Bactériologie : Cours de 2ème Année de Médecine (2024-2025)

BACTERIOLOGIE 2ème Année de Médecine Pr. ABI Rachid 2024 - 2025 I N TR O D U C T I O N A LA B A C TE R I O L O G I E Planning des séances 3  Bactéries Structure et classification 4 ...

BACTERIOLOGIE 2ème Année de Médecine Pr. ABI Rachid 2024 - 2025 I N TR O D U C T I O N A LA B A C TE R I O L O G I E Planning des séances 3  Bactéries Structure et classification 4  OBJECTIFS Décrire la structure des bactéries Citer les critères de classification bactérienne Comprendre les applications en bactériologie médicale 5  Plan I- Introduction II- Structure bactérienne III- Classification bactérienne IV- Applications en bactériologie médicale V- Conclusion 6  I- Introduction Histoire des bactéries Le Hollandais Antoni Van Leeuwenhoek fabriqua des microscopes grossissant 200 fois, sous lesquels il observa gouttes de pluie, plaque dentaire, morceaux d’intestin, de moules… Il est été le premier à voir des bactéries, qu’il nomma « animalcules », en 1673. Deux siècles plus tard, Louis Pasteur prouva que des « animalcules » étaient la cause de maladies, les premières bactéries pathogènes furent découvertes sous le microscope : le bacille de la tuberculose par l’Allemand Robert Koch (1882) Robert Koch Louis Pasteur  I- Introduction Rôle des microorganismes dans les maladies infectieuses : 2ème partie du XIXème siècle 8  I- Introduction Premières description des bactéries Coloration de Gram Hans Christian Gram 9  Forme Sphérique: Cocci Allongé: Bacille Spiralé Bactéries à Gram positif Coloration et Mode de regroupement Bactéries à Gram négatif 10 Bactéries spiralées Groupement de Cocci Groupement de Bacille 11  II- Structure bactérienne Microscope électronique 12  Eucaryotes Procaryotes Présence d'un vrai noyau, Chromosome (ADN) sans avec chromatine (histones) et chromatine, non entouré d'une membrane nucléaire membrane nucléaire Les bactéries sont des Cellules généralement Cellules généralement petites organismes unicellulaires grandes (10-100 µm) (1-10 µm) procaryotes, Elles n’ont Division cellulaire par mitose Division cellulaire directe classique par scission binaire pas de noyau transversale Présence de réticulum Pas de réticulum endoplasmique et des endoplasmique ni de structures associées structures associées Présence de mitochondries Pas d'organelles et, éventuellement, de membranaires auto- chloroplastes auto- réplicables réplicables Absence de Présence de paroi paroi 13  II- Structure bactérienne A. Structures obligatoires 1) Paroi 2) Membrane cytoplasmique 3) Chromosome 4) Ribosomes B. Structures facultatives 1) Capsule 2) Pili 3) Flagelles 4) Plasmides 5) Spores 14  A- Structures obligatoires Paroi bactérienne - Présente chez toutes les espèces bactériennes à l'exception des mycoplasmes - Située à l’extérieur de la membrane cytoplasmique - Comporte un polymère commun : Peptidoglycane fonction: est une structure rigide (squelette externe) maintient la forme de la bactérie Protège la bactérie de l’extérieur; contrôle l’entrée de nutriments et le rejet des composés nocifs Propriété antigénique (Ag O de salmonella) cible d’activité de plusieurs antibiotiques 15 Composition de la paroi bactérienne Le peptidoglycane est un hétéropolymère composé de chaînes glucidiques reliées les unes aux autres par des chaînons pentapeptidique. 16 Le peptidoglycane : filet rigide formé de 3 éléments différents : 1. une structure composée d'une alternance de molécules de N-acétyl glucosamine et d'acide N- acétyl muramique ; 2. des chaînes latérales peptidiques, composées de 4 acides aminés et attachées à l'acide N- acétyl muramique ; 3. un ensemble de ponts inter-peptidiques. 17 18  A- Structures obligatoires 2-Membrane cytoplasmique formée d’une double couche de phospholipides dont les pôles hydrophobes sont face à face, associée à des protéines. Ces protéines sont : -les perméases: ont un rôle important dans les échanges. - Protéines de synthèse du peptidoglycane et sont des protéines de liaison aux pénicillines (PLP ou PBP). -Protéines impliquées dans la production d'énergie (ATPase). 