6- Taxonomie (a) bactéries pathogènes Flashcards
1 - Unité taxonomique et classification : définitions
- Grande diversité de microorganismes (nouvelles espèces chaque jour)
- Classification
- 1ère classification : phylogénétique
=> Regrouper des microorganismes selon la façon qui exprime le mieux leur parenté au cours de l’évolution - Taxonomie = science de la classification
- groupes taxonomiques : selon des similitudes morphologiques,
biochimiques, immunologiques ou génétiques - 3 activités complémentaires:
- Classification = mise en ordre en groupes taxonomiques
- Nomenclature = dénomination spécifique
- identification = associer un isolat à un taxon
classification phylogénétique
- Classification commune pour eucaryotes et procaryotes:
=> 3 Domaines : Eucaryotes-Archaea-Bacteria (au total 7 rangs) - Espèces ⊆ Genre ⊆ Famille ⊆ Ordre ⊆ Classe ⊆ Phylum ⊆ Domaine
=> Ex: Escherichia coli
coli ⊆ Escherichia ⊆ enterobacteriaceae ⊆ enterobacteriale ⊆ g-proteobacteria ⊆ proteobacteria ⊆ bacteria - Notion d’espèce : > à 70% identité génétique
(genre : >25% id) - Niveaux supplémentaires éventuels : sous-ordre et sous-classe
+ un niveau supplémentaire important :➔ Notion de souche : 100% identique : issue d’un seul clone
(culture pure)
Rq : souche type = 1ère espèce isolée (bon référent?)
Classifications Parallèles
-Biovars (marqueurs biochimiques): 2 souches diffèrent par caractère physiologique
Ex: deux souches d’E. coli : lac+ et lac-
-Sérovars (marqueurs antigéniques)
ex: EHEC O157H7
-Pathovars (facteurs de pathogénicité) ie spécificité d’hôte différentes
Ex: Pseudomonas syringuae pv. syringuae infecte le haricot
Pseudomonas syringuae pv. tomato infecte les plants de tomates
-Génovars (variabilité génétique) : le plus récent et le plus élaboré
(pas forcément apparent) => Arbres phylogénétiques
2 – Méthodes d’analyses : Chronomètres moléculaires
Certains gènes (protéines) = chronomètres de l’évolution
Parce que :
► produit distribué de façon universelle chez tous les organismes étudiés
► fonction identique dans tous les organismes testés
► gène( protéine) doivent contenir des séquences très conservés et d’autres variables
► Variabilité de séquence entre espèces doit refléter l’écart évolutif entre ces espèces
► taux de variabilité doit être limité (forte pression de sélection)
Ex: gènes codant les ARNr, protéines de la traduction, ATPases, RecA etc…
= bons chronomètres moléculaires
=> parfait exemple = ARNr 16s
Rq: plus organismes comparés sont proches + les gènes choisis
peuvent être variables
Actinobacteria
- phylum 14
- Class III : Actinobacteria
- Ordre I : Actinomycétales
- famille I des Corynebacteriaceae (genre Corynebacterium)
- famille IV des Mycobacteriaceae (genre Mycobacterium)
*Mycelium rudimentaire ou inexistant, immobiles. Métabolisme fermentaire
*Pathogènes variés :
ex: - Corynebacterium diphteriae
(bacilles spatulés anaérobies facultatifs, présence d’acide
mycolique, produisent une toxine (endocardites)
(association caractéristique en V)
- Exemple type : La tuberculose
agent pathogène de la tuberculose
- agent pathogène : Mycobacterium tuberculosis ou Bacille de Koch ; (BK).
- forme de bâtonnet droit ou légèrement incurvé, L= 2-5 μm/ d= 0,3 à 0,5 μm
- micro-aérophile
- ne forme pas de spores,
- intracellulaire facultatif.
