – chimie

Pr. DAKKA Taoufiq Physiologie

Pr. FAOUZI Moulay El Abbes Pharmacologie

Pr. IBRAHIMI Azeddine Biologie moléculaire/Biotechnologie Pr. KHANFRI Jamal Eddine Biologie

Pr. OULAD BOUYAHYA IDRISSI Med Chimie Organique Pr. REDHA Ahlam Chimie

Pr. TOUATI Driss Pharmacognosie Pr. ZAHIDI Ahmed Pharmacologie

Mise à jour le 10/10/2018 Khaled Abdellah

A Allah

Tout puissant

Qui m’a inspiré

Qui m’a guidé dans le bon chemin

Je vous dois ce que je suis devenue

Louanges et remerciements

Pour votre clémence et miséricorde

A Vous Dieu Miséricordieux,

Je dis MERCI

MES TRES CHERS PARENTS

Pour lesquels le remercîment ne sera jamais suffisant pour

récompenser leurs immenses sacrifices, leur soutien et appui

inconditionnel durant toutes les périodes de ma vie …

Ce travail est le fruit de vos efforts, de vos prières

incessantes, de votre tendresse, et de votre amour. J’espère

rester toujours digne de votre estime et ne jamais vous

décevoir.

Puisse DIEU, le tout puissant, vous préserver et vous

accorder santé, longue vie et bonheur.

MON CHER MARI

Pour son aide, son immense soutien et ses conseils.

Que DIEU réunisse nos chemins et que ce travail soit le témoignage de ma gratitude et de mon profond respect.

MA PETITE FILLE SARA

Quoique je dise, je ne saurais exprimer l’amour que j’ai pour toi.

Je te demande pardon pour ces longues journées d’absence,mais tous cela pour que tu seras un jour fière de ta maman Qu’Allah t’illumine

de Sa lumière.

Je t’aime ma princesse

MES TRES CHERES SŒURS

Votre présence et vos encouragements m’ont été d’une grande aide. Je vous souhaite une vie pleine de joie, de bonheur et d’amour. Je vous

aime !

Mes très chers frères

Les mots ne sauraient exprimer l’entendu de l’affection que j’ai pour vous et ma gratitude. Je vous dédie ce travail avec tous mes vœux de

A MA GRANDE MERE

Tes prières et tes encouragements ont été pour moi un grand soutien moral.

Qu’Allah te préserve, t’accord santé, bonheur et longue vie

A MA BELLE-FAMILLE,

Je vous remercie tout particulièrement pour votre soutien et prières. Puissiez-vous trouver dans ce

travail le témoin de mon affection sincère.

A TOUTES MA FAMILLE

Aucune dédicace ne saurait exprimer l’estime le

dévouement, le respect et l’amour que je vous porte.

À MES CHERES AMIES

SARA, FATIMA, HAJAR,HASNA, HANAA,

RIM,LOUBNA ET IMANE

Je vous dédie ce travail en témoignage de l’amour et l’affection que je porte pour vous. Je vous remercie pour tous les moments qu’on a passé

ensemble, de toute la joie et la tristesse qu’on a partagées ensemble.

Vous êtes mes âmes sœurs

اھئاضعا لك و ةايحلا ةيعمج ىلا ىلا اتسلاا جاحلا ذاتسلاا و ىملس ةجاحلا ةذ ث تبا . ينسحلا ىملس و انخاب سجرن ينوسحلا ةمطاف رميرم ةيدان ةرتاكدلا ىلا ناك نيذلا ةايحلل يترضن و ينيوكت ىلع يباجيلاا رثلاا مھل ءازجلا ريخ ﷲ مھازج

A TOUS CEUX QUE J’AIME

A toute personne m’ayant consacré un moment

pour m’aider, me conseiller, m’encourager ou

simplement me sourire.

A notre maitre et président de thèse

Mr. Ahmed GAOUZI

Professeur d’endocrino-pédiatrie

Vous nous avez fait un grand honneur en acceptant

aimablement la présidence de mon jury de thèse.

Nous garderons de vous, l’image d’un maitre généreux de

son savoir, d’un médecin humaniste, d’un scientifique

assoiffé de savoir

Que ce travail soit une occasion de vous exprimer nos

sentiments de gratitude, de respect et d’admiration les plus

A notre maître et rapporteur de thèse

Mr. Y. SEKHSOKH

Professeur de microbiologie.

Nous tenons à vous exprimer notre profonde reconnaissance

pour l’honneur que vous nous avez fait en acceptant de

diriger ce travail

Vous m’avez ébloui par votre sérieux, votre sympathie,

votre modestie, votre honnêteté, et toutes vos qualités

humaines. Je vous remercie infiniment pour avoir consacré

à ce travail une partie de votre temps précieux et de

m’avoir guidé avec rigueur et bienveillance.

Qu’Allah puisse vous procurer la santé .je vous dédie, cher

Maître, ce travail en témoignage de mes hautes

considérations, de ma profonde reconnaissance, et de ma

vive gratitude.

