1. Introduction à la microbiologie médicale
La microbiologie médicale est un domaine très vaste et varié. C’est une discipline qui englobe l’étudie des maladies infectieuses sur le plan virulence, épidémiologie, relations entre l’hôte et le pathogène ainsi que la flore normale. Elle englobe toute les agents pathogènes, allant des virus et des protéines du Prion, passant des bactéries pathogènes communes de l’homme et les champignons responsables des mycoses, jusqu’aux parasites macroscopiques comme protozoaires eucaryotes et les arthropodes. Les postulats de Robert Koch ont été d’un appui considérable pour comprendre la pathogénicité de ces agents et ouvrir ainsi un nouveau chapitre.
La microbiologie médicale est basée sur l’étude des micro-organismes responsables d’infections chez l’homme. Dans les spécialités de la microbiologie, on retrouve :
· La bactériologie qui étudie les bactéries (micro-organisme unicellulaire appartenant à un règne autonome, observation au microscope optique) ;
· La virologie qui étudie les virus ;
· La mycologie qui étudie les levures et les champignons ;
· La parasitologie qui étudie les parasites par exemple : Tænia ou le pou (ectoparasite).
Les maladies transmissibles sont la cause la plus commune de décès dans les pays en développement et leur diagnostic et leur traitement posent des problèmes importants aux services de santé de ces régions. L'Organisation mondiale de la Santé est depuis longtemps activement mêlée à la mise au point et à la promotion de techniques normalisées pour les analyses de laboratoire concernant ces maladies, une première tentative de normalisation de l'étude de la sensibilité des bactéries pathogènes ayant été faite en 1950.
D'après l’analyse de la situation sanitaire figurant dans le huitième programme général de travail de I'OMS, les maladies transmissibles continent à représenter une proportion excessivement élevée des budgets de la santé des pays en développement. Il y a encore des risques d'épidémies et de pandémies d'origine virale ou bactérienne et ce, d'autant plus que la surveillance épidémiologique et les mesures de prévention sont insuffisantes. Pour prévenir et combattre les principales maladies bactériennes, il est nécessaire de mettre au point des outils simples de surveillance épidémiologique et de contrôle des maladies, ainsi que des techniques diagnostiques simples et fiables.
Ainsi, pour être à la hauteur de la situation, les services de laboratoire de santé doivent reposer sur un réseau de laboratoires effectuant le travail de diagnostic microbiologique pour les centres de santé, les médecins hospitaliers et les épidémiologistes.
Définition :
La microbiologie médicale est la discipline qui étudie les micro-organismes
pathogènes pour l’homme, leurs mécanismes de pathogénicité, leur transmission,
ainsi que les moyens de diagnostic, traitement et prévention.
Historique :
* Louis Pasteur (1822–1895) → mise en
évidence du rôle des micro-organismes dans les maladies infectieuses.
* Robert Koch (1843–1910) → formulation des
postulats de Koch, isolement du bacille de la tuberculose et du choléra.
* Développement des vaccins, antibiotiques
(pénicilline par Fleming, 1928).
Importance
actuelle :
* Infections nosocomiales, émergence de
nouveaux agents pathogènes (COVID-19, Ebola, etc.).
* Antibiorésistance = problème mondial de
santé publique.
* Rôle dans la prévention, l’épidémiologie et
la recherche clinique.
- Les agents infectieux
Les agents infectieux de l'homme couvrent un large spectre de formes et complexités. Ils recouvrent : les bactéries, les virus, certains champignons et certains parasites. La rencontre d’un de ces agents infectieux avec une personne réceptive peut causer l’apparition d’une maladie infectieuse. Les signes de la maladie infectieuse, sa gravité, son traitement varient selon le microbe en cause et l’état de santé du récepteur.
Les bactéries
Les bactéries sont des cellules vivantes. Certaines sont utiles à l’organisme (comme celles du tube digestif, par exemple, qui aident à la digestion), d’autres sont pathogènes (comme le bacille de Koch, responsable de la tuberculose). Lorsqu’une bactérie agresse l’organisme, les défenses naturelles luttent contre l’infection. Parfois, le recours à des antibiotiques est nécessaire. Ceux-ci empêchent les bactéries de se multiplier. Certaines affections (le cancer, le sida), certains traitements (la chimiothérapie, les corticoïdes...) diminuent les capacités de défense de l’organisme et favorisent les infections.