- Présence d’acides mycoliques => propriétés acido-alcoolo résistante (Ziehl Nielsen)
- grande résistance aux ATB
- long temps de génération (20h)
- Vaccin : BCG : Calmette- Guérin
Identification des Mycobactéries
Mycobactérie :
-type « Gram positive »
Mais ne se colorent pas par la coloration de Gram
=> car : acides mycoliques
recouvrent le peptidoglycane
=> Coloration de Ziehl-Neelsen (acido-alcoolo résistante):
CarbolFuschine = Phénol + fuschine basique (rouge) à chaud
=> Pénétration du colorant dans les acides mycoliques (marquage)
=> décoloration par mélange alcool-acide (HCl + méthanol)
Contre coloration au bleu de méthylène (background, autres bactéries)
- Cas particulier : l’enveloppe des Mycobactéries
=> Mb cellulaire
=> Peptidoglycane
=> Arabino galactanes (AG)
=> Acides mycoliques
−−> Présence de porines au milieu des acides mycoliques et AG
−−>Présence de glycolipides sur les queues des acides mycoliques
Mécanismes de la tuberculose
- Infection: inhalation de gouttelettes
= infection (3-5 bactéries suffisent) - Dans les poumons : phagocytose par les macrophages
=> Mais pas de lyse (prévient la fusion phagosome /lysosome )
=> Peut se multiplier dans le macrophage - expose ses Ag (anti-gènes)
=> attraction d’autres macrophages et polynucléaires neutrophiles
=> agrégats qui s’enkystent avec du collagène = Tubercule ou granulome - 2 possibilités d’évolution de la maladie :
(1) 5% des cas : développement d’une tuberculose active dans les 2 ans qui suivent
l’infection.
=> apparition de cavités dans le tissu pulmonaire appelées cavernes.
=> Succession de crises et de récupérations + ou – importantes jusqu’au décès
(sanatorium ; au 19ème : 1/7 décès en Europe)
Rq: Chez l’enfant : méningites tuberculeuses
(2) majorité des cas (95%) :
=> bactéries en dormance => aucun symptôme, = tuberculose latente.
=> Si immunodépression (ex: SIDA) => réactivation (5 à 10 % des cas) => développement d’une tuberculose active.
Rq: parfois les macrophage infectés peuvent migrer vers d’autres tissus pour donner
des infections graves (cœur, foie, rein etc…).
- Épidémiologie : maladie ré-émergente (condition d’hygiène)
(2ème cause mondiale de mortalité due à un agent infectieux : mondial chiffres de
2021: 10,6 M de cas dans le monde et près de 1,6M de morts)
=> l’OMS estime que 1/3 de la population mondiale est infectée (porteurs sains)
Firmicutes
- phylum 13
- Class II : Mollicutes
- Ordre I : Mycoplasmatales
- Famille des Mycoplasmataceae : Mycoplasma pneumoniae (bronchite)
- Class I : Clostridia
- Ordre I : Clostridiales
- Famille des Clostridiaceae
=> Bacilles Gram positif
=> anaérobies strictes
=> sporulés
=> flore tellurique
=> souvent mobiles (péritriches => entourée de flagelles).
=> Absence de catalase : toxicité de l’O2
=> Chimiohétérotrophes (substrats variés)
=> biotechnologie (fermentation) : acide buthyrique (C. buthyricum) - Pathogènes :
=> C. tetani : agent du tétanos (toxine tétanique bloque récepteurs synaptiques : contraction musculaire constante)
=> C. botulinum : agent du botulisme (toxine botulique bloque la transmission neuro-muscle : paralysie)
=> C. perfringens : grangène gazeuse (phospholipase C provoque une hémolyse)
=> C. difficile : colites, IBD (entérotoxine: nécrose tissulaire,
cytotoxine : bloque la division cellulaire)
Proteobacteria
- phylum 12
- Phylum regroupant + de 30% des bactéries connues
=> Toutes Gram négatives, mobiles ou non, aérobies ou anaérobies - Ordre des Rickettsiales (Genres Rickettsia)
- Ordre des Burkholderiales (Genre Burkholderia, Bordetella)
- Ordre des Neisseriales (Genres Neisseria)
- Ordre des Legionellales (Genre Legionella)
- Ordre des Pseudomonadales
- Ordre des Vibrionales (Genre Vibrio)
- Ordre des Enterobacteriales (Genres Escherichia, Proteus, Erwinia, Salmonella, Serratia,
Shigella,Yersinia) - Ordre des Pasteurellales (Genres Haemophilus, Pasteurella)
- Ordre des Rickettsiales (Genres Rickettsia)
=> Très petit bacilles coccoïdes (0,3x0,6 μm), Gram négatifs,
non mobiles
=> Parasites intracellulaires obligatoires (génome partiellement délété, ATP)
=> Pathogène agent du Typhus : R. prowasecki (vecteur : le pou)
−−> Pathologie : grande fièvre (40°C, prostration)
- Ordre des Burkholderiales (Genre Burkholderia, Bordetella)
=> Bacilles, Gram négatifs, mobiles, pathogènes voies ORL:
=> B. cepacia (opportuniste, mucovicidose)
=> B. Pertussis (agent de la coqueluche)
- Ordre des Neisseriales (Genres Neisseria
=> Coques Gram négatifs, non mobiles, aérobies
=> Chez l’homme parasites des muqueuses:
=> N. gonorrhoeae (Blennorragie);
=> N. meningitidis (meningocoque)
Ordre des Legionellales (Genre Legionella)
- Proteobacteria (phylum 12)
- Classe des Gammaproteobacteria
- Petits bacilles (0,3 à 1 μm) Gram négatifs, mobiles, aérobies stricts, oxydase -.
