Introduction à la bactériologie

Bactériologie Générale

Objectifs du cours

• Comprendre les caractéristiques de l'anatomie bactérienne.
• Identifier les différents types de relations hôte-bactérie.
• Recenser les principaux modes de transmission bactérienne à l'homme.
• Déterminer les facteurs et mécanismes de la virulence bactérienne.

I - Agents des maladies infectieuses

• Bactéries:
  • Unicellulaires.
  • Possèdent un chromosome ADN, et potentiellement des plasmides ADN.
  • Se reproduisent par division.
  • Ont un métabolisme.
• Virus:
  • Possèdent un seul type d'ARN ou ADN.
  • Ne se reproduisent pas par division.
  • Ne possèdent pas de métabolisme.

Les bactéries

• Vivants ; unicellulaires ; de petite taille (quelques micromètres).
• Procaryotes (pas de noyau, chromosome unique).
• Paroi rigide (peptidoglycane ou mureïne).
• Classification basée sur des caractéristiques morphologiques, tinctoriales, biochimiques, antigéniques et génétiques.

Taxonomie bactérienne

• Domaine : Bacteria
• Phylum : Proteobacteria / Firmicutes
• Classe : γ-Proteobacteria / Bacilli
• Ordre : Enterobacteriales / Bacillales
• Famille : Enterobacteriaceae / Streptococcaceae
• Genre : Escherichia / Streptococcus
• Espèce : coli / pyogenes

Lieu de vie des bactéries

• Saprophytes:
  • Se nourrissent de matières organiques en décomposition.
  • Présentes dans l'environnement (sol, eau, surfaces).
  • Concernent la plupart des bactéries.
• Commensales:
  • Vivent en contact avec le revêtement cutanéomuqueux.
  • Association bénéfique pour les partenaires.
  • Exemple : Escherichia coli / vitamine K.

Classification des interactions hôte-bactéries

• Transit: Absence d'implantation.
• Colonisation: Implantation sans dommages pour l'hôte.
• Portage: Colonisation par des bactéries pathogènes, parfois transitoirement.
• Maladie infectieuse: Conflit hôte-bactérie aboutissant à des lésions.

Notions de pouvoir pathogène et de virulence

• Pouvoir pathogène: Capacité de produire une maladie infectieuse.
• Bactéries pathogènes: Produisent une maladie chez tous les sujets. Exemples: Neisseria meningitidis (méningite), Mycobacterium tuberculosis (tuberculose).
• Bactéries opportunistes: Ne provoquent pas de maladie chez des sujets sains.
• Virulence: Aspect quantitatif du pouvoir pathogène. Étude expérimentale de la dose létale (DL50).

Anatomie des bactéries

• Différentes structures : capsule, paroi, membrane plasmique, cytoplasme (nucléode, ribosomes, plasmide), flagelles, pili.

Paroi bactérienne

• Composition: Peptidoglycane (mucopeptide).
• Propriétés: Enveloppe rigide, déterminants antigéniques, adhésines, site d'action de certaines antibiotiques (ex. : bêta-lactamines), lysozyme.
• Cas particuliers: Mycobactéries (richesse en lipides), Mycoplasma sp / Chlamydiae (pas de paroi).

Caractérisation et morphologie des bactéries

• Coloration de Gram: Basée sur la perméabilité du peptidoglycane (paroi).
• Morphologie: Cocci, bacilles, spirales, etc. Descriptions des formes et regroupements.

Membrane externe (bactéries Gram-négatives)

• Propriétés: Contient l'endotoxine (LPS) = toxicité, antigénicité (terminaux du LPS), sensibilités aux antiseptiques cationiques et anioniques, point d'impact d'antibiotiques polypeptidiques comme la colistine.

Structure de la paroi d'une bactérie Gram-positive

• Structure illustrée avec des composés comme l'acide teichoïque et le lipoteichoïque.