A notre maitre et juge de thèse

Mme S EL HAMZAOUI.

Professeur de microbiologie.

Je vous remercie d’avoir accepté de faire partie du jury de

cette thèse.

Veuillez accepter, Professeur, mes sincères expressions de

gratitude.

A notre maitre et Juge de Thèse

Mme chadli

Professeur de microbiologie

Je vous remercie d’avoir accepté de siéger parmi cet

honorable jury.

Avec toute ma gratitude, je vous prie d'agréer, Professeur,

l'expression de mon profond respect.

Liste des figures

Figure 1 : Stromatolithes en forme de biofilm

Figure 2 : Les cinq compartiments du système biofilm

Figure 3 : Cycle de développement simplifié d’un biofilm d’après Ghigo Figure 4 : Détachement superficiel du biofilm

Figure 5 : Mécanisme de Quorum Sensing chez les microorganismes Figure 6 : Principales infections associées aux biofilms

Figure 7 : Principale voies d’acquisition des micro-organismes lors d’un sondage vésical Figure 8 : Cathéter vasculaire : principales voies d’acquisition des microorganismes Figure 9 : Intubation endotrachéale : principales voies d’acquisition des microorganismes Figure 10 : Algorithme pour détecter un biofilm (traduite à partir de Percival et al. 2015) Figure 11 : Schéma représentant les modes de contamination de la légionellose

Figure 12 : Modèle actuellement proposé pour expliquer la tolérance des biofilms aux antibiotiques A et B

Figure 13 : Représentation schématique des mécanismes de tolérance des biofilms aux antimicrobiens

Figure 14 : Mécanismes du quorum sensing bactérien et des différentes stratégies de quorum quenching

Liste des tableaux

Tableau I : Composition typique d'un biofilm bactérien

Tableau II : Facteurs influençant l’attachement de cellules et la formation d’un biofilm.

Tableau III : Fréquence des infections urinaires selon le type d’agents pathogènes rencontrés d’après RAISIN 2004

Tableau IV : Liste de micro-organismes isolés à partir de biofilms formés sur des cathéters veineux centraux, d’après DONLAN 2008

Liste des abréviations

AFSSAPS : Agence Française de Sécurité Sanitaire des Produits de Santé

AHL : AcylHomosérines Lactones

AI : Auto inducteurs

AI-2 : Auto- inducteur 2

AO : Acridine Orange

ATP : Adénosine Triphosphate

BLSE : BêtaLactamases à Spectre Etendu

CAUTIs : Catheter-Associated Urinary Tract Infections

c-di-GMP : Le Cyclique (5-3) monophosphate -diguanosine CMEB : Concentration Minimale d'Eradication du Biofilm

CMI : Concentration Minimale Inhibitrice

CMIB : Concentration Minimale Inhibitrice du Biofilm

CSP : Competencestimulating peptide

CTC : 5-Cyano-2 ,3-ditoyl

CV : Cristal Violet

CVC : Central VenousCatheter

CVP : Catheter Veineux Périphérique

DMSO : DiMéthylSulfOxyde

DVLO : Dejarguin et Landau, Verwey et Overbeek

EDTA : EthyleneDiamineTetraaceticAcid

EPS : ExoPolySacharides

GMP-c : 3’-5’-Guanosine-MonophosPhate Cyclique

GTP : 3’-5’-Guanosine-TriphosPhate cyclique

IAS : Infection Associée aux Soins

IDK17 : kératopathie Infectieuse Cristalline

ILC : Infections Liée aux Catheters

IOAM : Infections Ostéo Articulaires sur Matériel

IU : Infection Urinaire

IUASAD : Infections Urinaires Associées au Sondage A Demeure

IUSV : Infections Urinaires liées au Sondage Vésical

LPS : LipoPolySaccharide

MCBL : Microscope Confocal à Balayage Laser

MEB : Microscopie Electronique à Balayage

MFA : Microscope à Force Atomique

NHSN : National HealthcareSafety Network

PAVM : Pneumopathie Aquise sous Ventilaion Mécanique

PGA : β-1,6-N-acetyl-D-glucosamine

QQ : Quorum Quenching

QQE : Quorum Quenching Enzyme

QS : Quorum Sensing

QSI : Quorum Sensing Inhibiteur

RAISIN : Rapport

SAD : Sondage A Demeure

SAM : S-AdenosylMethionine

SARM : S. Aureus Résistant à la Méticilline

SFHH : Société Française d'Hygiène Hospitalière

SLD : Soins de Longue Durée

SSR : Soins de Suite et Réadaptation

TRE : Tours de Refroidissement à l’Eau

SOMMAIRE

Introduction ... 1 I. Historique et découverte des biofilms ... 3 II. Description des biofilms ... 5 1. Définition ... 5 2. Composition du biofilm ... 6 3. Cycle de vie d’un biofilm ... 6 3.1.Formation et écologie du biofilm ... 7 3.1.1.Etapes de formation des biofilm ... 7

