Microbiologie Générale - Notes de Cours PDF

Microbiologie Générale 1 Institut d'Optique et Mécanique de Précision Module : Microbiologie générale Année universitaire : 2024-2025 Enseignante : BOUDECHICHA Amel INTRODUCTION : La microbiologie a souvent été définie comme l’étude d’organismes trop petits pour être vus à...

Microbiologie Générale 1 Institut d'Optique et Mécanique de Précision Module : Microbiologie générale Année universitaire : 2024-2025 Enseignante : BOUDECHICHA Amel INTRODUCTION : La microbiologie a souvent été définie comme l’étude d’organismes trop petits pour être vus à l’œil nu c’est-à-dire l’étude des microorganismes. Du fait que les objets d’une taille inférieure à environ un millimètre de diamètre ne peuvent être clairement vus à l’œil nu et doivent être examinés à l’aide d’un microscope, la microbiologie est principalement concernée par des organismes et des agents aussi petits ou plus petits. Cependant, certains microorganismes, en particulier certains micro-organismes eucaryotes, sont visibles sans microscope, ainsi les moisissures du pain et les algues filamenteuses. Diversité du monde microbien Définitions, classification et nomenclature des bactéries place des bactéries dans le monde vivant En 1673, Antoni Van Leeuwenhoek (1632-1723) fut le premier à observer les bactéries qu’il appela animalcules. En plus de la première description des globules rouges et des spermatozoïdes, ce drapier hollandais observa pour la première fois les bactéries et décrivit leurs différentes formes.  Microbiologie Générale 2 Ce n’est que deux siècles plus tard que le rôle des bactéries dans les processus de fermentation et dans la transmission des bactéries a été découvert et que leur étude a commencé. Les scientifiques les plus illustres de cette époque furent Louis Pasteur et Robert Koch. Louis Pasteur Robert Koch L’universalité du code génétique a montré que tous les organismes vivants, eucaryotes et procaryotes, descendent d’un seul et même ancêtre. L’étude de gènes existants chez tous les êtres vivants, du fait de fonctions métaboliques particulièrement importantes, comme ceux codant pour les ARN ribosomiques, a montré que leurs séquences ont peu varié au cours des âges et que la comparaison de ces séquences permet de trouver les relations existant entre organismes. Les procaryotes, présents à l’origine de la vie, ont donné naissance aux Archaebactéries et aux Eubactéries donnant le classement suivant : la branche des Eucarya (ou eucaryotes avec 4 règnes : animal, végétal, champignons, et protistes), la branche des Archaea (archaebactéries vivant dans les milieux hostiles : méthanogènes, halophiles, Sulfolobus), la branche des Eubacteria (bactéries proprement dites). Grâce aux études comparatives, il est proposé un autre classement, plus ou moins arbitraire, des formes de vie en 5 règnes, tous issus directement d’un ancêtre commun : les Monères (ensemble des procaryotes, cellules sans noyau), les Protistes (ensemble des procaryotes unicellulaires avec noyau), les Mycètes (ou champignons, qui regroupent les organismes eucaryotes hétérotrophes et possédant une paroi),  Microbiologie Générale 3 les Végétaux (organismes autotrophes avec paroi), les Animaux (organismes eucaryotes hétérotrophes sans paroi). La séparation entre les Monères et les autres règnes est facile. Les limites entre les quatre autres règnes sont plus floues. Dans aucune classification, les virus ne forment un règne en tant que tel. Ils ne sont pas considérés comme des êtres vivants. Les virus sont classés en ordre, famille, genre, et espèce. De nombreuses théories existent sur la phylogénie des êtres vivants : l’arbre phylogénique représenté ici exprime l’une des théories. Organisation des cellules eucaryotes et procaryotes Structure cellulaire eucaryote procaryote Taille 2 - 20 mm 0,3 - 2,5 µm Noyau présence absence plusieurs chromosomes un seul chromosome Nucléole présence absence Membrane nucléaire présence absence Mitochondrie présence absence Lysosome présence absence Appareil de Golgi présence absence Réticulum endoplasmique présence absence Ribosome présence présence association au RE rugueux Taxonomie et classification des bactéries Chaque fois que l’homme attribue un nom à des objets, il fait un classement. La taxonomie est l’ensemble des principes et théories qui permettent de classer et de valider le classement des organismes. Les microorganismes sont classés en taxons, ou groupes, sur la base de leurs relations phénétiques et/ou phylogénétiques. La classification des bactéries est maintenant  Microbiologie Générale 4 établie de manière phylogénétique. Les méthodes moléculaires utilisées permettent de connaître les relations entre les bactéries. Les bactéries peuvent être divisées en 12 groupes qui ont été définis à partir de l’analyse de l’ARN ribosomal 16S et 23S. L’espèce est l’unité fondamentale de la classification. Elle regroupe les organismes qui possèdent de nombreux caractères communs. Cependant à l’intérieur d’une même espèce, il est possible de distinguer des souches et des clones. Une souche est la sous-division d’une espèce. Un clone est une population descendant d’une même souche. Les noms attribués aux bactéries n’ont pas de sens taxonomique. Ils donnent cependant un nom à une souche bactérienne isolée d’un produit pathologique sans aucune ambiguïté. La classification bactérienne n’est pas forcément bien adaptée à la pathologie. En bactériologie médicale, on peut classer les bactéries selon une classification clinique : les bactéries sont la cause de grands syndromes (méningites, endocardites…) ou selon une classification pathogénique : maladies dues à une même bactérie (staphylocoques, mycobactéries…) ou un même mécanisme pathogénique (toxi-infections…).  Microbiologie Générale 5 Les bactéries peuvent être classées selon leurs caractères : biochimiques (classification en biotypes ou biovars) antigéniques (classification en sérotypes ou sérovars) pathogéniques (classification en pathotypes ou pathovars) enzymatiques (classification en zymotypes ou zymovars) de sensibilité aux antibiotiques (classification en antibiotypes) de sensibilité aux bactériophages (classification en lysotypes ou lysovars) moléculaires : identification de l’ADN par ribotypie, hybridation ADN-ADN, hybridation ADN-ARN, séquençage de l’ARN ribosomique, etc Les bactéries peuvent aussi être classées selon : la coloration de Gram la morphologie la mobilité la capacité à sporuler la température de croissance les besoins nutritionnels le mode respiratoire la capacité de photosynthèse l’utilisation des différentes sources de carbone ou d’azote le G+C% du génome. Nomenclature des bactéries La nomenclature est l’ensemble des règles qui régissent l’attribution d’un nom à chaque taxon distinct. Elle est universelle. D’une manière générale, la classification des êtres vivants est hiérarchisée ainsi : Domaine Bacteria Règne non défini Phylum Proteobacteria Classe Gammaproteobacteria Ordre Enterobacteriales Famille Enterobacteriaceae Genre Escherichia (ensemble d’especes) Espèce Escherichia coli, E. coli (ensemble de souches)  Microbiologie Générale 6 Les noms des bactéries sont désignés par deux noms latins : le nom de genre, écrit avec une majuscule, est suivi du nom d’espèce, écrit en minuscule. L’ensemble du nom est écrit en italiques (Ex. : Escherichia coli). Structure et anatomie fonctionnelle des bactéries I. Moyens D’étude Des Bactéries 1/- Microscopie optique : Comporte 2 temps : Examen à l’état frais : (entre lame et lamelle) permet d’observer la forme et la mobilité des bactéries. (Milieu liquide) Examen après coloration : permet de mieux apprécier la morphologie bactérienne. On distingue : ▪ Les colorations simples (bleu de méthylène) ▪ Les colorations doubles (coloration de Gram la plus connu et celle de Ziehl-Nielsen) (En plus d’autres colorations qu’on va voir dans un autre chapitre) 2/- Microscopie électronique : Permet une étude fine de la structure bactérienne ou l’anatomie bactérienne.  Microbiologie Générale 7 II. Anatomie bactérienne Dans une cellule bactérienne on distingue différents types de structure : Structures constantes : Retrouvées chez toutes les espèces bactériennes : ✓ Chromosome. ✓ Cytoplasme. ✓ Membrane cytoplasmique. ✓ Paroi (absente chez les Mycoplasmes). Structures facultatives : Présentes chez quelques espèces seulement ou certains individus (souches) d'une espèce : ✓ La spore. ✓ La capsule, glycocalyx. ✓ Les plasmides. ✓ Les cils ou flagelles. ✓ Les pilis.  Microbiologie Générale 8 A. Structures constantes La paroi bactérienne : ▪ Enveloppe sous-jacente à la capsule. ▪ Elle assure à la bactérie sa rigidité, sa forme et sa résistance aux milieux extérieurs. ▪ Sa structure diffère selon qu’il s'agit de bactéries à Gram (+) ou à Gram (-) mais les deux ont un élément en commun : « Le peptidoglycane » Le Peptidoglycane C’est un polymère de chaines linéaires formées par l’alternance de deux sucres aminés : NAG (N-Acétyl Glucosamine) et NAM (N-Acétyl Muramique) unis par liaison disaccharidique. Sur le NAM sont fixées des chaines tétra peptidiques dont la composition varie selon les espèces. (exemple : L-Alanine – A-D-Glutamique- L-Lysine - D-Alanine) Ces tétra peptides sont reliés entre eux par des ponts inter-peptidique. (Penta glycine = 5 unité de Glycine) (entre la Lysine d’une chaine et la D alanine terminale d’une autre chaine)  Microbiologie Générale 9 Paroi de GRAM Positif ✓ Epaisse par rapport à celle des Gram (-), (20 à 80nm), homogène, constituée en grande partie de peptidoglycane uni à des acides teichoiques (polymère de glycérol phosphate ou Ribitol phosphates associés à un sucre) et lipoteichoiques.  