Université Dr Moulay Tahar Saida.                             Belgacem Habiba
  Département des Sciences de la Nature et de la Vie
  Master 2 Microbiologie Appliquée
  Cour : Microbiologie Médicale

       2.1. Bacilles à Gram positif sporulés : 

                   Clostridium

• Caractères généraux des bactéries du genre Clostridium

Toutes les bactéries du genre Clostridium sont de gros bacilles à Gram positif qui peuvent donner des spores plus larges que le diamètre des bacilles. La plupart des espèces sont mobiles et possèdent des flagelles péritriches.

Les bactéries du genre Clostridium ne poussent qu'en anaérobiose, soit sur boîtes de Pétri placées dans des enceintes anaérobies (jarres anaérobies), soit dans des bouillons contenant des agents réducteurs.

Dans ce dernier cas, la culture ne se fait qu'en profondeur. Sur gélose au sang, placée en anaérobiose, certaines espèces donnent de grandes, d'autres de petites colonies. La plupart des colonies sont hémolytiques.

La caractéristique principale des bacilles anaérobies est non seulement leur incapacité à utiliser l'oxygène comme accepteur final d'hydrogène mais encore leur incapacité à se multiplier en présence d'oxygène. Plusieurs hypothèses ont été avancées pour expliquer ce phénomène : les bacilles anaérobies n'ayant pas de catalase, le peroxyde d'hydrogène, qui est toxique, s'accumule dans leur cytoplasme en présence d'oxygène ; ou encore, n'ayant pas de superoxyde dismutase, le superoxyde s'accumule et devient toxique. On a suggéré aussi que les réactions métaboliques ne pouvaient avoir lieu qu'à un potentiel d'oxydo-réduction négatif.

Clostridium tetani

Clostridium tetani est l'agent du tétanos.

    Habitat

  Clostridium tetani, découvert en 1885 par NICOLAIER, se retrouve partout dans le sol, où il survit sous sa forme sporulée. Commensal du tube digestif de plusieurs espèces animales (cheval, bovins, ovins), il est éliminé par les selles et sporule sur le sol. Il est particulièrement abondant dans les zones de pacage des animaux et à l'emplacement des anciennes écuries.

 Caractères bactériologiques

C’est un bacille mobile à Gram positif. La spore est terminale, déformante et donne au bacille un aspect en clou ou en baguette de tambour (Fig. 9).

Figure 9: Clostridium tetani.

  Bien qu'il existe plusieurs variétés de Clostridium tetani, toutes produisent la même toxine. Celle-ci est produite par le germe durant sa croissance mais est aussi libérée par l'autolyse du corps bactérien.

La toxine est une protéine, antigénique, qui contient deux facteurs : (1) la tétanolysine responsable de l'hémolyse, de la nécrose et qui est cardiotoxique, (2) la tétanospasmine (composée du fragment alpha qui est toxique et du fragment beta qui est antigénique) qui est le facteur essentiel de la toxicité neurologique. Comme la toxine diphtérique, la toxine tétanique peut être transformée en anatoxine par l'action combinée du formol et de la chaleur (Ramon).

 Pouvoir pathogène

Clostridium tetani n'est pas un germe invasif. L'infection reste strictement limitée dans les tissus dévitalisés (blessure, brûlure, cordon ombilical ligaturé, suture chirurgicale) où les spores ont été introduites. Le volume de tissu infecté est petit, et la maladie est presque uniquement une toxémie.

La germination de la spore et la multiplication des formes végétatives qui vont produire la toxine tétanique nécessitent : des tissus nécrosés, c'est-à-dire l'anaérobiose, la présence d'un corps étranger, et la présence de bactéries pyogènes qui doivent vraisemblablement aider à maintenir un potentiel d'oxydoréduction bas.

 L'incubation dure de 4-5 jours à plusieurs semaines. La toxine formée pénètre dans l'axone et gagne le système nerveux central par voie rétrograde en suivant le tissu périneural ou bien par voie lymphatique ou sanguine. Elle se fixe sur les gangliosides de la moelle épinière et du cerveau, où elle empêche la libération d'un inhibiteur des synapses des neurones moteurs. Il en résulte des réactions exagérées et des spasmes violents des muscles en réponse à toute stimulation.

La maladie clinique commence souvent par des spasmes musculaires de la zone blessée et par des contractures douloureuses des masseters (trismus) de sorte que le sujet ne peut plus ouvrir la bouche. Progressivement, les autres muscles de la musculature volontaire sont atteints. Des contractures douloureuses plus ou moins généralisées peuvent se produire. Le malade reste conscient, sa température est élevée. La mort survient souvent par asphyxie aiguë au cours d'un spasme laryngé.