3.1.1.1. Mise en place d’un film conditionnant ... 8 3.1.1.2. Transfert des cellules bactériennes vers la surface... 8 3.1.1.3 Adhésion réversible et irréversible ... 9 3.1.1.4. Maturation ... 10 3.1.1.5. Dispersion et détachement cellulaire ... 11

3.1.2.Facteurs favorisant la formation des biofilms ... 13

3.1.2.1. Caractéristiques de la surface ... 13 3.1.2.1.1. Rugosité de la surface ... 13 3.1.2.1.2. Propriétés physico-chimiques de la surface ... 14 3.1.2.1.3. Présence de films protéiques sur la surface ... 14 3.1.2.2. Caractéristiques du milieu ... 14 3.1.2.3. Propriétés des cellules ... 15

3.1.3.Facteurs favorisant la dispersion d’un biofilm ... 16 3.2.Mécanismes régulateurs de la formation de biofilms ... 17 3.2.1. Quorumsensing ... 17 3.2.2.Régulation génétique par les cellules fixées ... 20 3.2.3.Régulation de la formation des biofilms par le GMP-c ... 20 3.2.4.Régulation de la formation des biofilms par l’acétyl phosphate et l’alarmone .... 20 3.2.5.Autres mécanismes régulateurs de la formation de biofilms ... 21

III. Conséquences médicales du développement du biofilm ... 21 1. Infections liées à un matériel implanté ... 23 1.1. Biofilms et infections du tractus urinaire ... 24

1.1.1. Définition des infections urinaires associées aux soins selon les

recommandations de la Société Française d’Hygiène Hospitalière de 2010 ... 25 1.1.2. Physiopathologie des infections associées au sondage urinaire ... 25 1.1.3. Épidémiologie des infections associées au sondage urinaire ... 27 1.1.4. Prévention des infections urinaires associées au sondage urinaire ... 29 1.1.5. Traitement des infections urinaires associées au sondage urinaire ... 30 1.2. Risque infectieux associé aux cathéters vasculaires ... 30

1.2.1.Définitions des infections associées aux cathéters vasculaires selon la Société Française d’Hygiène Hospitalière 2010 ... 32

1.2.1.1. Cathéters veineux centraux ... 32 1.2.1.2. Cathéters veineux périphériques ... 33

1.2.2.Physiopathologie des infections associées aux cathéters vasculaires ... 33 1.2.3.Épidémiologie des infections associées aux cathéters vasculaires ... 35 1.2.4. Prévention des infections associées aux cathéters ... 37 1.2. Biofilms et valves cardiaques artificielles ... 38 1.3. Pneumopathies acquises sous ventilation mécanique ... 38 1.4.1.Physiopathologie des pneumopathies acquises sous ventilation mécanique ... 39 1.4.2. Épidémiologie et facteurs de risque des pneumopathies acquises sous ventilation mécanique ... 40 1.4.3.Diagnostic microbiologique des pneumopathies acquises sous ventilation

mécanique ... 41

1.4.3.1. Diagnostic clinique ... 41 1.4.3.2. Diagnostic microbiologique ... 42

1.4.4.Facteurs de risque des pneumopathies acquises sous ventilation mécanique ... 42 1.4.5.Prévention ... 43 1.4. Biofilms et infections ostéo-articulaires sur matériel ... 43 1.5.1.Classification des infections ostéo-articulaires sur prothèse ... 44 1.5.2. Physiopathologie etépidémiologie des infections sur matériel ostéoarticulaires 45

1.5.3.Facteurs de risques des infections sur prothèse ... 46 1.5.4. Prévention ... 47 1.5. Biofilms et prothèses oculaires ... 47 2. Infections chroniques ... 48 2.1. Endocardite infectieuse ... 49 2.2. Mucoviscidose ... 49 2.3. Biofilms et Infections associées aux plaies chroniques ... 50 2.3.1. Diagnostic ... 50 2.3.2. Prévention et traitement ... 51 2.4. Biofilms de la plaque dentaire et caries dentaires ... 52 2.5. Légionellose ... 53 IV. Méthodes d’étude des biofilms ... 56 1. Techniques destructives ... 57 1.1. Comptage direct ... 57 1.2. Analyse d'Adénosine Triphosphate ... 57 1.3. Cristal Violet ... 57 2. Techniques non destructives ... 58 2.1. Microscope optique ... 58 2.2. Microscope confocal à balayage laser ... 58 2.3. Microscopie à Force Atomique ... 59 2.4. Microscopie électronique à balayage ... 59 2.5. Analyse d’images ... 60 V. Résistance et tolérances des biofilms aux antibiotiques ... 60 1. Résistance aux antibiotiques ... 60 2. Tolérance aux antibiotiques ... 60 3. Mécanismes de tolérance des biofilms aux antimicrobiens ... 61