Microbiologie Générale 10 ✓ La paroi des Gram (+) est perméable aux antibiotiques. Paroi de GRAM Négatif ✓ Structure plus complexe et plus fine que celle des Gram (+), constituée d’une fine couche de PG, recouverte d’une couche trilamellaire appelée enveloppe externe formée de : - Phopholipides (PL). - Protéines (Porines). - Lipopolysaccharides (LPS) constitué de 3 parties : - Le lipide A toxique : enfuit dans la membrane. - Le polysaccharide central (core). - La chaîne latérale O : ou Ag O de nature oligosaccharidique (Ag de surface à la base des identifications sérologiques, correspond à l’endotoxine responsable du choc endotoxinique)  Microbiologie Générale 11 ▪ La paroi des Gram (-) est moins perméable aux antibiotiques et riche en lipides qui seront dissous par l’alcool d’où caractère (-) au Gram. ▪ Les porines permettent le passage des substances et des antibiotiques selon leur diamètre et leur charge. Fonctions de la Paroi A/ Paroi et coloration de Gram : Basée sur la perméabilité ou non de la paroi à l’alcool. Elle se déroule en 3 étapes après fixation du frottis : Coloration au Violet de gentiane pdt 1 mn. fixation par le Lugol pdt 1 mn.  Microbiologie Générale 12 Décoloration par l’alcool pdt 40 à 50 secondes. Contre coloration par la fushine 30 secondes. Examen à la microscopique optique à l’huile d’immersion : Bactéries Gram (+) : Colorées au violet. Bactéries Gram (-) : Colorées en rose. B/ Forme des bactéries : ✓ Forme sphérique : cocci ✓ Forme en bâtonnet : Bacille. ✓ Bâtonnet incurvé : Vibrion. ✓ Forme spiralée. ✓ Bacilles fusiforme. ✓ Forme en Coccobacilles. C/ Résistance : Protège la bactérie contre les agressions physicochimiques et les variations de pression osmotique D/ Echanges : Contrôle la diffusion des molécules en fonction de leur taille, degré d'hydrophobicité... : rôle de membrane semi-perméable. E/ Rôle important dans la division cellulaire. F/ Site de nombreux déterminants antigéniques.  Microbiologie Générale 13 Membrane cytoplasmique : ▪ Se trouve sous la paroi et délimite le cytoplasme. ▪ Formée d’une double couche de phospholipides ou s’insère des protéines enzymatiques: (perméases, enzymes impliquées dans la synthèse du peptidoglycane…) ▪ Présente des invaginations « mésosomes », site d’attachement du chromosome (participent à la régulation de la multiplication bactérienne qui se fait par scissiparité binaire) 1. Duplication de l’ADN. 2. Approfondissement de l’invagination 3. Formation du septum. 4. Division de la cellule mère en deux cellules filles. ▪ Renferme les enzymes respiratoires (équivalent fonctionnel des mitochondries chez les cellules eucaryotes) ▪ C’est une membrane semi-perméable à travers laquelle les métabolites pénètrent soit par diffusion simple soit par transport actif par les perméases. L’espace périplasmique : ✓ Se trouve entre la membrane cytoplasmique et le peptidoglycane. ✓ Quand la pression osmotique externe augmente, il s’élargie et fait tampon. ✓ Il contient les PLP et des enzymes (protéases et lipases)  Microbiologie Générale 14 Le Cytoplasme Contient : Des enzymes. De nombreux ribosomes. Des vésicules de stockage. Le Noyau (Chromosome) : Une seule molécule de DNA bicaténaire, circulaire et pelotonné sur elle-même. Ne possède pas de membrane nucléaire, d’où un transfert rapide de l’information. ✓ Attaché à un point de la membrane cytoplasmique (mésosome). ✓ Se réplique et est transmis aux cellules filles, il peut muter ou être transféré à d’autres cellules. La réplication : Se fait selon un mode semi conservateur. B. Structures facultatives : La Capsule : ✓ Enveloppe la plus superficielle de nature : ▪ le plus souvent polysaccharidique : pneumocoque, méningocoque... ▪ parfois protéique : bacille du charbon. ✓ Mise en évidence par la méthode à l’ancre de chine. ✓ Rôle : ▪ Facteur de virulence car protège la bactérie de la phagocytose. ▪ Support antigénique : de certains vaccins « pneumocoque » et un élément d’identification « Ag solubles ».  Microbiologie Générale 15 Plasmides Petites molécules d'ADN bicaténaire, circulaire, surenroulé, ayant une réplication indépendante de celle du chromosome Capables de se transmettre aux cellules filles après division cellulaire. Capables de se propager d'une bactérie ou d’une espèce à une autre par un processus de conjugaison ou de transformation. Peuvent porter des gènes de virulence ou de résistance aux antibiotiques ou antiseptiques. Les Flagelles (Cils) Structures rigides, ondulées qui naissent de la membrane cytoplasmique. Constituées de sous unités de protéines assemblées appelée flagelline. Permettent la mobilité des bactéries. Ils sont antigéniques et sont à ce titre des éléments d’identification (Salmonelles). Plusieurs dispositions possibles : 1 seul flagelle polaire = Ciliature monotriche. 1 touffe de flagelles polaires = Ciliature lophotriche. 1 flagelle à chaque pôle = Ciliature amphitriche. Des flagelles entourant la bactérie = Ciliature préritriche. les spirochètes ont un flagelle interne = Filament axial  Microbiologie Générale 16 Les Pili Structures allongées de nature protéique (formées de sous unités de piline) disposés régulièrement sur la surface bactérienne. Spécifiques aux bactéries à Gram (-) rarement Gram (+). On distingue 2 catégories : a. pili communs ou fimbriae : Favorisent l’adhésion de certaines bactéries aux muqueuses (E. coli et muqueuse vésicale) = facteurs de virulence b. Les pili sexuels : plus longs. ✓ Les bactéries qui en produisent sont nommées bactéries « mâles » à l'opposé des bactéries « femelles ». ✓ Permettent l’attachement des bactéries entre elles lors de la conjugaison. NB: Les gènes qui codent pour les pili sont portés par des plasmides (F+). Le Pili sexuel  Microbiologie Générale 17 La Spore ✓ La spore comporte plusieurs couches qui sont de l’intérieur à l’extérieur : ▪ Le peptidoglycane. ▪ Le cortex : comporte du Dipicolinate de Ca++ (synthétisé lors de la sporulation) responsable de la thermo-résistance de 80° à 100°C. ▪ Les tuniques externes : Formées de Kératine ce qui lui confère une résistance aux solvants organiques. ✓ Durant la sporulation l’H2O sort lentement de la spore. Cette déshydratation permet de résister aux enzymes à qui l’H2O est nécessaire à leur action. ✓ Les spores sont détruites par autoclavage à 120°C durant 15mn. ✓ Les spores posent un problème dans l’industrie alimentaire car les conserves ne subissent qu’une courte cuisson ne permettant pas d’éliminer les spores. ✓ Les contaminations redoutables sont celles des spores de clostridium botulinum et perfringens qui germent en milieu anaerobies et libèrent des toxines qui peuvent être mortelles. Microbiologie Générale 18  Microbiologie Générale 27 Etude antigénique des Bactéries Pouvoir pathogene des bacteries La pathogénicité est la capacité d’une bactérie de produire une maladie chez l’homme. Elle possède un équipement biochimique qui lui permet de s’implanter, d’envahir l’hôte et de produire la maladie. Les bactéries pathogènes agissent suivant les espèces, soit par leur pouvoir de multiplication, soit par l’élaboration de toxines, soit par l’association plus ou moins intriquée des deux. 2 grandes modalités de pouvoir pathogène d’une bactérie : Virulence et toxinogénèse. ❑ Maladies : Changement d’état de l’organisme dû à la perturbation des fonctions corporelles physiologiques suite à des lésions des tissus et organes ❑ maladies infectieuses : Maladies provoquées par des organismes vivants (bactéries, parasites, prions, virus) Maladies bactériennes : bactériémie : bactéries véhiculées par le sang septicémie : multiplication des bactéries dans le sang (= infection du sang) sporémie : spores véhiculées par le sang toxémie : toxines véhiculées par le sang (entérotoxémie, hépatotoxémie, …) Modes d’infections : contact direct avec une surface biologique contaminée (= contagion) contact avec des objets inanimés contaminés air nourriture et eau sols arthropodes flore commensale Sources d’infections : animaux (= contagieuse) tellurique (terre, sol) endogène  Microbiologie Générale 28 Types d’infections :  Microbiologie Générale 29 Virulence proprement dite : C’est le pouvoir de la bactérie infectante d’envahir les tissus, de s’y multiplier et d’y créer des lésions. Il faut envisager les facteurs liés à la bactérie infectante et les facteurs liés à l’organisme infecté. A. Facteurs liés à la bactérie A.1. Facteurs de surface Les pili (des gono par exemple) qui permettent la fixation des bactéries sur les cellules réceptrices. La capsule qui confère aux bactéries la résistance à la phagocytose. LPS ex. : Le pneumocoque capsulé résiste à la phagocytose et tue la souris très rapidement alors que la même souche quand elle a perdu sa capsule est dépourvue de pouvoir. A.2. Facteurs de nature enzymatique Coagulase, collagénose, fibrinolysine, hyaluronidase Exemple : les collagénases de clostridium perfringens qui désintègrent les réseaux collagènes et attaquent les fibres musculaires. Elles facilitent la diffusion du Bacille dans les tissues intensités de la gangrène due à ces microorganismes B. Facteurs liés à l’hôte La virulence est différente d’une espèce animale à l’autre. Il existe des espèces réfractaires (Poule/Charbon) et des espèces particulièrement sensibles (souris / pneumo, cobaye / BK). Dans une espèce donnée, tous les individus ne présentent pas la même réceptivité : le jeune âge, les tares viscérales, l’état de nutrition, l’effort musculaire, la fatigue, sont autant de facteurs qui modifient la réceptivité. Cette notion de terrain est prépondérante dans la pathologie nouvelle crée en milieu hospitalier sujets à l’état général déficient, Atteints de maladies sévères (cancer, hémopathies malignes). Ayant subi d’importantes interventions chirurgicales. Traités par les antibiotiques, corticoïdes ou par des procédés chimiques agressifs et immunodépresseurs.  