Les virus
Les virus sont des microbes beaucoup plus petits que les bactéries. Ils ne peuvent survivre qu’à l’intérieur d’une cellule vivante. Ils peuvent être agressifs, mais la plupart du temps, le corps s’en débarrasse tout seul. Certains sont toutefois plus agressifs et plus dangereux. Des médicaments spécifiques permettent de lutter efficacement contre certains virus (par exemple, contre l’herpès). Les antibiotiques sont, par contre, inefficaces.
Les champignons
Les maladies dues aux champignons sont appelées mycoses. En général, les champignons infectent la peau et les muqueuses (buccales, génitales). Leur apparition est favorisée par la diminution des défenses de notre peau (par exemple en cas d’eczéma, de peau irritée et moite), mais également lors de la prise d’antibiotiques ou lors de certaines maladies, comme le diabète.
1. Introduction à la microbiologie médicale
La microbiologie médicale est un domaine très vaste et varié. C’est une discipline qui englobe l’étudie des maladies infectieuses sur le plan virulence, épidémiologie, relations entre l’hôte et le pathogène ainsi que la flore normale. Elle englobe toute les agents pathogènes, allant des virus et des protéines du Prion, passant des bactéries pathogènes communes de l’homme et les champignons responsables des mycoses, jusqu’aux parasites macroscopiques comme protozoaires eucaryotes et les arthropodes. Les postulats de Robert Koch ont été d’un appui considérable pour comprendre la pathogénicité de ces agents et ouvrir ainsi un nouveau chapitre.
La microbiologie médicale est basée sur l’étude des micro-organismes responsables d’infections chez l’homme. Dans les spécialités de la microbiologie, on retrouve :
· La bactériologie qui étudie les bactéries (micro-organisme unicellulaire appartenant à un règne autonome, observation au microscope optique) ;
· La virologie qui étudie les virus ;
· La mycologie qui étudie les levures et les champignons ;
· La parasitologie qui étudie les parasites par exemple : Tænia ou le pou (ectoparasite).
Les maladies transmissibles sont la cause la plus commune de décès dans les pays en développement et leur diagnostic et leur traitement posent des problèmes importants aux services de santé de ces régions. L'Organisation mondiale de la Santé est depuis longtemps activement mêlée à la mise au point et à la promotion de techniques normalisées pour les analyses de laboratoire concernant ces maladies, une première tentative de normalisation de l'étude de la sensibilité des bactéries pathogènes ayant été faite en 1950.
D'après l’analyse de la situation sanitaire figurant dans le huitième programme général de travail de I'OMS, les maladies transmissibles continent à représenter une proportion excessivement élevée des budgets de la santé des pays en développement. Il y a encore des risques d'épidémies et de pandémies d'origine virale ou bactérienne et ce, d'autant plus que la surveillance épidémiologique et les mesures de prévention sont insuffisantes. Pour prévenir et combattre les principales maladies bactériennes, il est nécessaire de mettre au point des outils simples de surveillance épidémiologique et de contrôle des maladies, ainsi que des techniques diagnostiques simples et fiables.
Ainsi, pour être à la hauteur de la situation, les services de laboratoire de santé doivent reposer sur un réseau de laboratoires effectuant le travail de diagnostic microbiologique pour les centres de santé, les médecins hospitaliers et les épidémiologistes.
Définition :
La microbiologie médicale est la discipline qui étudie les micro-organismes
pathogènes pour l’homme, leurs mécanismes de pathogénicité, leur transmission,
ainsi que les moyens de diagnostic, traitement et prévention.
Historique :
* Louis Pasteur (1822–1895) → mise en évidence du rôle des micro-organismes dans les maladies infectieuses.
* Robert Koch (1843–1910) → formulation des postulats de Koch, isolement du bacille de la tuberculose et du choléra.
* Développement des vaccins, antibiotiques (pénicilline par Fleming, 1928).
Importance actuelle :
* Infections nosocomiales, émergence de nouveaux agents pathogènes (COVID-19, Ebola, etc.).