3.1. Ralentissement de la pénétration des antimicrobiens par la matrice

exo-polysaccharidique ... 61 3.2. Ralentissement du rythme de croissance des cellules dans le biofilm ... 61 3.3. Augmentation du transfert génétique dans le biofilm ... 61

3.4. Expression des gènes de résistance dans le biofilm ... 61 3.5. Multi-résistance médiée par les pompes à efflux ... 62 3.6. Composition en stérols membranaires ... 62 3.7. Cellules persistantes ... 62 3.8. Comportement multicellulaire ... 63 VI. Stratégies thérapeutiques pour lutter contre les biofilms ... 64 1. Mesures préventives contre la formation des biofilms ... 64 1.1. Hygiène ... 64 1.2. Matériel imprégné d’antibactériens ... 65 1.3. Dispositifs imprégnés de substances hydrophiles ... 65 1.4. Verrous d’antibiotiques ou d’éthanol préventifs ... 65 1.5. Verrous d’agents chélateurs ... 65 2. Traitements curatifs contre les biofilms déjà formés ... 66 2.1. Elimination mécanique du biofilm ... 66 2.2. Antibiothérapie ... 66 2.3. Verrous antibiotiques curatifs ... 67 2.4.Ablation du dispositif ... 67 3. Nouvelles approches antibiofilms ... 68 3.1. Lutter contre la tolérance des biofilms aux antibiotiques ... 68 3.1.1. Inhiber l’adhésion initiale ... 68 3.1.2. Brouiller les communications, limiter la maturation ... 68 3.1.3. Favoriser la dispersion ... 69 3.1.4. Lutter contre les bactéries persistantes ... 69 3.2. Vaccin antibiofilm ... 70 3.3. Phagothérapie ... 70 3.4. Quorum Sensing bloqueurs ou Quorum Quenching ... 71 Conclusion ... 73 Références ... 77

1

Introduction

Dans la nature, les microorganismes peuvent se retrouver sous deux formes : planctonique ou fixée. Dans le cas de microorganismes planctoniques, ceux-ci sont libres et en suspension dans un milieu liquide. Le second mode de vie correspond à une forme fixée des microorganismes qui sont alors adhérés à un support et plus ou moins intégrés dans une matrice de substances extracellulaires. Cette seconde forme, appelée biofilm, représente le mode de vie microbien majoritaire dans la plupart des écosystèmes aquatiques. Cette tendance prédominante à vivre sous forme fixée et organisée en biofilm témoigne de l’intérêt crucial que ces microorganismes y trouvent. Ce mode de vie confère une meilleure résistance face aux agressions de l’environnement, par exemple des agressions chimiques par des acides, bases ou des antibiotiques ou encore des agressions biotiques, tels que des virus. Ce faisant, il permet de coloniser un milieu de manière plus durable. De plus, grâce à sa structuration spatiale, différents habitats peuvent se créer au sein même de cette organisation biologique qu’est le biofilm. Cette diversité de conditions environnementales peut également permettre de pérenniser le temps de résidence dans le milieu considéré(1).

Le terme de biofilm a été proposé en 1978 pour désigner une communauté de microorganismes enrobés d’une matrice hydratée, riche en polymères extracellulaires, et en contact avec une surface (2).

En médecine, les biofilms ont une importance particulière car ils sont associés à des problèmes majeurs de santé publique et impliqués dans un large éventail d’infections chez l’homme. Environ 65 % des infections sont dues à des biofilms dans les pays dits développés. Les biofilms sont aussi impliqués dans 60 % des infections nosocomiales et dans toutes les infections prothétiques (3). Ces derniers peuvent se former à la surface ou à l’intérieur des dispositifs médicaux implantés dans l’organisme (lentilles de contact, cathéter veineux central, sonde endotrachéale, dispositifs intra-utérins, valves cardiaques artificielles, pacemakers, cathéters de dialyse péritonéale, sondes urinaires, prothèses vocales…) ou encore les muqueuses du corps humain (4).

2

Les infections à biofilms sont résistantes aux traitements antibiotiques, et posent de sérieux problèmes en matière de santé publique. Certaines maladies peuvent même favoriser la formation de biofilms, exemple la mucoviscidose.

Depuis leur découverte et jusqu’à ce jour, les biofilms livrent en permanence de nouveaux secrets. De nombreuses hypothèses ont été proposées pour expliquer certains phénomènes comme les processus d‘adhésion, le Quorum Sensing et même la formation du biofilm lui-même comme avantage pour les microorganismes. La composition du milieu liquide (natureet concentration des matières organiques), le type de microorganismes (autotrophe ou hétérotrophe) et la surface servant de support au biofilm (toxique ou non toxique, vivante ou non) affectent, plus ou moins, la formation d’un biofilm. Une fois le biofilm formé, il commence à se développer (à mature) en fonction de contraintes environnementales auxquelles il est soumis. Celles-ci peuvent être de nature chimique (substances antimicrobiennes par exemple), physiques (champ magnétique, lumière, etc.) et hydrodynamiques (vitesse de la phase liquide, vitesse de la surface, structuration de la surface, etc.). La maturation du biofilm est fonction du temps ; il évolue de manière cyclique :plus le biofilm est âgé, plus la biomasse, le nombre de microorganismes et l‘épaisseur du biofilm sont importants jusqu’au décrochement et au renouvellement du biofilm(5).