Microbiologie Générale 30 Le froid, Facteur capital dans le déclenchement des infections respiratoires. La porte d’entrée de l’infection est aussi un facteur capital. Certaines bactéries ne sont actives que si elles pénètrent par une voie donnée, exemple : cathéter. C’est-à-dire le pouvoir pour la bactérie de sécréter pendant sa vie une toxine diffusible dans l’organisme (exotoxine), soit de libérer à sa mort par autolyse une toxine non diffusible constituant de sa paroi. La toxinogénèse Les bactéries pathogènes disposent pour agresser un organisme de plusieurs moyens : leur pouvoir de multiplication grâce à leur virulence leurs sécrétions d’endotoxine léthales à faible dose ; leur production d’endotoxine ; leur pouvoir de sécrétions de substance non directement toxiques tels certains enzymes qui jouent un rôle sur les tissus infectés. Facteurs de virulence Liés à la Bactéries  La pathogénicité d’une bactérie est sa capacité à provoquer une infection, c’est sa virulence.  Elle repose sur plusieurs facteurs, à deux niveaux : ceux favorisant la colonisation et l’invasion ceux entraînant directement des dommages : les toxines bactériennes 1. Les Adhésines : Les adhésines sont des protéines membranaires ou des pili qui permettent aux bactéries d'adhérer aux cellules cibles, étape indispensable à l'infection. Elles réagissent avec des récepteurs homologues des cellules hôtes. Facteurs d’adhésion  Il s'agit d'éléments favorisant la propagation des agents infectieux à travers les tissus, par exemple :  la streptokinase, enzyme produite par diverses espèces de streptocoques, dont le streptocoque du groupe A, et qui se lie au plasminogène pour l'activer en formant de la plasmine afin de favoriser la fibrinolyse ;  la hyaluronidase, qui hydrolyse l'acide hyaluronique du tissu conjonctif, des cellules épithéliales et du tissu nerveux, et produite notamment par les streptocoques du groupe A, les pneumocoques, les staphylocoques et Clostridium perfringens ;  Microbiologie Générale 31  les peptidases, désoxyribonucléases et lipases, qui attaquent les constituants macromoléculaires des cellules hôtes ;  les flagelles, qui assurent la motilité de certains germes pathogènes, et participent de ce fait à leur propagation. 2. Facteurs antiphagocytaires Les facteurs antiphagocytaires protègent les bactéries de la phagocytose par les leucocytes du système immunitaire. Ces facteurs sont de plusieurs ordres : Une capsule, par exemple constituée de glycocalyx ou de lipopolysaccharide ; les pneumocoques sont un exemple de bactéries pathogènes encapsulées ; La protéine M des streptocoques du groupe A, une protéine de surface qui peut être inactivée par des anticorps ; La protéine A du staphylocoque doré, qui se lie surtout aux immunoglobulines G (IgG) en les positionnant « à l'envers », de sorte qu'elles ne sont pas reconnues par les récepteurs Fc (effet d'anti-opsonisation) ; La leucocidine de Panton-Valentine est un facteur de virulence présent chez la plupart des staphylocoques dorés résistants à la méticilline et acquis par ces derniers à partir du matériel génétique d'un bactériophage qui les a préalablement contaminés ; elle agit en formant des pores dans les membranes des cellules infectées ; La coagulase, sécrétée par divers microorganismes, dont certains staphylocoques dorés et Yersinia pestis, réagit avec la prothrombine pour former de la staphylothrombine et convertir le fibrinogène en fibrine dans le plasma sanguin, ce qui a pour effet d'entourer la bactérie d'une couche protectrice qui la protège de la phagocytose et du système immunitaire de l'hôte ; Le facteur d'agglutination A du staphylocoque doré qui se lie au fibrinogène et participe à sa coagulation.  Microbiologie Générale 32 3. Endotoxines Les endotoxines sont des toxines thermostables de la membrane externe de certaines bactéries à Gram négatif. Il s'agit par exemple du lipide A, constituant du lipopolysaccharide, qui est libéré lors de la lyse de ces bactéries, et est susceptible d'entraîner un syndrome de réponse inflammatoire systémique. Ces endotoxines induisent une série d'effets :  libération d'interleukine 1 par les macrophages, jouant notamment le rôle de pyrogène endogène, en élevant la température corporelle (fièvre) ;  libération de facteurs de nécrose tumorale, contribuant aux signes cardinaux de l'inflammation : Rubor (rougeur, érythème), Calor (chaleur, due à la vasodilatation), Tumor (tuméfaction, œdème), Dolor (douleur), Functio laesa (atteinte fonctionnelle).  liaison du lipide A aux récepteurs des cellules B, conduisant à la maturation des lymphocytes B ;  activation alternative du système du complément ;  action sur le système des kinines ( qui joue un rôle dans l'inflammation, le contrôle de la pression artérielle, la coagulation et la douleur) et sur l'hémostase.  Les bactéries à Gram négatif responsables d'un sepsis sont susceptibles de provoquer une intoxication par endotoxines à l'issue d'un traitement antibiotique sous l'effet de la libération massive d'endotoxines consécutive à la destruction des agents infectieux, ce qui peut conduire à un choc septique.  Microbiologie Générale 33 4. Exotoxine Les exotoxines sont des toxines sécrétées par des bactéries vivantes, contrairement aux endotoxines qui sont libérées lors de la destruction de ces bactéries. Elles sont souvent produites par des bactéries elles-mêmes infectées par des bactériophages. Elles agissent de différentes manières  les lipases contribuent à la destruction de la membrane plasmique des cellules cibles ; c'est par exemple le cas de la lécithinase C, également appelée toxine α de Clostridium perfringens ;  les toxines porogènes perforent la membrane cellulaire en y insérant des pores transmembranaires, comme l'α-toxine staphylococcique ;  les neurotoxines altèrent les nerfs ou l'action des neurotransmetteurs ; ce sont par exemple : la tétanospasmine, ou toxine tétanique, responsable du tétanos et principale toxine produite par Clostridium tetani ; la toxine botulique, responsable du botulisme et produite par Clostridium botulinum ; la tétrodotoxine, produite par plusieurs bactéries et qui bloque certains canaux sodium.  la toxine cholérique de Vibrio cholerae provoque la diarrhée aqueuse du choléra ; la toxine diphtérique de Corynebacterium diphtheriae inhibe un facteur d'élongation dans la diphtérie  1. Définition : 1.1. La mycologie : C’est une science qui s’intéresse aux champignons microscopiques responsables d’affections fongiques qu’on appelle mycoses. 1.2. Les champignons : Organisme thallophyte, eucaryote, uni ou pluri cellulaire, dépourvue de chlorophylle. Ils sont en général saprophytes (du milieu extérieur) ou commensaux (des cavités naturelles ou de la peau), mais peuvent devenir parasites dans certaines conditions. Ils peuvent se reproduire de façon sexuée et/ou asexuée. 2. Caractéristiques des champignons : 2.1. Morphologie : Les champignons se développent par un système de filament appelé hyphes ces hyphes sont plus ou moins ramifiés, ces filaments constituent le thalle ou mycelium «champignons thallophytes». Parfois ce mycelium se trouve réduit à l’état unicellulaire c’est le cas du thalle levuriforme. Le Thalle végétatif peut se présenter sous deux aspects différents : - Thalle filamenteux : Septomycètes (cloisonnés) : régulier et fin avec septum (cloison transversale séparant les articles) Siphomycètes (non cloisonnés) : irrégulier - Levures : Unicellulaire : le thalle est réduit à une seule cellule. Introduction à la mycologie Page 2  Figure : thalle filamenteux Figure : Champignon levuriforme 2.2. La reproduction Les champignons se reproduisent par production de spores. Ces spores permettent la dispersion du champignon dans la nature. Il existe deux types de reproduction : - La reproduction asexuée (anamorphe) : la cellule fongique se divise par simple mitose - La reproduction sexuée (télémorphe) : Cytogamie : fusion entre deux cellules Caryogamie : fusion entre deux noyaux Division nucléaire (méiose) Suivie d’une ou plusieurs mitoses. Introduction à la mycologie Page 3  Chez une même espèce, on peut donc observer une multiplication de type sexué une multiplication asexuée. 