* Antibiorésistance = problème mondial de santé publique.
* Rôle dans la prévention, l’épidémiologie et la recherche clinique.
- Les agents infectieux
Les agents infectieux de l'homme couvrent un large spectre de formes et complexités. Ils recouvrent : les bactéries, les virus, certains champignons et certains parasites. La rencontre d’un de ces agents infectieux avec une personne réceptive peut causer l’apparition d’une maladie infectieuse. Les signes de la maladie infectieuse, sa gravité, son traitement varient selon le microbe en cause et l’état de santé du récepteur.
Les bactéries
Les bactéries sont des cellules vivantes. Certaines sont utiles à l’organisme (comme celles du tube digestif, par exemple, qui aident à la digestion), d’autres sont pathogènes (comme le bacille de Koch, responsable de la tuberculose). Lorsqu’une bactérie agresse l’organisme, les défenses naturelles luttent contre l’infection. Parfois, le recours à des antibiotiques est nécessaire. Ceux-ci empêchent les bactéries de se multiplier. Certaines affections (le cancer, le sida), certains traitements (la chimiothérapie, les corticoïdes...) diminuent les capacités de défense de l’organisme et favorisent les infections.
Les virus
Les virus sont des microbes beaucoup plus petits que les bactéries. Ils ne peuvent survivre qu’à l’intérieur d’une cellule vivante. Ils peuvent être agressifs, mais la plupart du temps, le corps s’en débarrasse tout seul. Certains sont toutefois plus agressifs et plus dangereux. Des médicaments spécifiques permettent de lutter efficacement contre certains virus (par exemple, contre l’herpès). Les antibiotiques sont, par contre, inefficaces.
Les champignons
Les maladies dues aux champignons sont appelées mycoses. En général, les champignons infectent la peau et les muqueuses (buccales, génitales). Leur apparition est favorisée par la diminution des défenses de notre peau (par exemple en cas d’eczéma, de peau irritée et moite), mais également lors de la prise d’antibiotiques ou lors de certaines maladies, comme le diabète.
Dans quelques cas plus rares de maladie affaiblissante, les champignons peuvent envahir d’autres parties du corps (les poumons par exemple).
Les parasites
Les parasites sont des micro-organismes plus ou moins agressifs. Ils envahissent le corps en tout ou en partie. D’autres, comme le ver solitaire, les oxyures, sont des parasites moins agressifs qui se logent uniquement dans le tube digestif.
Ce tableau 1 présente quelques maladies infectieuses causées par différents agents infectieux :
Tableau 1: Quelques maladies infectieuses selon l’agent infectieux (Pilly, 2016).
I.1. Classification des principales bactéries d’intérêt médicale
Les bactéries peuvent être classées et donc identifiées en fonction de plusieurs paramètres
(Tab.2):
•
Morphologie microscopique :
coque, bacille, isolés, groupés en deux, en chainette, en amas … (Fig. 1).
• Morphologie macroscopique : taille – forme – couleur des colonies sur culture.
• Résultat de la coloration de gram : Gram positif – Gram négatif.
• Température de croissance.
• Besoins respiratoires : aérobie – anaérobie strict – aéro-anaérobie facultatif - micro aérophile.
• Mobilité.
• Présence de spores.
• Besoins nutritionnels : nécessité de substances particulières.
Figure 1: Morphologie microscopique des bactéries (Prescott et al., 2003).
Tableau 2: Classification des bactéries (Prescott et al., 2003).