L’étude des mécanismes moléculaires qui permettent la formation des biofilms devrait permettre de mieux maîtriser les développements pharmaceutiques et technologiques visant à prévenir ou à éradiquer leur formation. Ce qui exige un travail transversal utilisant des compétences liées à de nombreux domaines complémentaires : microbiologie, biologie, chimie des solutions, physico-chimie des surfaces, géologie, hydrologie, sciences des matériaux, etc.

L’objectif général de ce travail est de décrirele biofilm, suivre son développement, sa physiologie ainsi que les différents risques infectieux liésà leur formation et enfin la dernière partie sera réservée aux principales stratégies thérapeutiques utilisées pour lutter contre ces biofilms.

3

I.

Historique et découverte des biofilms

D’après les recherches les plus récentes, les bactéries seraient apparues sur Terre il y a environ 3,6 milliards d'années, soit bien avant l'apparition de l’homme lui-même, il y aenviron 100 mille années. L'homme ne se doutait pas de l'existence mêmedes micro-organismes jusqu’au 17ème siècle, lorsque Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) a développé le premier microscope. Il a visualisé et illustré graphiquement des «animalcules» (bactéries) trouvées dans sa propre plaque dentaire(6)

En 1884, Robert Koch a décrit une méthode pour identifier un micro-organisme en tant que cause de maladie(7). Les micro-organismes ont été beaucoup étudiés en suspension dans un liquide homogène ou par culture sur un milieu de culture solide (en boîte de Pétri), ce qui offre une vue très partielle de la vie microbienne dans la nature.

Claude E. Zobell(1904-1989), considéré comme le père de la microbiologie marine, démontra vers 1936 que les surfaces solides sont bénéfiques au développement des bactéries lors de leur conservation dans un milieu nutritif dilué. En 1943, il montra que de très faibles quantités de nutriments organiques s'adsorbent sur le verre etque cette concentration de matière organique favorise la formation de communautés bactériennes fixées sur les surfaces(8).

Plus récemment, des observations microscopiques quantitatives démontrent que plus de 99,9% des micro-organismes se développent sous forme de communautés agrégées "sessiles", c'est-à-dire, attachées à une surface, plutôt que comme "planctoniques" ou flottant dans le milieu(4). Les micro-organismes se fixent sur des surfaces (vivantes ou non vivantes), forment des « tapis » qui conduisent à la colonisation totale de la surface. Ces tapis bactériens constituent des « biofilms ».

Cette notion a été proposée en 1976 par William Costerton, directeur du « Center for Biofilm Engineering » de l’Université d’État du Montana. Depuis ces premières études, la définition du terme biofilm a constamment évolué selon l’avancement des différents travaux réalisés.

En 1989, Characklis définit les biofilms comme étant une association de micro-organismes inclus dans une matrice composée d’exopolymères et généralement attachés à la surface de divers matériaux (plastiques, métaux, particules, tissus vivants, etc.).En 1995,

4

Bourion décrivait les biofilms comme une communauté microbienne protégée par une matrice fibreuse de polymères extracellulaires et immobilisée sur une surface.

Plus tard, en 2003, Bosgiraud définit les biofilms comme des structures organisées permettant de nombreuses communications intercellulaires, afin d’assurer un équilibre et un mode de vie coopératif entre les micro-organismes composant les biofilms.

Aujourd’hui les biofilms sont décrits comme un ensemble de micro-organismes, adhérant entre eux ou à une interface solide-liquide, liquide-gaz et entourés d’une matrice hautement hydratée contenant en majorité des sucres, lipides,protéines, acides nucléiques extracellulaires et des matières minérales comme des sels .

En 2006, Allwood et al, ont annoncé dans le journal « Nature » que les stromatolithes, qui résultent de l’activité biologique de cyanobactéries, sont une forme de biofilm composés de micro-organismes, et qu‘ils ont été à l‘origine de la création de structures de pierre depuis des milliards d'années. Ces « pierres vivantes » étaient, à cette époque, la source unique d’oxygène dans l’atmosphère et donc source de vie sur notre planète (Figure 1)

5

II. Description des biofilms

1.