2.3. La classification : Les champignons comprennent quatre embranchements définis selon leur reproduction sexuée et un embranchement associant tous les stades asexués ou anamorphes. Figure : Classification générale des Eumycètes. 2.3.1. Les Chytridiomycètes Ce sont des champignons aquatiques, au mycélium large peu ou pas cloisonné (siphonné), dont les spores sont munies d’un flagelle. Ils ne sont pas impliqués en mycologie médicale et on les considère comme les ancêtres de tous les champignons actuels. 2.3.2. Les Ascomycètes Les ascomycètes sont les champignons les plus répandus. Leur reproduction sexuée se fait à partir de structures fermées (sortes de sac) appelé « asques » d’où l’appellation Ascomycètes donnée à ces espèces. Leur stade asexué (anamorphe) est le plus impliqué en pathologie humaine et animale. 2.3.3. Les Basidiomycètes : Ils regroupent toutes les espèces dont le point commun est de produire des structures de reproduction sexuée appelée : « Basides » donnant naissance à des spores exogènes, les basidiospores. Beaucoup d’entre eux sont des Macromycètes (gros champignons à chapeau), certains sont des parasites de végétaux, d’autres de redoutables opportunistes chez l’homme (Cryptococcus, etc.) Introduction à la mycologie Page 4  2.3.4. Les Zygomycètes : Ils ont un mycélium siphonné. La reproduction sexuée aboutit à la formation de zygospores « Zygomycètes ». Ce sont des saprophytes très répandus ; certaines espèces s’avèrent être des parasites redoutables chez l’homme, notamment chez des sujets fragilisés (Mucorales). 2.3.5. Les Deutéromycètes : Les deutéromycètes regroupent toutes les espèces qui sont isolées et identifiées à partir de leur stade anamorphe (asexué). Sur le plan taxinomique, ils représentent un groupe artificiel en attente de regroupement définitif parmi les Ascomycètes et les Basidiomycètes. En pratique, on distingue les levures, des filamenteux à thalle régulier, cloisonné. Tableau : principe de la nomenclature des rangs taxinomiques en mycologie Exemple avec Aspergillus nidulans 3. Les mycoses Les mycoses sont des pathologies liées au développement parasitaire d’un champignon dans un organisme vivant. - Mycoses superficielles : sont dues à des champignons qui ont une affinité particulière pour les couches superficielles de l’organisme. Les dermatophytes et le Malassezia parasitent la peau, les Candida les muqueuses. Leur développement est souvent favorisé par des modifications locales des tissus : troubles hormonaux mais surtout augmentation de la chaleur et de l’humidité. - Mycoses sous cutanées : sont la conséquence de la pénétration sous-cutanée, post- traumatique, de champignons vivant dans le milieu extérieur. Elles sont rares, souvent cliniquement spectaculaires, et quasi strictement rencontrées en zones tropicales. Ex : sporotrichose Introduction à la mycologie Page 5  - Mycoses profondes ou invasives : sont des pathologies fongiques qui touchent des organes a priori stériles. S’installent sur un terrain sous-jacent déficient, la quasi- totalité des champignons peuvent donner ce type d’atteinte. Ainsi les Candida, par ailleurs agents de mycoses superficielles, sont souvent responsables de ces pathologies invasives. Leur nombre croit de façon permanente depuis quelques décennies ex : aspergilloses 4. Les champignons d’intérêt médical - Les champignons levuriformes : Candida ; ex : Cryptococcus - Les champignons filamenteux : ex : moisissures, dermatophytes - Les champignons dimorphiques : ex : Histoplasmoses - Les champignons «atypiques» : ex : Pneumocystis jirovecii 4.1. Pathogénicité des champignons : Plus de 100 000 espèces connues. Elles sont pour la plupart saprophytiques ; moins de 0,5 % sont reconnus pathogènes. Distribution géographique : parfois restreinte, parfois mondiale Prévalence : très élevée pour certaines mycoses (dermatophytoses, candidose); faible pour d'autres. Mortalité élevée lorsque l’infection est invasive. 4.2. Origine des champignons : - Champignon exogène (Dans milieux extérieur) : environnement Exemple : Aspergillus fumigatus : milieu hospitalier - Champignons endogène (commensaux) : peau, muqueuse (surtout intestinale). Exemple : Candida albicans 4.3. Mode de contamination : Se fait surtout par l’intermédiaire de spores libres dans l’environnement : Air (inhalation), sol (contact), eau (piscines), animaux (contact), végétaux (piqûres par écharde de bois), homme (contact). Introduction à la mycologie Page 6  5. Diagnostic en mycologie 5.1. Prélèvement : En fonction de la pathologie Superficiel : cutané, poils, barbe, cheveux, ongles, …. Profond : hémoculture, LCR, biopsies, pièces opératoires… 5.2. Examen direct : C’est une étape importante et indispensable. Il permet de visualiser le champignon dans la lésion, de s’orienter sur son identité et permet d’évaluer son abondance Examen à l’état frais : apposer une goutte du prélèvement entre lame et lamelles, après dilution dans le sérum physiologique en cas de prélèvement épais. Lecture au microscope optique. Examen après éclaircissement (lactophénol, KOH 10-30% à chaud) Examen après coloration : Préparation : étalement sur lame (par étalement simple, cytocentrifugation ou apposition (biopsies). Coloration : Gomori-Grocott, MGG, Gram, …. Lecture au microscope optique 5.3. Culture et identification 5.3.1. Milieux de culture : Milieu de Sabouraud (glucose, peptone, agar) additionné d’antibiotiques (chloramphénicol ou gentamycine). En boite de pétri : isolement facile des colonies, mais non adapté aux incubations de plus de 7 jours (assèchement du milieu) En tube : adapté aux incubations longues (champignons filamenteux, Cryptococcus, mycoses exotiques) Milieu de Sabouraud avec Cycloheximide (Actidione®, antifongique) utilisé pour la recherche de dermatophytes (inhibe la croissance de certains contaminants de culture). Milieu Sabouraud chromogène ou fluorogène : aide à l’identification des levures Introduction à la mycologie Page 7  Milieux de repiquage : (champignons filamenteux) : favorise l’obtention des fructifications permettant l’identification. Ex : milieu Czapeck, milieu au Malt. 5.3.2. Identification des champignons : Levures : Milieux de culture chromogènes : identification des Candida. Ex : complexe C.albicans/C.dubliniensis Tests rapides disponibles pour l’identification du complexe C.albicans/C.dubliniensis, C.glabrata,…. Galeries d’identification Spectrometrie de masse : MALDI-TOF Champignons filamenteux : analyse morphologique macroscopique et microscopique des colonies basée sur : La vitesse de croissance Possibilité de croissance sur un milieu contenant du cycloheximide L’aspect macroscopique des colonies : taille, couleur, forme, texture, ….. Analyse microscopique Les approches par spectrométrie de masse et biologie moléculaire sont en cours de développement selon les espèces. 5.3.3. Interprétation des cultures fongiques : L’interprétation des cultures fongiques dépond de la nature du prélèvement (site stérile ou présence d’une flore), de l’espèce identifiée (commensale, pathogène établi ou possible contaminant de culture) et du contexte clinique (terrain, symptomatologie). 5.4. La sérologie : Recherche des antigènes et des anticorps 6. Traitement Médical : ex : Candidoses, Cryptococcose, Dermatophytoses Plusieurs classes médicamenteuses, plusieurs formes galéniques Chirurgical : ex : Aspergillôme, Mycétomes Introduction à la mycologie Page 8  Cours de Virologie  Historique des découvertes des virus Grandes étapes Avancée techniques et ou conceptuelle - invisibles en microscopie 19e Siècle : définition sur des caractères négatifs - non cultivable (différents des bactéries) - non arrêtés par les filtres (différents des bactéries) - Découverte du virus de la mosaïque du tabac (VMT) 1898 : notion de virus filtrants - Premiers virus : « principe filtrant » : sève de tabac malade animal : virus de la fièvre aphteuse humain : virus de la fièvre jaune bactérien : bactériophage - apport de la biochimie : « cristal protéique infectieux » puis VMT riboprotéique Années 1930 : de l’invisible au moléculaire - apport de la cristallographie : VMT en bâtonnet - apport de la microscopie électronique : le virus visible - le phage du colibacille contient de l’ADN - culture des virus - premiers vaccins Années 1950 : les cultures cellulaires - coloration négative en microscopie électronique : capsides à symétrie hélicoïdale ou cubique Définition de Lwoff en 1957 - Compréhension de l’interaction entre virus et cellules  A- Introduction aux virus : nature, structure et classification I- Définitions : Les Virus sont infectieux et potentiellement pathogènes Ce sont des entités nucléo-protéiques possédant un seul type d’acide nucléique (ARN ou ADN) Se reproduisent par la cellule hôte à partir de leur propres matériel génétique Sont incapables de croître et de se diviser sans infecter une cellule hôte (parasitisme intracellulaire absolu ) Croissance Division Continent Contient des Sensibilité aux Taille dans milieu binaire par AND et ARN ribosomes antibiotiques artificiel fission Cellule 20µm + - + + - animale Bactérie 2µm + + + + + Virus 0,02 – 0,3 µm - - - -* - * « Certains virus à ARN