Structure de la paroi d'une mycobactérie

• Paroi riche en lipides (acide mycolique).
• Résistance naturelle due à l'imperméabilité.

Morphologie des bactéries

• Descriptions et classifications des formes et arrangements bactériens (cocci, bacilles, spirales, etc.)
• Exemples d’observations microscopiques de cocci et bacilles Gram-positifs / Gram-négatifs.

Forme végétative des bactéries

• Les spores bactériennes: structure de résistance aux conditions hostiles. Résistance à la chaleur et aux antiseptiques. Structures spécifiques aux cellules végétatives (versus germinatives).

Croissance des bactéries

• Conditions physico-chimiques: Température (mésophiles, psychrophiles), pH (neutre).
• Temps de génération: Temps nécessaire pour la duplication d'une bactérie (exemple avec Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Lactobacillus acidophilus, Mycobacterium tuberculosis, Treponema pallidum.
• Classification en fonction du type respiratoire: Aérobie stricte, microaérobie, anaérobie facultative, anaérobie stricte, anaérobie aéro-tolérant.

Génétique bactérienne

• Illustré par un schéma d'E. coli avec différentes caractéristiques génétiques et des plasmides, des phages etc.
• Différents mécanismes, tels que les mutations (rareté, spontanéité, discontinuité) peuvent affecter la composition génétique des bactéries.

Physiopathologie de l'infection (Relation hôte-bactérie)

• Réservoirs bactériens: Origine endogène (flore commensale) ou exogène (environnements, animaux).
• Modes de transmission: Direct (contact étroit) ou indirect (intermédiaire).
• Voies de contamination: Aérienne, digestive, cutanée, transcutanée, sexuelle, transplacentaire.
• Physiopathologie des infections: Colonisation, multiplication dans l'organisme, atteinte d'un organe cible et lésions tissulaires.
• Facteurs facilitant la colonisation et l'invasion: Pénétration d'une peau intacte ou des muqueuses, adhésion bactérienne (pili, protéines de surface).
• Phase d'invasion: Passage dans la circulation, atteinte d'un organe cible, multiplications dans organisme.

Moyens de défense de l'hôte

• Résistance naturelle (non spécifique): Barrière cutanéomuqueuse, réaction inflammatoire, système réticulo-endothélial, barrières lymphatiques et vasculaires.
• Flore commensale: Constituée de bactéries non pathogènes, et rôles dans la stimulation de l'immunité locale, et la synthèse de vitamines, rôle de barrière et concurrence avec bactéries étrangères.

Barrières cutanéomuqueuses

• Détails sur la flore commensale cutanée, vaginale, digestive.

Flore bactérienne : Types, caractéristiques et distributions

• Flore résidente versus transitoire.
• Variation quantitative de la flore cutanée.
• Flore aérienne supérieure et flore digestive.

Identification bactérienne (en laboratoire)

• Technique phénotypique : Caractères métaboliques (ex. tests sur sucres), antigéniques (ex. coloration de Gram, tests sérologiques).
• Technique génotypique : Méthodes d'amplification de l'ADN (PCR).
• Identification bactérienne par spectrométrie de masse MALDI-TOF.

Méthodes d'étude de la CMI (Concentration minimale inhibitrice)

• Principes de la CMI via la dilution en milieux liquide et solide.
• Illustration du test E-test.

Étude de la sensibilité aux antibiotiques

• Antibiogramme (méthode standardisée EUCAST).
• Mesure du diamètre d'inhibition de la croissance bactérienne autour des disques antibiotiques.

Identification génotypique (PCR, qPCR)

• Principaux mécanismes et exemples d'application en diagnostic direct (PCR temps réel, kits qPCR). Utilisation d'amorces spécifiques ou universelles pour l'identification.

Sérologie

• Méthode indirecte pour la recherche d'anticorps.
• Indication utile pour des bactéries non cultivables ou infections décapitées par antibiotiques.
• Délais et interprétation des résultats.