Définition

Tel que défini par Characklis and Marshall (1990), un biofilm est constitué de cellules immobilisées sur un support et généralement ancrées dans une matrice de polymères organiques d’origine microbienne. Ce terme de « biofilm» apparaît pour la première fois dans un article scientifique en 1975 dans la revue MicrobialEcology(10). Si le terme existe depuis une quarantaine d’années seulement, les biofilms quant à eux représentent un mode de vie bactérien bien plus ancien, retrouvé notamment dans des fossiles vieux de plus de 3,3 milliards d’années (11). Ainsi, à la différence des bactéries dites planctoniques, c'est-à-dire libres et en suspension dans un milieu liquide, un biofilm est un regroupement plus ou moins dense et organisé d’individus sur un support solide. Avec plus de 99% des espèces bactériennes capables de s’organiser sous forme de biofilm, ce mode de vie est omniprésent au sein des procaryotes (12). Preuve de l’avantage stratégique que ce mode de vie confère, la majorité des bactéries dans les milieux naturels se retrouve sous forme de biofilms (13). De manière simplifiée, cinq compartiments définissent et interagissent avec le biofilm :le support, le biofilm basal, le biofilm de surface, la phase liquide dans laquelle le biofilm est immergé, la phase gazeuse (14). Ils sont représentés sur la Figure

6

2. Composition du biofilm

Concernant plus précisément les compartiments purement biologiques (biofilm basal et de surface), un biofilm est principalement constitué de microorganismes pris dans une matrice de substances polymériques extracellulaires (EPS) secrétées par les dits microorganismes.

Les biofilms sont essentiellement constitués d’eau. Les microorganismes, qu’ils soient procaryotes, protozoaires ou métazoaires, et la matrice d’EPS ne représentent que 5% de la masse totale. Néanmoins, la matrice seule peut représenter jusqu’à 50 à 90% du carbone organique total du biofilm (15). Les EPS qui composent la matrice sont déterminantes pour l’acquisition de la structure morphologique. Elles confèrent notamment aux biofilms leur densité et leur force de cohésion interne et donc leur résistance aux phénomènes de détachement. Leur composition est très variable, puisqu’elle dépend des microorganismes qui les produisent mais aussi de signaux environnementaux qui vont générer des métabolismes et des communications intercellulaires qui influencent leur synthèse [11, 16].

Tableau I : Composition typique d'un biofilm bactérien(17).

Composés

Fraction

3. Cycle de vie d’un biofilm

Le cycle de mise en place d’un biofilm peut être considéré comme un équilibre dynamique entre les phénomènes qui tendent à en augmenter l’épaisseur (multiplication des cellules qui le composent ou agrégation de nouveaux organismes planctoniques, en

suspension) et les phénomènes qui tendent à en réduire l’épaisseur détachement)(18)

3.1. Formation 3.1.1. Etapes

Les bactéries semblent initier la formation d’un biofilm en répons environnementale, telle que le manque d’oxygène et de nutriments

traitement. Les biofilms peuvent se développer sur une grande variété de surfaces, incluant les tissus vivants ,les dispositifs médicaux, les canalisation

industriels, ou sur tout autre support retrouvé On distingue généralement cinq é
Mise en place d’un film conditionnant

Transfert des cellules bactériennes vers la surface
Adhésion réversible et irréversible des microorganisme
Croissance, colonisation et maturation sur la surface
Dispersion, détachement cellulaire

Figure 3 : Cycle de développement simplifié d’un biofilm d’après Ghigo2003

7

suspension) et les phénomènes qui tendent à en réduire l’épaisseur

. Formation et écologie du biofilm . Etapes de formation des biofilm

Les bactéries semblent initier la formation d’un biofilm en répons

environnementale, telle que le manque d’oxygène et de nutriments ou la présence d’un Les biofilms peuvent se développer sur une grande variété de surfaces, incluant les

,les dispositifs médicaux, les canalisations des systèmesd’eau sur tout autre support retrouvé dans le sol ou dans les milieux aquatiques On distingue généralement cinq étapes de formation des biofilms :

Mise en place d’un film conditionnant ;

Transfert des cellules bactériennes vers la surface ;

réversible et irréversible des microorganismes sur la surface conditionnée Croissance, colonisation et maturation sur la surface ;

Dispersion, détachement cellulaire.

de développement simplifié d’un biofilm d’après Ghigo2003

suspension) et les phénomènes qui tendent à en réduire l’épaisseur (mécanismes de

Les bactéries semblent initier la formation d’un biofilm en réponse à une pression ou la présence d’un Les biofilms peuvent se développer sur une grande variété de surfaces, incluant les systèmesd’eau potable ou dans le sol ou dans les milieux aquatiques(6)

s sur la surface conditionnée ;

8

3.1.1.1. Mise en place d’un film conditionnant

Cette étape est rapide, elle a lieu quelques minutes après l’exposition d’une surface propre à un fluide contenant des micro-organismes. Avant qu’une surface ne soit exposée dans un milieu liquide, elle est chargée soit négativement ou positivement. Après l‘exposition au milieu, la surface acquiert des molécules de charges différentes. Elle adsorbe également des molécules de faible poids moléculaire, des molécules hydrophobes, des polysaccharides complexes, des glycoprotéines, des lipides, des composés humiques pouvant être utilisés par les bactéries. Ce film est qualifié de conditionnant car il peut modifier les propriétés de surface initiales du matériau ce qui a pour conséquence soit de prévenir l’approche des bactéries soit au contraire de créer un micro-environnement favorable à l’adhésion stable des bactéries(18).