semblent accidentellement conetenir des ribosomes qui ne joeunt aucun rôle dans la synthèse de protéines virales. II- Structure des virus : Les virus sont composés : + d’un acide nucléique (AND ou ARN) formant son génome + d’une Capside = manteau de protéine protectrice L’ensemble acide nucléique + capside = Nucléocapside) La nucléocapside peut avoir une symétrie hélicoïdale, icosaédrique ou complexe Ils peuvent avoir ou non une enveloppe composée de lipides dérivés de la cellule hôte. 1- Le génome viral : A l’opposé du génome cellulaire, l’information est fortement comprimée avec souvent chevauchement des gènes par chevauchement des trois cadres de lecture. + ARN monocaténaire : Majorité des virus à ARN peut être à polarité positive (+) (même polarité que l’ARNm) ou à polarité négative (-) Taille de 2 à 30 Kb (fragiles) + ARN bicaténaire : Exceptionnel ; Réovirus - Rotavirus + ARN segmenté : Virus de la grippe + ADN bicaténaire : Majorité des virus à ADN (Taille de 6 à 250 Kb) + ADN monoaténaire : Exceptionnel ; Parvovirus  2- La capside virale : A deux rôles : + renferme et protège l’acide nucléique + permet l’attachement du virus à la cellule hôte (cas des virus nus) On distingue 3 catégories de capsides : a- Capside tubulaire à symétrie hélicoïdale : (VMT, grippe, rougeole, VSV) Le modèle est le virus de la mosaïque du tabac (5%AN, 95% Protéines) Acide nucléique (ARN monocaténaire (+) 6,4Kb ) Unités de structure (protéines de la capside ; 2200unités/virus) 100nm  b- Capside icosaédrique à symétrie cubique : (entérovirus, adénovirus, herpès…) L’icosaèdre est un La capside est constituée de polypeptides qui forment des polymère à 12 capsomères qui peuvent être des hexons ou des pentons sommets, 30 arêtes et 20 faces 12 pentons (1 par sommet) 5 sous-unités 5 voisins Polypeptides Capsomères Hexons 6 sous-unités 6 voisins Symétrie d’ordre 5 Hexon Glycoprotéines Penton Symétrie d’ordre 3 Enveloppe Tégument Adénovirus Symétrie d’ordre 2 Herpès virus  b- Capside à symétrie complexe: (Poxvirus) Les structures sont régulières mais la symétrie n’est pas totalement élucidée En résumé nous pouvons obtenir 5 structures de base des virus dans la nature 1. Icosaédrique nu poliovirus, adénovirus, hépatite A 2. Hélicoïdal nu VMT 3. Icosahedrique enveloppé herpès, fièvre jaune, rubéole 4. Hélicoïdal enveloppé Rage, influenza, parainfluenza, oreillons, rougeole 5. complexe poxvirus  3- L’enveloppe virale (peplos) : Elle est constitutive de certain virus et dérive par bourgeonnement du virus à partir de la cellule hôte + soit à partir de la membrane cytoplasmique : cas du VIH et du virus de la grippe + soit à partir de la membrane nucléaire : cas des virus Herpès (aux étapes précoces) + également à partir des membranes intracytoplasmiques (RE, Golgi, Vacuoles) : Rubéole Elle est composée de : bicouche lipidique cellulaire, glycoprotéines virales sous forme de spicules La face interne de l’enveloppe virale peut être dans certains cas associée à une protéine virale = Matrice Formation de l’enveloppe virale par bourgeonnement (ex : virus de la grippe)  Conséquences de la présence ou l’absence de l’enveloppe virale sur le virus: Propriété Virus à Virus nu enveloppe Stabilité dans l’environnement 0 + Elimination dans les selles 0 + Elimination dans la gorge + + Contamination interhumaine directe, Respiratoire ou + + salivaire, sexuelle ou oculaire Contamination interhumaine indirecte, fécale-orale 0 + Transmission préférentielle pendant la saison froide + -+ Température de stockage de longue durée des prélèvements -80°C -20°C Inactivation par solvants lipidiques (éther) + - III - Classification : Le comité international de la nomenclature des virus a depuis 1976 classé les virus selon les critères suivants : - Le type d'acide nucléique (ADN ou ARN) (+ ou -). - La symétrie de la capside (icosaédrique ou hélicoïdale). - La présence ou l'absence d'enveloppes (péplos). - Le nombre des capsomères. Nous pouvons distinguer : Virus à ARN : + ARN monocaténaire + ARN monocaténaire segmenté Capside : + ARN monocaténaire diploïde icosaédrique, + ARN bicaténaire tubulaire, complexe Enveloppe : Virus à ADN : Présente : enveloppé Absente : nu + ADN bicaténaire + ADN monocaténaire  ARN monocaténaire Capside icosaédrique, à symétrie cubique Virus nus Virus enveloppés Picornaviridae (+) Astroviridae (+) Calciviridae (+) Hépatite E like virus Togaviridae (+) Flaviviridae (+) (+) Enterovirus Astrovirus Norovirus Non classé Alphavirus Flavivirus Poliovirus Astrovirus humains Virus Norwalk Virus de l’hépatite E chikungunya Virus de la dengue Coxakievirus (HEV) Virus de la fièvre Rubivirus jaune Rhinovirus rhinovirus Virus de la rubéole Hepacivirus Virus de l’hépatite Hépatovirus C (HCV) Virus de l’hépatite A (HAV)  ARN monocaténaire Capside tubulaire, à symétrie hélicoïdale Virus nus Coronaviridae (+) Filoviridae (-) Rhabdoviridae (-) Paramyxoviridae (-) Coronavirus Ebolavirus Lyssavirus Respirovirus coronavirus humain virus Ebola virus de la rage virus parainfluenza 1 et 3 Rubulavirus virus des oreillons virus parainfluenza 2 et 4 Morbillivirus Virus de la rougeole  ARN monocaténaire segmenté Capside tubulaire, à symétrie hélicoïdale Virus enveloppés Orthomyxoviridae (-) Bunyaviridae (- , +/-) Arenaviridae (+/-) Inflenzavirus A Bunyavirus Arenavirus virus ce la grippe A virus de l’encéphalite de Californie virus lassa virus de la fièvre de la vallée du Rift Inflenzavirus B virus de la fièvre hémorragique virus ce la grippe B Hantavirus Inflenzavirus C virus ce la grippe C  ARN ARN ARN monocaténaire monocaténaire bicaténaire diploïde segmenté Capside Capside non caractérisée Capside complexe icosaédrique, à symétrie cubique Virus enveloppé Virus enveloppés Virus nus Retroviridae (+) Reoviridae (+/-) Deltavirus (-) Alpharetrovirus Orthoreovirus virus de l’hépatite delta Betaretrovirus Gammaretrovirus Réovirus humain 1-3 Deltaretrovirus Virus des leucémies et lymphomes T humains (HTLV) Rotavirus Epsilonretrovirus rotavirus humain A et B Lentivirus Virus de l’immunodéficience humaine (VIH)  ADN bicaténaire ADN monocaténaire Capside icosaédrique, Capside à Capside à symétrie cubique symétrie icosaédrique, à symétrie complexe cubique Virus nus Virus enveloppés Virus Virus nus enveloppés Adénoviridae Papillomaviridae Herpesviridae Hepadnaviridae Poxviridae Parvoviridae Alphaherpesvirinae Mastadenovirus Papillomavirus Simplexvirus Orthohepadnavirus Orthopoxvirus Parvovirus Herpes simplex virus 1, 2 adénovirus Papillomavirus (HSV-1 ; HSV-2) Virus de l’hépatite B Virus de la variole Erythrovirus humains (1-51) humain (HBV) Virus de la vaccine (HPV) Varicellovirus Virus du cowpox Parvovirus humain Aviadenovirus Virus de la varicelle et du B19 zona (VZV) Betaherpesvirinae Dependovirus Cytomegalovirus Virus satellites des HCMV adénovirus Polyomaviridae Roseolovirus Polyomavirus Herpes virus 6 , 7 HHV-6 ; HHV-7 Virus BK (BKV) SV40 Virus JC (JCV) Gammaherpesvirinae Lymphocryptovirus Virus Epstein Barr (EBV) Rhadinovirus HHV8 Tailles relatives des virus  B- Multiplication des virus dans les cellules Aucun virus ne peut se reproduire en dehors d’une cellule vivante La machinerie énergétique et les précurseurs moléculaires pour la synthèse des protéines virales proviennent de la cellule hôte I- Différents types d’infections virales : L’infection virale peut être productive , abortive ou latente (persistante) Infection Expression du génome Devenir de la cellule Production viral de virions Productive Expression de tous les Lyse gènes viraux + Abortive Expression interrompue Retour à la normale (virus défectueux ou cellule - non permissive) Latente ou Persistance du génome Survie avec modification persistante dans la cellule avec (ex: transformation - expression de quelques maligne) gènes viraux  Ce sont toutes les étapes que doit subir un virus pour aboutir II- Le cycle viral : à la production de nouvelles particules virales (virions) Etapes Descriptions Précoces Attachement - Pénétration - Décapsidation Synthèse de macromolécules Fabrication des ARNm - Synthèse des protéines Réplication des génomes Tardives Assemblage et relargage (construction des nucléocapsides et libération des virions inféctieux) Pénétration Décapsidation Attachement Réplication Transcription Synthèse des protéines Assemblage et relargage  C’est l’intéraction entre le virus et la cellule hôte permettant la fixation du 1 - Attachement : virus à la surface cellulaire. Elle fait intervenir des molécules à la surface des deux contingents. A la surface des virus : + protéines de la capside (virus nus) + glycoprotéines de l’enveloppe (virus enveloppés) Virus Protéine (structure virale) Exemples : HIV gp120 (enveloppe) EBV gp350 (enveloppe) Influenza virus Hémagglutinine (enveloppe) Adénovirus Fibre + Penton (capside) Poliovirus VP I (Capside) A la surface de la cellule cible: Récepteurs cellulaires + glycoprotéines ; protéines ; oligosaccharides Virus Cellule / Tissue cible Récepteur cellulaire (+ corécepteur) HIV Lymphocyte T , Macrophage CD4 (+ CCR5 ou CXCR4) EBV Lymphocyte B CD21 (récepteur du complément) Influenza virus Epithélium respiratoire Acides sialiques  Cette étape nécessite l’énergie et dépend de la température et du pH. 2- Pénétration : Le virus utilise différents mécanismes pour franchir la membrane plasmique Virus Mécanisme de pénetration Influenza virus , Endocytose médiée par récepteur adénovirus Poliovirus Translocation directe à travers la membrane plasmique Paramyxovirus, Fusion entre enveloppe virale et Herpès virus, membrane plasmique HIV poliovirus adénovirus Influenzavirus HIV 3- Décapsidation : Cette étape aboutit à le destruction de la capside pour libérer le matériel génétique du virus dans la cellule Elle peut se faire : - immédiatement après attachement : picornavirus - dans l’endosome : influenzavirus Endosome - dans le cytoplasme : retrovirus Dans la majorité des cas la décapsidation a lieu dans le cytoplasme même pour les virus qui se répliquent dans le noyau Devenir du génome viral dans une cellule permissive Génome viral Réplication Transcription (ARNm viral) Traduction Génome viral Protéines viral Formation de nouveaux virions 4- Transcription du génome viral : ADN monocaténaire + ou – Parvoviridae ADN bicaténaire C’est le mécanisme Herpesviridae Adenoviridae par lequel le virus exprime son ARNm. ADN polymérase cellulaire En fonction du génome viral les voies sont différentes. ARN polymérase cellulaire ARN polymérase cellulaire ARN bicaténaire ARN monocaténaire (+) Reoviridae Transcriptase virale ARNm + Picornaviridae Flaviviridae ARN polymérase cellulaire Transcriptase virale Rétrotranscriptase virale ARN monocaténaire (-) Rétrotranscriptase Orthomyxoviridae virale Paramyxoviridae Rhabdoviridae ARN monocaténaire (+) Retroviridae Tous les virus ne répliquent pas leur génomes dans le cytoplasme Certain virus ont besoin de transporter leurs génomes dans le noyau cellulaire pour amorcer leur réplication Virus qui transportent leurs génomes dans le noyau cellulaire pour amorcer la réplication Virus à ADN Virus à ARN Herpèsvirus Orthomyxovirus Adénovirus Retrovirus (après rétrotranscription en ADN bicaténaire) Papillomavirus Parvovirus Les ARNm viraux sont coiffés et polyadénylés comme les ARNm cellulaires et se lient au ribosomes L’expression des protéines virale utilise ainsi la machinerie cellulaire. Les protéines virales produites par traduction subissent souvent des modification post-traductionnelles : + phosphorylation (pour l’activation enzymatique) + acylation (pour l’insertion membranaire) + glycosylation (protéines de l’enveloppe) + clivage (pour la formation des différents polypeptides) 5- Réplication du génome viral : Virus à ARN ARN simple brin - ARN simple brin + ARN double brin Réplicase Réplicase Cas particulier des rétrovirus Reverse transcriptase Virus à ADN ADN simple brin ADN double brin 5- Assemblage et libération des virus: Le début des étapes tardives de du cycle virale consiste à assembler spécifiquement une molécule du génome viral avec les sous unités protéiques de la capside Pour former la nucléocapside Virions nus + D’abord il y’a formation d’une procapside qui subit une maturation + Une molécule du génome viral y est ensuite empaquetée + Plusieurs clivages protéolytiques aboutissent à la formation de la nucléocapside définitive les virions ainsi formés peuvent se trouver : soit dans le cytoplasme (Picornavirus) soit dans le noyau (Papillomavirus , polyomavirus) la libération des particules virales néoformées se fait lors de la lyse cellulaire  + Même si la capside est formée dans ce cas , le virion n’est Virus enveloppés pas infectieux tant qu’il n’est pas entouré d’une enveloppe. L’acquisition de l’enveloppe virale peut se faire par bourgeonnement à différents niveaux Virus Membrane cellulaire à travers laquelle se fait le bourgeonnement Herpès virus Nucléaire interne puis Golgi Poxvirus Golgi Flavivirus Membrane du RE Orthomyxovirus Paramyxovirus Membrane plasmique externe Rhabdovirus Rétrovirus  B- Multiplication des virus dans l’organisme 1- Notion de réservoir de virus et conditions de transmission: A partir du réservoir humain, la transmission se fait : + soit par contact direct, + soit indirectement par l’intermédiaire du milieu extérieur Les virus fragiles (enveloppés) nécessitent des contacts étroits Les virus résistants (nus) se transmettent aussi bien par contact étroit ou à distance (eau, aliments…) Au cours d’une infection virale, les virus sont souvent transmis : * via diverses secrétions biologiques : + secrétions respiratoires (virus de la grippe, rougeole, virus respiratoire syncytial RSV) + secrétions intestinales (Virus de l’hépatite A, entérovirus, rotavirus) + au niveau de la peau (virus de la varicelle et du zona VZV, HPV, poxvirus) + tractus urogénital (VIH, HBV, CMV, HSV, HPV) + salive (CMV, EBV, HSV, virus des oreillons « infectant les glandes salivaires ») * Transmission mère enfant : (Trans-placentaire, durant l’accouchement, allaitement) * Transmission iatrogènes : (transfusion, greffes, actes de soins « chirurgie, endoscopie ») * Par comportement sociaux : (toxicomanie, sexeuellement, scarifications, tatouage, piercing….) Cours de Parasitologie : INTRODUCTION A LA PARASITOLOGIE Elaboré par : ❖ Dr MOHAMDI. N 1 Introduction La parasitologie médicale comporte des approches différentes mais complémentaires : les parasites et champignons microscopiques en tant qu’agents pathogènes avec leurs morphologies et leurs biologies propres. le parasitisme forme particulière et dépendante entre deux organismes vivant en relation étroite. la maladie parasitaire ou mycosique et son environnement, résultats pathologiques du contact précédent entre le parasite ou champignon et son hôte. Cette relation entre l’hôte et son parasite se situe dans un environnement influant intervenant dans l’épidémiologie et la lutte contre les grandes endémies parasitaires exotiques. Ces différents chapitres interdépendants nécessitent quelques définitions. 1. Parasite et parasitisme Le parasitisme est un contact particulier entre deux êtres vivants : le parasite et son hôte. De la forme libre indépendante au parasitisme, forme de contact nécessaire et dépendante, divers intermédiaires sont à distinguer : La vie libre : l’organisme peut subvenir par lui-même à ses besoins métaboliques. Le saprophytisme : l’organisme se nourrit de matières organiques ou végétales en décomposition dans le milieu extérieur. Le commensalisme : l’organisme se nourrit de matières organiques sur un être vivant (milieu buccal, intestin) sans entraîner de troubles ou de spoliations chez son hôte. La symbiose : les êtres vivent en étroite collaboration dans une association bénéfique aux deux parties (équilibres des flores intestinales ou vaginales). Le parasitisme : l’organisme parasite vit aux dépens d’un hôte qui lui fournit un biotope et/ou des éléments nutritifs nécessaires à sa survie, cet hôte en pâtissant de façon plus ou moins grave. Le parasite est ainsi défini comme un être vivant animal ou champignon (règne des Fungi) qui pendant une partie ou la totalité de son existence vit aux dépens d’autres êtres organisés (hôtes). Le prédateur tue sa proie pour s’en nourrir. Parasitisme et opportunisme : le parasitisme, échange entre deux êtres, dépendant et préjudiciable pour l’un d’entre eux n’est durable qu’à travers un équilibre parfois fragile entre le parasite et son hôte indispensable à sa survie. Les différents stades entre la vie libre et le parasitisme ne sont pas définitivement déterminés pour un agent infectieux. Il peut, par exemple, passer d’une forme de vie saprophyte à une étape parasitaire virulente (parasitisme facultatif) quand son hôte perd les défenses qui maintenaient un certain écart entre eux (cas des parasites et champignons opportunistes dans les tableaux d’immunodéficiences humaines rétrovirales ou thérapeutiques). 2. Parasites - Diversité - Spécificité - Classification Diversité La diversité est la règle en parasitologie. De par leur morphologie et leur biologie (mobilité, reproduction, métabolismes) les parasites sont extrêmement divers, même au sein d’une même famille : Morphologiquement : la taille d’un parasite peut dépasser 10 mètres (Tænia) et rester de l’ordre du micromètre (microsporidies, leishmanies). Leur recherche peut être assurée par un examen à l’œil nu (Tænia), la microscopie optique classique (plasmodies) voir électronique (microsporidies). 