|
Coques à Gram Positif |
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|
Morphologie |
Genre |
Espèces |
||
|
En amas |
Staphylococcus |
Staphylocccus aureus, Staphylocoque à coagulase négative |
||
|
En chainette |
Streptococcus |
Streptocoque bêta hémolytique : Groupe A pyogenes, Groupe B agalactiae, Autres groupes : C, G, F …. Streptocoques alpha hemolytiques : mutans, oralis, sanguis, salivarius, complexe milleri (anginosus, constellatis, intermidius) |
||
|
En diplocoque |
Streptococcus |
Pneumoniae |
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|
En courtes Chainette |
Enterococcus |
Faecalis faecium |
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|
Coques à Gram Négatif |
||||
|
Morphologie |
Genre |
Espèces |
||
|
En diplocoque |
Neisseria |
Meningitidis gonorrheae |
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Bacille à Gram Négatif |
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|
Morphologie |
Famille |
Genre et Espèces |
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|
Bacille à Coloration bipolaire |
Enterobactériaceae |
Escherichia coli (colibacille) Klebsiella Citrobacter Enterobacter Proteus Serratia Providencia Morganella Salmonela (typhimurium) Shigella (sonnei) Yersinia (enterolitica) |
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|
Cocco bacilles |
|
Brucella melitensis Haemophilus ( influenzae) Moraxella (catarralis) Pasteurella multocida Bordetella pertussis Legionella pneumoniae Kingella |
|
Bacilles aérobies stricts |
Pseudomonaceae |
Pseudomonas aeruginosa ( bacille pyocyanique) Autres (Burkholderia – Stenotrophomonas ..) Acinetobacter baumannii |
|
Vibrions |
Vibrionaceae |
Vibrio cholerae Autres Vibrions Campylobacter Helicobacter |
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Bacille à Gram Positif |
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|
Morphologie |
Genre |
Espèces |
|
Petits |
Listéria |
Monocytogenes |
|
|
Erysipelothryx |
rhusiopathiae : bacille du rouget du porc |
|
|
Corynebacterium |
diphteriae : bacille de LoefflerAutres : coryneformes |
|
Grands |
Bacillus |
Anthracis : bacille du charbon Autres |
|
|
Nocardia |
|
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Mycoplasmes |
||
|
Morphologie |
Genre |
Espèces |
|
Sans paroi |
Mycoplasme |
pneumonie hominis Autres |
|
|
Ureaplasma |
urealyticum |
|
Mycobactéries |
||||
|
Morphologie |
Genre |
Espèces |
||
|
Bacilles alcoolo-acido résistants |
Mycobacterium |
Tuberculosis : bacille de Koch (BK), bovis «atypiques» BCG Leprae : bacille de Hansen |
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|
Bactéries Anaérobies strictes |
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Morphologie |
Genre |
Espèces |
||
|
Coques à Gram positif |
Peptostreptococcus |
|
||
|
Coques à Gram négatif |
Veillonella |
|
||
|
Bacilles à Gram positif |
Clostridium Actinomyces Peptococcus Propionibacterim |
tetani , perfringens , botulinum , difficile
acnes |
||
|
Bacilles à Gram négatif |
Bacteroïdes Prevotella Fusobacterium Porphyromonas Eubacterium |
|
||
Rappels sur la structure bactérienne
La structure de la paroi bactérienne dépend l’appartenance des bactéries au groupe des bactéries à Gram positif ou à Gram négatif. Les deux groupes possèdent en commun un constituant essentiel, spécifique au monde bactérien, le peptidoglycane. Ce constituant confère à la bactérie sa forme et sa rigidité qui lui permet de résister à la pression osmotique intra- cytoplasmique (Fig. 2).
Figure 2: Structure de la paroi bactérienne des bactéries Gram positif et Gram négatif.
-Bactéries à Gram positif (BGP) : le peptidoglycane est la partie la plus externe de la bactérie. Il est plus épais que chez les bactéries à Gram négatif et entoure la membrane cytoplasmique de la bactérie.
-Bactéries à Gram négatif (BGN) : la paroi bactérienne contient un élément supplémentaire, la membrane externe, laquelle entoure le peptidoglycane qui est plus fin que chez les bactéries à Gram positif. La membrane externe est un élément très important dans la physiologie des BGN constituant une structure de résistance aux facteurs de défense de l’hôte. Son feuillet interne est essentiellement phospholipidique et son feuillet externe est majoritairement formé de Lipopolysaccharides (ou endotoxines) et sont responsables du choc endotoxinique des infections à Gram négatif. L’espace situé entre les deux membranes est appelé l’espace péri plasmique, il contient donc le peptidoglycane mais aussi de nombreuses enzymes parmi lesquelles les bêta-lactamases.
Les protéines liant les pénicillines (PLP) : sont des protéines ancrés dans la membrane cytoplasmique et émergent dans l’espace péri-plasmique, elles sont toutes porteuses d’activités enzymatiques notamment la synthèse du peptidoglycane.