3.1.1.2. Transfert des cellules bactériennes vers la surface

Le transfert des bactéries versla surface est le résultat des phénomènes de nature physicochimique et biologique.

Plusieurs facteurs physiques peuvent expliquer ce transfert : • les mouvements browniens ou transport diffusif

• la sédimentation, qui est liée à la différence de gravité entre la cellule bactérienne et le fluide dans lequel elle se trouve

• le transport convectif, dû aux caractéristiques hydrodynamiques du fluide environnant (régime statique, turbulent ou laminaire). Ce type de transport semble être particulièrement important pour l’attachement des cellules. Un régime d’écoulement turbulent favoriserait l’adhésion en augmentant la probabilité de la rencontre entre une cellule bactérienne et une surface(18).

Le facteur biologique prédominant dans la phase de transfert est la chimiotaxie. Le chimiotactisme est l’ensemble des mouvements flagellaires d’une cellule dépendant d’un gradient de concentration d’une molécule donnée cette concentration détectée au niveau de récepteurs chimiotactiques va jouer sur le sens de rotation du moteur du flagelle. La mobilité flagellaire joue par ailleurs un rôle essentiel dans l’initiation de la plupart des biofilms permettant entre autre de surmonter les forces de répulsion existant entre la cellule et

9

lasurface à coloniser ,et peut aussi contribuer à l’adhésion cellulaire en augmentent la probabilité de contact entre la cellule et la surface [20,22].

La transition entre l’état planctonique et sessile nécessite aussi des changements physiologiques. Le Cyclique (5-3) monophosphate -diguanosine (c-di-GMP) est un message intracellulaire qui joue un rôle clé dans la transition. En effet, il fonctionne comme un messager secondaire en réponse à des signaux extracellulaire et régules les comportementsmulticellulaires, la mobilité et la virulence de nombreuses espècesbactériennes .La forte concentration en C-d-iGMD coïncide avec une augmentation de l’adhésion, liée à une induction de la synthèse des fimbriae et de la capsule, et une réduction de la mobilité par diminution de synthèse et de la rotation des flagelles[20,23].

Il faut cependant savoir que les bactéries utilisent différentes approches pour former les biofilms. Certaines bactéries formant des biofilms ne possèdent pas de flagelles comme Staphylococcus aureus et Staphylococcus epidermidis.

L’absence de flagelles est compensée par l’existence d’autres molécules adhésives, comme les curli, permettant l’attachement de la bactérie à la surface. Certaines bactéries sont capables d’établir un contact avec une surface par des mécanismes de signalisation et d’exprimer par la suite des adhésines à leur surface. Ce mécanisme est appelé « Quorum sensing»(24).

3.1.1.3 Adhésion réversible et irréversible

Une fois que les microorganismes sont installés, le processus d'adhésion microbienne aux surfaces est conditionné par un certain nombre de facteurs, y compris les espèces de bactéries, la composition de la surface des cellules, la nature des surfaces, la disponibilité des éléments nutritifs, les conditions hydrodynamiques, la communication Quorum Sensing. Il y a plusieurs hypothèses proposées pour décrire le mécanisme d‘adhésion et qui ont le même axe d‘interprétation(25–27).

Zobell montre que l'adhésion est composée de deux étapes alternatives: l'adhésion réversible fait intervenir un processus physicochimique et constitue une étape non spécifique,et l'adhésion irréversible fait intervenir un phénomène biologique et constitue une étape spécifique(28)

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Lorsque les microorganismes arrivent à faible distance de la surface (de nanomètres à quelque dizaine de mètres) l’adhésion fait intervenir différentes types d’interactions que l’on pourrait classer en interaction électrostatique et non électrostatique qui sont des interactions faibles entre la surface et les bactéries (interactions de type van der Waals et acido basique ).

A ce stade, la bactérie peut désorber de la surface et retrouver son état planctonique. La théorie DVLO (Dejarguin et Landau 1941, Verwey et Overbeek1948) prend en compte la variation d’énergie entre l’énergie d’attraction due aux interactions dipolaires intermoléculaires et l’énergie de répulsion générée par la double couche d’ions chargés formée en surface en fonction de la distance entre deux particules . La somme des deux énergies donne l’énergie totale d’interaction (27).

L’adhésion irréversible, quant à elle, correspond à une fixation active et spécifique des microorganismes sur une surface. Grace aux structures d’adhésion qui varient selon les types de micro-organismes concernés. Pour les bactéries à Gram-négatif, il s’agit des pili, des curli, des capsules et du glycocalix. Pour les bactéries à Gram-positif, ce sont les acides teichoïques, l’acide mycolique, la capsule et le glycocalix. Ces molécules d’adhésion permettent d’établir des liens cellule-surface et des contacts cellule-cellule (25).Et aussi grâce à la sécrétion d’exopolymères par les bactéries permettant de consolider leur fixation sur la surface. Ces liens nécessitent une action mécanique ou chimique pour être brisés La synthèse des EPS, qui débute dès les premières étapes d’adhésion, se poursuit pendant la maturation du biofilm et la matrice peut alors occuper jusqu’à 75-95 % du volume d’un biofilm mature (29).