- Chimioorganotrophes (acides aminés),
- requièrent de la cystéine-HCl,
- contaminent les réseaux d’eau chaude (climatisation)
=> Pathogènes humains: L. pneumophila (légionellose)
Ordre des Pseudomonadales (Genre Pseudomonas)
- Proteobacteria (phylum 12)
- Classe des Gammaproteobacteria
- Bacilles, Gram négatifs, mobiles, aérobies strictes,
- Chimioorganotrophes
- Présent dans tous les habitats (eau, sol, parasites) (4°C à 43°C)
- (pigments fluorescent : pyoverdine et pyocyanine)
=> Ex: P. aeruginosa (pathogène opportuniste: grands brulés,
mucoviscidose)
Ordre des Vibrionales (Genre Vibrio)
- Proteobacteria (phylum 12)
- Classe des Gammaproteobacteria
- Coccobacilles incurvés
- Gram négatifs
- ou - mobiles
- aéroanaérobies
- Présents dans l’eau (contamination fécale)
=> Pathogène : V. cholerae (diarrhées abondantes)
(toxine provoque l’ouverture des canaux ionique: Cl-, AMPc)
Ordre des Enterobacteriales
- Proteobacteria (phylum 12)
- Classe des Gammaproteobacteria
- Genres Escherichia, Proteus, Erwinia, Salmonella, Serratia, Shigella,Yersinia)
- Coccobacilles
- Gram négatifs
- ou - mobiles
- aéroanaérobies
- oxidase- et catalase+
=> Presque toutes isolées de l’intestin d’animaux et du sols (flore fécale) - Pathogènes :
=> Intestinaux : E. coli, Shigella flexneri, Salmonella enterica, Yersinia enterolytica
−−> produisent de nombreuses toxines : ShET, porphyrines et toxines cytotoniques
−−> associées aux muqueuses ex: EPEC ou entéroinvasives EIEC, S. flexneri, S. enterica)
=> Urinaires : UPEC (cystite), Proteus mirabilis (cristaux de struvite, calcul rénaux)
=> Végétaux : Dickeya dadantii : pourriture molle des végétaux
=> La peste : Y. pestis (vecteur: puce ou rat, bubonique ou pulmonaire),
ex : peste noire : environ de 1350 : plus de 30% des européens tués
Ordre des Pasteurellales (Genres Haemophilus, Pasteurella)
- Proteobacteria (phylum 12)
- Classe des Gammaproteobacteria
- Petits bacilles
- Gram négatifs
- non mobiles
- aéroanaérobies
- parasites obligatoires des
muqueuses (bronches, intestin, vagin)
=> Pathogènes : H. Influenzae (bronchites, besoin en NAD et hémines : hémolyse)
infection urinaire à UPEC
- UPEC = UroPathogenic Escherichia coli
- Pathologie : Infections du tractus urinaires (ITU).
- Bactériurie si >105 UFC/mL
- Incidence : 4-6 millions de cas/an en France (150 millions dans le monde)
=> 3 M de cystite et 50 000 pyélonéphrites
=> Chez 50% des femmes (20-30 ans).