2 Les parasites peuvent être permanents, leur existence entière se déroule dans un ou plusieurs hôtes (Taenia, trichine), temporaires partageant leur vie entre une forme libre dans l’environnement et l’autre parasitaire (douves, anguillules), ou encore facultatifs ayant une vie saprophytique mais occasionnellement parasitaire (parasites et champignons opportunistes, myiases). Spécificité Les parasites sont plus ou moins étroitement liés à leur hôte. Les parasites sténoxènes (poux, hématozoaires..) sont adaptés, inféodés à un seul hôte, les euryxènes au contraire ne présentent qu’une spécificité lâche : c’est le cas des agents des parasitoses communes à l’homme et aux animaux (distomatoses, formes larvaire des tænias : hydatidose). Classification biologique des parasites : Ils sont intra et/ou extra cellulaires : au cours de leur cycle certaines formes parasitaires doivent assurer une partie de leur métabolisme au dépend de celui d’une cellule de leur hôte : globule rouge ou blanc, cellule hépatique ou intestinale. Leurs localisations et migrations sont diverses : si certains parasites et tous les champignons n’ont pas de moyens pour se déplacer par eux-mêmes , ils sont éventuellement transportés par voie aérienne intestinale ou sanguine, certains ont la faculté de ramper, d’avancer grâce à des pseudopodes, des ventouses, des cils, flagelles, ou membrane ondulante et de pénétrer activement le revêtement cutané ou les muqueuses ; ils ont des localisations préférentielles chez l’homme, intra ou extracellulaire, sanguines ou lymphatiques, tissulaires, cutanées, hépatospléniques, cérébrales, cardiaques, rénales ou tubaires (intestins, arbre urinaire , bronches). Biologiquement et morphologiquement : on classe les parasites en 4 grands groupes : 1. Protozoaire (être unicellulaire doué de mouvement) : selon les cas il se déplace grâce à des plasmopodes (rhizopodes), des flagelles, membrane ondulante ou des cils.Ils se présentent sous forme asexuée ou à potentiel sexué, mobile ou enkysté , intra ou extracellulaire. 2. Helminthe ou ver (une part des métazoaires : être pluricellulaire possédant des tissus différenciés.). Ils sont reconnus sous formes adultes des deux sexes sous forme larvaire, embryonnaire ou ovulaire. 3. Fungi ou micromycètes, ces derniers constituent un règne à part entière, ce sont des champignons microscopiques identifiés sous forme de spores isolées ou regroupées ou de filaments libres ou tissulaire 4. Arthropodes, mollusques, pararthropodes (porocéphale), ou annélides sont des métazoaires, pluricellulaires et possédant des tissus différenciés) Insectes, arachnides mollusques et crustacés, pouvant se présenter sous formes adultes (imago) males et femelles, œufs et larves (nymphes). Nomenclature et systématique (taxonomie) des parasites humains d’abord morphologique fait maintenant appel à d’autres critères génétiques et immunologiques. Les lois de la systématique sont simples mais strictes. Depuis Charles Linné tous les animaux et végétaux sont désignés par deux mots latinisés (binôme linnéen) (le premier : nom de genre, porte une majuscule, le second sans majuscule est le nom de d’espèce (les deux en italiques ou soulignés) suivi du nom de l’auteur qui l’a attribué la première fois et de la date de cette attribution. L’espèce est l’ensemble d’individus dont le croisement, fait au hasard, donne toujours des descendants indéfiniment féconds entre eux, le genre regroupant des espèces affines. Ex : Culex pipiens Linné 1758 Genre et espèce sont issues d’une suite d’étapes : 3  Figure 1 : Genre et espèce sont issues d’une suite d’étapes Les naturalistes face à la diversité croissante ont du créer le sous-genre, avec une majuscule et entre parenthèses, après le nom de genre, et la sous espèce qui s’écrit sans majuscule après le nom d’espèce Ex : Anopheles ( Maculipennia ) maculipennis atroparvus van Thiel 1927 Classification des parasites et maladies correspondantes PROTOZOAIRES Embranchement des Apicomplexa (sporozoaires) Plasmodium falciparum Plasmodium vivax Plasmodium ovale Paludisme Plasmodium malariae Plasmodium knowlesi Toxoplasma gondii Toxoplasmose Sarcocystis hominis Isospora belli Coccidioses intestinales Cryptosporidium sp. Cyclospora cayetanensis Embranchement des Rhizoflagellés Classe des Rhizopodes Entamoeba histolytica (amibe dysentérique) Amoebose intestinale et tissulaire Entamoeba dispar Amibes non ou peu pathogènes Entamoeba hartmanni Entamoeba coli Endolimax nanus Iodamaeba butschlii Naegleria fowleri Méningoencéphalites et kératites Acanthamoeba spp. amibiennes Classe des Flagellés Trypanosoma brucei gambiense Trypanosomoses africaines Trypanosoma brucei rhodesiense (maladie du sommeil) Trypanosoma cruzi Trypanosomose américaine (maladie de Chagas) Leishmaniose viscérale de 4 Leishmania donovani Leishmaniose viscérale de Leishmania infantum l’Ancien Monde (kalaazar) Leishmania tropica Leishmaniose cutanée de Leishmania major l’Ancien Monde Leishmania brasiliensis Leishmaniose cutanée ou Leishmania mexicana cutanéomuqueuse américaine Giardia intestinalis ou Giardia duodenalis Giardiose intestinale (anciennement « lambliase ») Trichomonas hominis Flagelloses intestinales non Chilomastix mesnili* pathogènes Embadomonas intestinalis* Enteromonas hominis* Dientamoeba fragilis* Trichomonas vaginalis Trichomonose urogénitale Trichomonas tenax* Flagellose buccale, non ou peu pathogène Embranchement des Ciliés Balantidium coli* Balantidiose HELMINTHES Embranchement des Némathelminthes (vers ronds) Classe des Nématodes, ovipares Trichuris trichiura (trichocéphale) Trichocéphalose Enterobius vermicularis (oxyure) Oxyurose Ascaris lumbricoides (ascaris) Ascaridiose Ancylostoma duodenale (ankylostome) Ankylostomoses Necator americanus (ankylostome) Strongyloides stercoralis (anguillule) Anguillulose Toxocara canis Larva migrans viscérale (toxocarose) Ancylostoma brasiliensis Larva migrans cutanée (larbish) Anisakis spp. Anisakiose Classe des Nématodes, vivipares Trichinella spiralis (trichine) Trichinellose Wuchereria bancrofti Filariose lymphatique de Bancroft Wuchereria bancrofti var. pacifica* Filariose lymphatique à microfilarémie apériodique du Pacifique Brugia malayi Filariose lymphatique de Malaisie Brugia timori Loa loa Loaose Onchocerca volvulus (onchocerque) Onchocercose Mansonella streptocerca Filarioses non ou peu pathogènes Mansonella perstans Mansonella ozzardi Mansonella rhodaini Dracunculus medinensis (filaire de Médine) 5  Embranchement des Plathelminthes (vers plats) Classe des Trématodes Douves Fasciola hepatica (grande douve du foie) Distomatoses hépatobiliaires Dicrocoelium dentriticum (petite douve du foie) Clonorchis sinensis (douve de Chine) Distomatoses intestinales Opisthorchis felineus Fasciolopsis buski Heterophyes heterophyes Paragonimus westermani Distomatoses pulmonaires Paragonimus africanus Schistosomes Schistosoma haematobium Schistosomose (bilharziose) urogénitale Schistosoma mansoni Schistosomoses (bilharzioses) Schistosoma intercalatum intestinales Schistosoma japonicum Schistosomoses (bilharzioses) Schistosoma mekongi artérioveineuses extrême- orientales Classe des Cestodes Taenia saginata (ténia du boeuf) Tæniasis intestinal Taenia solium (ténia du porc) Tæniasis intestinal et cysticercose Diphyllobothrium latum Bothriocéphalose Hymenolepis nana Hyménolépiose Echinococcus granulosus Échinococcose hydatique Echinococcus multilocularis Échinococcose alvéolaire Multiceps spp.* Cénuroses* 3. Relation hôte parasite et pathogénicité Relation hôte parasite Le conflit plus ou moins pathogénique entre le parasite et son hôte peut, cliniquement et biologiquement, s’étendre du portage sain de parasites (ou de champignons) par l’hôte à la maladie chronique avec des épisodes cliniques plus ou moins aigus et répétés. L’équilibre nécessaire à la survie du parasite et de l’hôte est fragile et cette « paix armée » définie par Sergent (à propos du paludisme) dans la relation entre le parasite et son hôte dépend de facteurs propres aux parasites et de ceux résultant des défenses de l’hôte. Les parasites sont diversement virulents et la pathogénicité reste en partie liée à la quantité de parasite ou de champignon et à leur pouvoir de contourner les défenses que l’hôte va leur opposer. L’hôte parasité en plus d’une réceptivité qui lui est propre va engager contre son parasite des modes de défense aspécifique commune aux agressions par tous les pathogènes (réactions inflammatoires, allergiques…), et des réponses spécifiques (réactions immunes humorales et cellulaires dirigées contre une forme parasitaire ou le parasite dans son ensemble). La symptomatologie est en rapport avec certaines localisations et leurs implications métaboliques qui créaient une gradation du risque pathogène : les ectoparasites sont relativement bien supportés, les parasites du tube digestif le sont moins, ceux de la cavité générale moins encore, mais les parasites des tissus différenciés sont souvent gravement pathogènes, les parasites intracellulaires les plus évolués étant les plus sévères. La spécificité parasitaire est le résultat dans le temps d’une adaptation du parasite aux conditions de vie dans son hôte : un parasite « récent »,peu adapté, peu spécifique va 6 cliniquement entraîner une maladie bruyante et grave, alors qu’un parasite mieux adapté, plus spécifique engendrera une maladie mieux supportée, chronique et tenace. La gravité entre les divers parasites restant à la base fonction de leur agressivité spécifique. La pathogénicité des parasites dépend de la diversité de ces derniers, de leurs localisations, migrations, métabolismes, aux différents stades de leur développement. Rarement isolés différents types d’action sont souvent impliqués : L’action spoliatrice : Les spoliations souvent mineures s’expriment davantage si les parasites sont nombreux (anémie ankylostomienne) ou lorsqu’ils détournent à leur profit certaines substances (anémie de Biermer par spoliation en vitamine B12 dans le cas de la bothriocéphalose).La spoliation sanguine est le résultat de gaspillage (ankylostomes hématophages broutant la muqueuse duodénale),d’hémolyse (hématozoaires du paludisme) , agénérative centrale (pan cytopénie des leishmanioses