3.1.1.4. Maturation

C’est l‘étape clé de la formation du biofilm. Une fois que les cellules microbiennes sont fixées irréversiblement sur la surface, elles commencent à croître et à se multiplier. Ces activités biologiques sont fonction de la carence ou l‘abondance des facteurs essentiels tels que l‘eau, la teneur en oxygène et de paramètres physico-chimiques comme la température, le pH, la lumière etc. Le nombre de cellules microbiennes augmente et donc la distance entre deux cellules diminue. Cela provoque la sécrétion d‘exopolymères qui contribuent à la forte adhésion des cellules les unes aux autres d‘un côté et de l‘ensemble à la surface d‘un autre côté. Les microorganismes peuvent échanger des métabolites avec leurs voisins par des relations physiologiques (30).

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Il a été estimé que le biofilm mature ne contient que 10% ou moins de son poids sec sous forme de cellules (31).

La maturation du biofilm est divisée en deux phases. La première phase est marquée par des régulations de gènes engendrant un changement marqué de phénotype par rapport aux formes planctoniques. Elle concerne essentiellement des gènes codant pour des protéines impliquées dans des métabolismes anaérobies, cela suggèrela faible présence d’oxygène, surtout dans les zones les plus proches dusupport, Soixante-dix gènes subiraient des modifications au cours de la maturation d’un biofilm. La seconde phase de maturation du biofilm est marquée par des synthèses polymériques/protéiniques importantes. Durant cette phase le biofilm a une croissance exponentielle se traduisant par une augmentation importante de son épaisseur jusqu’à former un film hétérogène tridimensionnel[32, 33].

Cette architecture complexe du biofilm se met en place avec la formation de canauxaqueux et des pores entre les micro-colonies permettant l’acheminement d’oxygène et de nutriments nécessaires à la croissance de micro-organismes, ainsi l’évacuation des produits issus du métabolisme bactérien[34,35].

Toutes ces transformations sont cordoonnées grâce à un système de communication entre les bactéries au sein du biofilms appelé le quorum sensing.

Lors de la maturation du biofilm les évènements de mort et de lyses cellulaires localisées sont fréquents. Ils apportent des nutriments au reste de la population mais aussi à l’ADN, qui est un composant structurel essentiel du biofilms. Ces évènements participent aussi au développement et à la dispersion du biofilm (33,35).

3.1.1.5. Dispersion et détachement cellulaire

Malgré les nombreux bénéfices apportés aux cellules bactériennes par l’état biofilm, ledétachement s’avère nécessaire .Lorsque l’épaisseur maximale du biofilm est atteinte, le biofilm subit des phénomènes de dispersion. Lors de cette phase, des formes planctoniques sont relarguées dans le milieu extérieur. Cette libération permet de promouvoir une diversité génétique et de favoriser la colonisation de nouvelles niches écologiques engendrant la formation d’autres biofilms (32,33).

La dispersion peut s’effectuer passivement via l’action de stress hydrodynamique ou activement.

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Le détachement passif d’un groupe de cellules se fait par l’action de flux ou de forces de cisaillement selon trois modes : soit érosion (détachement continu de cellules individuelles ou de petits agrégats), relargage (détachement massif et rapide de quantités importantes de bactéries), ou par abrasion (détachement par collision de particules).

La libération active de cellules d’un biofilms se fait en réponse à certains signaux environnementaux comme l’accumulation de déchets métaboliques toxiques ou la carence en carbone, azote ; oxygèneainsi que l’appauvrissement du milieu en nutriments (36).

Le détachement actif des cellules d’un biofilm est réalisé par différents mécanismes affectant soit l’intégrité de la matrice extracellulaire via la libération d’enzymes extracellulaires ou autres molécules, soit la physiologie de cellules elle-même par modification de leurs propriétés de surface ou par réactivation de leur fonction de mobilité comme les flagelles.

Ceci ne peut se faire que par détachement actif du à des remaniements de l’expression de certains gènes spécifiques (37).

Les formes planctoniques ainsi libérées peuvent conserver des caractéristiques des bactéries du biofilm, comme l’antibiorésistance. En effet, les bactéries planctoniques essaimant d’un biofilm sont capables de résister aux défenses immunitaires d’un hôte et être à l’origine d’une infection (38).

La formation d’un biofilm est un phénomène complexe, sous l’influence de nombreux facteurs ; caractéristiques du substrat sur lequel les bactéries vont se fixer, caractéristiques du milieu et propriétés de la surface des cellules. Les propriétés physico-chimiques des deux surfaces en présence (la bactérie et le support solide) sont particulièrement déterminantes dans le processus d’adhésion microbienne.