19  A- Structures obligatoires 2-Membrane cytoplasmique Fonctions de la Mb cytoplasmique bactérienne La membrane cytoplasmique bactérienne joue un rôle métabolique majeur: Perméabilité sélective et transport vers l’intérieur de la bactérie ; Excrétion d’enzymes hydrolytiques Fonction respiratoire pour les bactéries aérobies. Site de fixation des flagelles bactériens Elle est détruite par certains antibiotiques (polypeptides, antiseptiques). 20  A- Structures obligatoires 3-Chromosome C’est le support de l’information génétique. Il s’agit d’une formation en double hélice circulaire (parfois linéaire), surenroulée grâce aux topo-isomérases. Longueur 1 mm. Il est composé d’ADN (60%), d’ARN (30%) et de protéines (10%). 21  A- Structures obligatoires 4- Ribosomes Ils sont constitués d'ARN et de protéines. Les ribosomes bactériens comprennent deux sous-unités: (30S) et (50S). Fonction: synthèse des protéines bactériennes - Certains antibiotiques perturbent la synthèse des protéines à leur niveau (tétracyclines). 22  II- Structure bactérienne A. Structures obligatoires 1) Paroi 2) Membrane cytoplasmique 3) Chromosome 4) Ribosomes B. Structures facultatives 1)Capsule 2)Pili 3)Flagelles 4)Plasmides 5)Spores 23  B- Structures facultatives 1-Capsule Ce constituant inconstant est le plus superficiel. Constitué de polysaccharides Sa mise en évidence s'effectue par coloration négative (le colorant encre de Chine ou Nigrosine est repoussé par la capsule et apparaît en clair sur fond noir). Capsule de Streptococcus Capsule de S.pneumoniae pneumoniae visualisée au Gram visualisée a l’encre de chine 24  B- Structures facultatives 1-Capsule Intérêts médicaux de la capsule bactérienne La capsule est liée à certains pouvoirs pathogènes, car il empêche la phagocytose. Elle peut se trouver à l'état soluble dans les liquides de l'organisme (Antigènes soluble). Elle permet l’identification de certaines épidémies bactériennes (sérotypage). Les polymères capsulaires purifiés sont la base de certains vaccins (Streptococcus pneumoniae - Haemophilus influenzae). 25  B- Structures facultatives 2- Pili (communs et sexuels) 2-1- Les pili communs ou fimbriae -Structure fibrillaire protéique (adhésine) plus fins que les flagelles -Nombreux, régulièrement disposés à la surface de la bactérie -Présente chez les bactéries à Gram négatif (exceptionnels chez Gram+) Escherichia coli observée au microscope électronique 26  II- B Structures facultatives 2- Pili 2-1- Les pili communs ou fimbriae Intérêt médical: les pili sont des facteurs de pathogénicité permettant l’adhésion aux cellules eucaryotes (la colonisation des muqueuses) la protection contre la phagocytose Ils peuvent attacher spécifiquement des bactéries à la surface de cellules eucaryotes (Escherichia coli au cours de certaines infections urinaires, Vibrio cholerae sur les entérocytes). Fimbriae observe’s au ME 27  II- B Structures facultatives 2- Pili 2-2- Les pili sexuels Peu nombreux (1 à 4) Longs par apport aux pili communs Fonction: Ils ont un rôle dans l’attachement des bactéries entre elles (conjugaison) et sont le récepteur de virus bactériens ou bactériophages spécifiques Pili sexuels 28  B- Structures facultatives 3- Les flagelles Ce sont des structures inconstantes de nature protéique (flagelline), long de 6-15 μm. Ils sont ancrés dans le cytoplasme par une structure complexe. Rôles ▪ Mobilité bactérienne: examen microscopique à l'état frais. ▪ Chimiotactisme. ▪ Antigéniques : La mise en évidence des antigènes flagellaires (Ag H) se fait par des réactions d'agglutination sur lame en présence d'anticorps spécifiques (agglutination ) Exp : Sérotypage des salmonelles. 29  B- Structures facultatives 3- Les flagelles Selon la disposition des flagelles , on distingue les bactéries monotriches (un seul flagelle polaire), amphitriche (un flagelle à chaque pôle), lophotriches (une touffe de flagelles polaires) péritriches (flagelles répartis sur toute la surface de la bactérie). Les spirochètes possèdent un flagelle interne appelé filament axial Entérobactéries Pseudomonas Helicobacter spirochètes E,coli aeruginosa pylori 30  B- Structures facultatives: 4- Les plasmides Ce sont des molécules d’ADN double brin qui se répliquent indépendamment du chromosome qui peuvent s’intégrer à celui-ci et qui sont transmissibles. Intérêt Ils sont porteurs de caractères de fertilité (Facteur F), de résistance aux antibiotiques (Facteur R), de virulence, de résistance aux antiseptiques,. , 31  B - Structures facultatives 5- Les spores