viscérales). La spoliation intestinale est rarement directement en cause (tænias, ascaris) L’action mécanique-traumatique fréquente est fonction de la taille des parasites, de leurs localisations, et leurs éventuelles migrations ectopiques. Elle peut être microscopique (éclatement de globules blancs pour les leishmanies et de globules rouges dans le cas de l’hématozoaire, des cellules rétiniennes par le toxoplasme), ou macroscopique bruyante comme l’occlusion lymphatique (filariose lymphatique), biliaire (douves) ou intestinale par un paquet d’ascaris, la migration ectopique ou la perforation d’un ver, ou encore la compression par un kyste hydatique, l’agression duodénale par les ankylostomes. L’action traumatique bactérifères : tout parasite perforant une muqueuse ou le revêtement cutané peut constituer une porte d’entrée microbienne (amibes et abcès amibien, filaire de Médine et perforation au niveau des malléoles). L’action irritative : elle peut être réflexe (spasmes intestinaux de l’intestin agressé , diarrhées, épisodes de toux au passage de formes vermineuses larvaires…) mais elle va surtout à plus long terme entraîner la formation de granulomes inflammatoires autour des œufs ou larves parasitaires (dermatite parasitaire et granulomes inflammatoires des bilharzies et larva migrans) L’action toxique due à l’émission d’excrétion/sécrétion toxiques d’arthropodes dans les plaies de piqûre L’action infectieuse : coexistence entre un parasite et un microbe, est parfois mise à juste titre en évidence dans le couple bilharzies-salmonelles ou la salmonelle enchâssée dans le schistosome échappe à la thérapeutique curative complète, L’action immunodépressive, allergique voir anaphylactique est celle de tout corps étranger pénétrant un organisme qui se défend. Réactions excessives de l’hôte : Certaines réactions excessives de l’hôte à l’infestation parasitaire peuvent être pathogènes. Il peut s’agir de processus cellulaires, tissulaires et immunologiques : ○ Processus cellulaires : ils mobilisent , macrophages, éosinophiles, histiocytes intervenant par exemple dans l’anémie normo ou hypochrome, associée éventuellement à une pancytopénie et sous dépendance comme dans le cas du paludisme de phénomène de séquestration splénique et splénomégalie. ○Processus tissulaires : ils s’expriment par les granulomes réactions autour d’un œuf (bilharzioses) ou d’une larve (toxocarose) modifiant les fonctions tissulaires, évoluant éventuellement vers des calcifications (vessie et uretères dans la bilharziose uro-génitale) ou par des développement scléro-fibreux excessifs (éléphantiasis des filarioses lymphatiques) ○ Processus plus directement immunopathologiques : ils impliquent antigènes, anticorps et complexes immuns circulants participant à la formation de métaplasies réactionnelles (paragonimose) , de granulomes, de phénomènes allergiques et anaphylactiques. 7 Facilitation (Favorisation) parasitaire et Echappement (Evitement) : Le parasite co- évoluant avec son hôte s’organise pour assurer sa survie (adaptation ) par différents moyens : une très forte fécondité comme dans le cas des taeniases (T. saginata peut produire plus de 100 millions d’œufs par an !), la polyembryonie au stade larvaire souvent (rédies des schistosomes dans le mollusque, une résistance particulière au milieu extérieur (l’œuf d’ascaris peut survivre plusieurs années),une longévité de plusieurs années (plus de dix ans pour P.malariae, l’anguillule, les bilharzies ou les filaires),et des adaptations métaboliques et immunologiques à leurs hôtes. Cette facilitation de la survie parasitaire s’ajoute à des phénomènes d’évitement ou échappement parasitaire afin de contourner les défenses aspécifiques et spécifiques que peut lui opposer son hôte. La forme parasitaire intracellulaire est la plus puissante, elle peut mettre en jeu différents mécanismes 4. Cycles parasitaires - Epidémiologie Le parasite suit dans un même ordre les étapes d’un cycle qui se développe dans un environnement géophysique et humain (socioculturel) adéquat. Cette chaîne épidémiologique est formée de maillons dont la connaissance orientera l’action thérapeutique ou prophylactique individuelle ou collective. Le plus souvent la chaîne épidémiologique fonctionnelle comporte un réservoir de parasites (l’homme malade ou un réservoir animal) à partir duquel l’agent pathogène va être pris en charge par un hôte intermédiaire, vecteur incontournable dans la transformation du parasite devenu infestant et prêt a contaminer l’homme sain. Les conditions déterminantes d’un cycle infestant (ou le maintien d’une chaîne épidémiologique), comportent : l’existence d’un réservoir de parasites (l’homme malade ou un réservoir animal), la présence d’un ou plusieurs hôtes intermédiaires ou vecteurs incontournables assurant la transformation et la pénétration du parasite chez l’homme, des conditions écologiques (climats, géophysique des sols, faune et flore) des conditions éthologiques (comportements, habitudes socioculturelles, économiques et politiques) la résistance du sujet contact (réceptivité génétique ou liée à la profession, l’âge, les maladies associées , ou son état immunitaire naturel ou acquis passivement (anticorps de la mère) ou activement en restant périodiquement confronté au parasite). Les cycles évolutifs comprennent : Des cycles directs : cycles courts ou le parasite est immédiatement infestant( amibes ) ou auto infestant ( la forme parasitaire émise, larves ou œufs embryonnés , est immédiatement infestante :c’est le cas des anguillules et oxyures) , ou cycles directs longs : une maturation( éclosions des œufs embryonnés, mues des larves) du parasite doit s’accomplir pendant un court séjour dans le milieu extérieur sous certaines conditions d’humidité et de chaleur et de composition des sols (ascaris, anguillules, ankylostomes). Des cycles indirects : le parasite passe par un ou plusieurs hôtes intermédiaires (ou vecteur transformateur obligatoire de l’agent pathogène en une forme infestante) : poissons (bothriocéphale, Opistorchis) crustacés (douve de Chine), mollusques (douves et schistosomes), mammifères (tænias), fourmi (petite douve) Réservoir de parasites Le cycle parasitaire puise ses réserves assurant la survie de l’espèce dans des réservoirs d’agents parasitaires. L’homme malade ou porteur sains de parasites peut assurer ce rôle , 8 Les différents hôtes Le parasite fréquente de façon transitoire ou définitive plusieurs types d’hôtes : l’hôte définitif qui héberge les formes adultes propres à la reproduction et les hôtes intermédiaires dans lesquels le germe doit obligatoirement séjourner avant de devenir infestant. Hôtes intermédiaires C’est l’être vivant chez lequel le parasite doit obligatoirement séjourner pour se transformer en une forme (le plus souvent larvaire) infestante pour l’hôte définitif. Il en existe deux formes : L’hôte intermédiaire actif ou vecteur, transformateur incontournable dans l’évolution du parasite et sa transformation en une forme infectante. Chez le vecteur le germe peut subir une multiplication (polyembryonie), une maturation le transformant en une forme infectante après une série de migrations et changements structuraux dans le corps du vecteur (anophèles, mollusques) ou bien encore une maturation en même temps qu’une multiplication (trypanosomes ingurgités par une mouche « Tsé-tsé », se divisant activement et changeant de forme). L’hôte intermédiaire passif : Il abrite la forme infestante jusqu’à un passage accidentel chez l’hôte définitif (cyclops et filaire de Médine).On peut en rapprocher certains végétaux « support » de formes ayant déjà subit une maturation chez un autre hôte intermédiaire (mollusque puis cresson sauvage dans le cas de la distomatoses). La place de l’homme dans les cycles parasitaires est normale (Taenia), annexe prenant plus ou moins accidentellement la place d’un animal (mycoses, balantidiose), une impasse parasitaire en « cul de sac », l’évolution du parasite étant arrêtée (larva migrans) ou une impasse « de circonstances » le cycle parasitaire ne pouvant se poursuivre que si l’homme est lui-même dévoré (trichinose). les cycles parasitaires chez un seul hôte sont dits monoxènes (trichine), et hétéroxènes s’ils comportent plusieurs hôtes (bothriocéphale). Ils sont direct (d’auto infestation ou après un court passage dans le milieu extérieur), ou indirects à un (T.saginata) ou plusieurs (bothriocéphales) hôtes intermédiaires LES MODES D’INFESTATION: sont divers Les formes infestantes libres dans la nature peuvent être contaminantes par voie orale (douves), transcutanée (bilharzies), aérienne (micromycètes), sexuelle (Trichomonas). D’autres formes infestantes sont souvent transmises par un Hôte Intermédiaire, soit par voie orale (cyclops et Filaire de Médine, poissons et douves, viande de porc, taenia et trichine) soit pour les plus graves par des piqûres (filaires, paludisme), déjections (maladie de Chagas), ou sécrétions (borréliose) d’insectes hématophages. La mére peut transmettre des parasites à son enfant par voie transplacentaire. La transmission par transfusion sanguine est possible (paludisme, trypanosomoses…). La greffe d’un organe parasité est une modalité rare mai