=> Récurrence >30% dans les 6 mois
=> Persistance : 5% (chronique)
=> Analyses montrent : même souche UPEC
20% chez les hommes (> 50 ans) (CUTI)
*Espèces:
=> UPEC (80%)
=> Klebsiella pneumoniae
=> Proteus mirabilis
=> Pseudomonas aeruginosa
=> Staphylococcus
aureus
=> Enterococcus faecalis
- Souche intestinales (asymptomatique)
=> Contamination uro-fécale
symptômes UPEC et traitement
=> Progression ascendante
1- Urètre (bactériurie souvent
asymptomatique (souches ABU)
2- vessie (cystite)
=> increased urinary frequency
=> urgency
=> dysuria (painful urination)
=> pain above the pubic region
=> WBCs and bacteria in urine
=> more common in women
3- rein (pyélonéphrite)
=> flank pain
=> high fever
=> malaise
=> WBCs and bacteria in urine
=> urinary symptoms similar to cystitis
4- sang (bactériémie, septicémie)
- Traitement antibiotique:
-Amoxicilline (20% résistance) - Ciprofoxacine (10%)
- Fosfomycine trométamol (<5%)
- Carbapénèmes
- Traitements alternes (pilicides,
Mannosides)
Urine et épithélium de la vessie
(urothélium)
- Urine :
=> stérile (eau 95% + sels)
=> pH acide (<5,5)
=> urée (2%, agent dénaturant)
=> Cellules immunitaires (leucocytes) et peptides antimicrobiens (défensines,
Uromoduline = glycoprotein Tamm-Horsfall /FimH) - Urothélium :
=> épithélium translationnel
=> cellules binucléés
=> paroi épaissie au contact de l’urine
=> cellules parapluie, riche en Uroplakines et cérébrosides, intégrines alpha3 beta1
rôle deRôle des pili de type I dans les UPEC
- Pili hélicoidal de 1 à 2 μm long pour 7 nm large
- Exprimé par toutes UPEC
- Terminaison par la lectine FimH affine de l’alpha-D-
mannose.
Rq : type Pap (reins, gal-
alpha1,4-gal)
*Cible l’uroplakine (Ialpha et III) ou les intégrines alpha3 beta1
=> internalisation
=> Remodélisation de l’actine
=> formation de filopodes
=> Internalisation des vésicules
- UPEC => après internalisation : échappent aux vacuoles d’endocytose Et se multiplient dans le cytoplasme
=> Biofilm intracellulaire = IBC (intracellular bacterial communities) (pili de type 1, curli, Ag43, EPS = PGA)
=> différenciation structurales des bactéries : formes classique + formes filamenteuses
=> Dissémination par lyse cellulaire et exfoliation cellulaire (en qqs heures)
=> Cycles infections + lyses => desquamation des cellules,
infections des cellules sous-jascentes (immatures) = QIR (Quescient Intracellular Reservoir)
Conséquence : réservoir à infections chroniques
les Spirochaetes
- phylum 17
- classe des Spirochaetes
- Ordre des Spirochaetales
- Bactéries hélicoïdales (spires, jusqu’à 250 μm), faible largeur (0,1 à 0,3 μm)
- très mobiles (ondulatoire, giratoire ou pendulaires)
- coloration de Giemsa (bleu)
- gaine externe trilamellaire : mb interne + glycopeptide + mb externe (lipopolyosides, glycosylaminoglycane)
- filament axial = flagelle periplasmique (2 à plusieurs centaines) glycosylaminoglycane
- Anaérobes strictes ou facultatifs
- Famille des Spirochaetaceae
- Genres Borrelia (B. burgdorferi), Brevinema, Spirochaeta et Treponema
- Famille des Leptospiraceae
Genre Leptospira (f <0,1 μm, extrémité en crochet)
=> Pathogène : Treponema pallidum
=> agent de la syphillis, MST
Longue maladie : 3 étapes
−−> internalisation : Chancre (20 jrs)
−−> Dissémination sanguine : roséoles (2ans)
−−> 10% des cas : cérébrales : méningites