   Clostridium perfringens

Le principal Clostridium qui provoque la gangrène gazeuse est C.perfringens.

 Habitat

C.perfringens est présent dans le sol, dans le tube digestif de l'homme et des animaux. On le trouve également dans les voies génitales féminines dans 5 % des cas.

 Caractères bactériologiques

C.perfringens est de forme bacille (Fig. 10), se distingue des autres Clostridia par son immobilité et l'existence d'une capsule.

Figure 10: Clostridium perfringens.

 

En culture, il est fortement hémolytique et produit une quantité importante de gaz par fermentation (gangrène gazeuse). Il secrète une exotoxine protéique qui est une phospholipase (lécithinase) qui désorganise les membranes cellulaires, en particulier musculaires. Cette toxine est aussi une hémolysine.

C.perfringens secrète également une désoxyribonucléase (DNase), une hyaluronidase et une collagénase dont l'action favorise l'extension de l'infection à C.perfringens.

Enfin, certaines souches, responsables d'intoxication alimentaire, secrètent une entérotoxine, thermolabile, voisine de l'entérotoxine d'E.coli.

 Pouvoir pathogène

A partir d'une plaie contaminée (par exemple fracture ouverte ou plaie utérine), l'infection s'étend en 1 à 3 jours. Elle réalise :

-La gangrène gazeuse qui se manifeste comme un phlegmon gazeux avec crépitation et nécrose progressive, fièvre, hémolyse, syndrome toxique, choc, puis la mort survient rapidement. Avant l'apparition des antibiotiques, l'amputation était le seul traitement possible ;

-Des appendicites, des entérites gangréneuses ;

-Des syndromes septicémiques d'origine puerpérale avec ictère hémolytique et anurie.

Par ailleurs, certaines souches de C.perfringens provoquent des intoxications alimentaires avec diarrhée profuse qui durent de 1 à 3 jours, par un mécanisme similaire à celui de l'entérotoxine d’E.coli.

 

     Clostridium botulinum 

 La bactérie Clostridium botulinum est un bacille à Gram positif, anaérobie, du genre Clostridium, responsable du botulisme.  productrice de spores, qui représentent la forme de résistance de la bactérie. Cette spore peut résister à de faibles traitements thermiques (la pasteurisation par exemple) et germer (c'est-à-dire donner une cellule métaboliquement active), ce qui peut poser des problèmes en sécurité alimentaire.

   Habitat

. Assez répandu dans la terre et dans les sédiments aquatiques, parfois présent dans l'intestin de certains animaux (porc : type B, volailles : type D, poissons : type E), Clostridium botulinum est un organisme saprophyte^[2], qui peut toutefois provoquer une maladie grave par la toxine qu'il élabore.

Cette toxine se retrouve dans un aliment contaminé et conservé dans des conditions (anaérobiose, température, pH) permettant à C. botulinum de s'y multiplier. C'est donc essentiellement une intoxication alimentaire grave mais rare.

 Pouvoir pathogène

C. botulinum sécrète une des toxines les plus puissantes du monde vivant, la toxine botulique (ou botulinique) Absorbée par ingestion, celle-ci passe dans le sang et agit en bloquant la transmission neuromusculaire (précisément l’acétylcholine) : elle inhibe les neurones moteurs de la contraction musculaire et provoque une paralysie généralisée flasque (contrairement à la toxine tétanique, qui inhibe les neurones inhibiteurs de la contraction musculaire, induisant ainsi une paralysie généralisée spastique). La toxine est thermolabile et une simple cuisson à ébullition suffit à prévenir les risques.

Cette même toxine botulique en injection localisée permet de réduire les rides de façon transitoire (deux à trois mois) par paralysie des muscles responsables. Botox est le plus connu des noms sous lequel elle est commercialisée.

• Transmission : peut se produire par l'ingestion d'aliments contaminés par la toxine, par l'infection d'une plaie, ou par l'ingestion de spores par des nourrissons.

• Symptômes : Les symptômes incluent une faiblesse musculaire descendante, une vision double, une sécheresse buccale, des difficultés à parler et à avaler, et éventuellement une insuffisance respiratoire.

Utilisation thérapeutique

• Botox : La neurotoxine botulique de type A, purifiée et hautement diluée, est utilisée en médecine et en cosmétique sous le nom de Botox pour traiter diverses affections, notamment les spasmes musculaires et les rides
  
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