Certaines bactéries placées dans des conditions défavorables de survie, forment des endospores Durant la sporulation, la bactérie subit une: – déshydratation du cytoplasme, – une densification nucléaires – la synthèse d'une paroi sporale épaisse, imperméable, et donc hautement résistante Forme de résistance Représentation schématique de la formation de la spore 32  B- Structures facultatives: 5- Les spores - Selon sa situation à l'intérieur de la cellule on distingue: Spores centrales : Ex: Bacillus anthracis Spores subterminales: Ex: Clostridium perfringens Spores terminales : Ex: Clostridium tétani 33  Plan I- Introduction II- Structure bactérienne III- Classification bactérienne IV- Applications en bactériologie médicale V- Conclusion 34  III- Classification bactérienne Définition Classification ou taxonomie ou (taxinomie) du grec taxis : arrangement et nomos : loi). Consiste à établir des groupes taxonomiques qui sont des ensembles d’organismes vivants apparentés sur des critères et distincts des autres groupes. 35  III- Classification bactérienne Unité de classification L’espèce est l’unité de base de la classification bactérienne. Dans certains cas, les espèces sont subdivisées en sous espèces ou variantes appelées : souches qui peuvent se différencier par quelques caractères secondaires, La souche est un clone : c'est-à-dire la descendance exclusive d’une bactérie mère unique. Les subdivisions de l’espèce sont proposées par rapport à des caractères spécifiques : Biovars ou biotypes : sur la base de caractères biochimiques Sérovars ou sérotypes : sur la base de caractères antigéniques Pathovars ou pathotypes : sur la base de facteurs de pathogénicités Phagovar ou lysotype : sur la base de la sensibilité aux phages. 36  III- Classification bactérienne Comment classifier les bactéries ? Critères phénotypiques morphologie microscopique (coque, bacille, vibrion ; isolés, par deux...) mobilité (mobilité ou immobilité à une température donnée) présence de spores (à l'état frais ou après coloration) coloration de Gram ( Gram positif ou négatif) Caractères culturaux; anaérobie –aérobie …. 37  III- Classification bactérienne Comment classifier les bactéries ? Critères génotypiques Détermination du groupe génomique de la bactérie aprés – Analyse du génome complet: séquençage génomique – Analyse d’une partie du génome (ARN ribosomal) 38  III- Classification bactérienne Nomenclature des bactéries La famille : Le nom est fondé sur un genre valide, il est féminin, pluriel et se termine par –aceae. Exp Enterobacteriaceae – Mycobaceriaceae - staphylococcaceae Le genre : écrit en Italique. Avec sa première lettre en majuscule. Après sa citation le nom du genre est abrégé à sa première lettre. Ex : Escherichia, Mycoplasma, Staphylococcus L’espèce : écrite en Italique avec sa première lettre en minuscule Escherichia coli, Mycoplasma pneumoniae. Staphylococcus aureus 39  III- Classification bactérienne La nomenclature : affecte à chaque groupe (taxon), une dénomination conventionnelle. Les noms scientifiques sont des mots latins. La nomenclature désigne l’espèce par deux noms latins. Ces nom sont écris selon le système binomial du botaniste suédois Carl Von Linné. Exemple: classification de l’espece Escherichia coli : - règne : Procaryotae - domaine : Bacteria - phylum : Proteobacteria - classe : Gammaproteobacteria - ordre : Enterobacteriales - famille : Enterobacteriaceae - genre : Escherichia - espèce : Escherichia coli 40  Plan I- Introduction II- Structure bactérienne III- Classification bactérienne IV- Applications en bactériologie médicale V- Conclusion 41  Mise en évidence d’une bactérie dans un prélèvement Examen microscopique à l’état frais Aspect d’une colonie sur une culture Coloration de Gram (culot urinaire) Recherche des Ag solubles 42  Mise en évidence d’une bactérie dans un prélèvement température de croissance (4° C, 20° C, 30° C, 37° C...) type respiratoire (aérobie, anaérobie, aéro-anaérobie, microaérophile..) Vitesse de croissance 43  Conclusion La bactérie est composée de plusieurs éléments de structure lui permettant d’assurer sa propre multiplication et aussi de faire face à certains inhibiteurs (antibiotiques). La recherche des certains éléments de la structure bactérienne représente la base du diagnostic bactériologique. 44