Les grands groupes de microorganismes Flashcards

Question

Donner les caractéristiques des bactéries (7)

Answer 1

- Organismes procaryotes (sans noyau) - Matériel génétique (constitué d’un seul chromosome) libre dans le cytoplasme. - Pas organites - Possèdent de l’ADN et de l’ARN et se répliquent de façon autonome par division binaire. - Diamètre moyen de 1 um, longueur d’environ 5 um et visibles en microscopie optique (grossissement 400-1000X). - Peuvent vivre à l’extérieur ou à l’intérieur des cellules de l’hôte qu’elles infectent. - La majorité peuvent se développer de façon autonome et sont cultivables sur des milieux de culture artificiels préparés en laboratoire.

Answer 2

- Trop petits (0.1 micromètre) pour être visualisés en microscopie optique et nécessitent l’utilisation d’un microscope électronique. - Non-vivants - Ni procaryotes ni eucaryotes. - Ne peuvent se répliquer de façon autonome : ce sont des parasites obligatoires ne pouvant se développer qu’au moment où il existe une cellule-hôte qu’ils peuvent infecter. - Génome composé que d’ADN ou d’ARN, jamais les deux en même temps. - Possèdent une structure protéique, nommée capside, qui entoure le matériel génétique. - Lors d’une infection, l’ADN ou l’ARN est injecté à la cellule infectée, et les gènes viraux donnent des ordres pour la construction de nouvelles particules virales en détournant à leurs fins le matériel de la cellule-hôte (acides aminés, nucléotides, etc.). Les composantes virales sont assemblées puis les virions sont libérés, souvent au coût de la mort de la cellule parasitée.

Answer 3

- De plus grande taille que les bactéries - Possèdent une structure cellulaire plus complexe que les bactéries - Organismes eucaryotes - Saprophytes environnementaux, c’est-à-dire qu'ils tirent les substances qui leur sont nécessaires de matières organiques en décomposition, sans nécessairement être pathogènes en soi pour l’homme. - Peuvent causer des infections entre autres chez les personnes souffrant d’un déficit immunitaire.

Answer 4

- Levures - Moisissures

Answer 5

- Mycètes unicellulaires - Se reproduisent par bourgeonnement. - Occupent une place essentielle dans l'industrie alimentaire (la bière, le vin et le pain sont fermentés par Saccharomyces cerevisiae) - Contribuent à la revalorisation des déchets agricoles et industriels. - Certaines peuvent causer des infections chez l’humain (ex. vaginite à Candida albicans).

Answer 6

- Champignons multicellulaires - Peuvent se présenter sous forme filamenteuse (des hyphes formant un mycélium visible, avec production de spores reproductives volatiles) ou parfois dimorphe (filamenteux dans la nature mais ayant une forme ressemblant aux levures dans l’hôte infecté). - Détériorent les aliments, sans pour autant être toxiques - Certains peuvent libérer des toxines dangereuses ou s’avérer invasifs en cas de blessures. - Largement utiles dans l'industrie alimentaire et pharmaceutique (ex. : fromages, pénicilline

Answer 7

- Eucaryotes unicellulaires (des protistes) causant des infections - Vivent dans l’eau, les sols humides ou à l’intérieur d’un organisme - De formes variées - Peuvent agir comme entités autonomes ou parasitaires. - Connus pour causer des maladies telles que la toxoplasmose, la malaria ou la dysenterie. - Les infections parasitaires demeurent un problème sanitaire et économique majeur dans les pays en voie de développement. P - La plupart des parasites ont des cycles de vie complexes impliquant plus d’une espèce dans leur développement, pouvant par exemple passer d’un insecte à l’humain sous formes différentes selon l’hôte.

Answer 8

- Terme « parasite » souvent utilisé au sens large pour décrire une variété d’organismes macroscopiques ou microscopiques pouvant induire des maladies. Ceci inclut de petits arthropodes porteurs de microbes impliqués dans les infections contractées au contact des animaux (zoonoses), des helminthes (ex. vers intestinaux) et des protozoaires

Answer 9

Ce sont les différentes structures qui entourent les cellules bactériennes

Answer 10

- La capsule (ou du glycocalyx) - La paroi - La membrane cytoplasmique

Answer 11

- Enveloppe visqueuse - Épaisseur variable - Produite à la surface de certaines bactéries. - Constituant le plus externe. - Pas visible en microscopie optique par les techniques de coloration usuelles. - N'existe que chez certaines bactéries et n'est pas indispensable à leur survie. - Joue un rôle essentiel dans la virulence en empêchant la phagocytose par les cellules immunitaires et en favorisant l'adhérence des bactéries aux cellules épithéliales de l’hôte. - Confère à la bactérie un pouvoir pathogène que la bactérie non capsulée ne possède pas. - Composée de polysaccharides variés permettant la classification par sérotypes. - Appelée ‘Antigène K’ et on utilise le terme ‘sérotype’ pour désigner les diverses souches selon les caractéristiques capsulaires. Par exemple, il existe environ 83 sérotypes de S. pneumoniae.

Answer 12

- Feutrage extracellulaire de fibres polysaccharidiques présentes à la surface de certaines bactéries dans leur milieu naturel. - Équivalent de la capsule, mais elle établit des interconnections entre bactéries. - Chez certaines espèces, des quantités importantes de glycocalyx sont synthétisées (ex. Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus mutans). On parle d’exopolymère, de ‘biofilm’, de ‘slime’ (visqueux et gluant). - Sa production favorise l'adhésion de la bactérie à des matériaux comme les prothèses, les tuyaux, etc. - Compte-tenu que la composition du glycocalyx est pratiquement la même que celle de la capsule, on utilise le terme glycocalyx lorsque les bactéries sont reliées entre elles dans cette matrice extracellulaire, et le terme capsule lorsque les polysaccharides demeurent confinés à des bactéries individuelles.

Answer 13

- Enveloppe semi-rigide donnant sa forme à la bactérie (sphère, bâtonnet, spirale). - Composée de peptidiglican

Answer 14

- Les Gram + - Les Gram -

Answer 15

Constituée en majeure partie d’un épais peptidoglycan.

Answer 16

- Paroi plus complexe que celle des Gram + - Couche de peptidoglycan très mince - Recouverte d'une seconde couche appelée enveloppe externe, laquelle contient des lipopolysaccharides (LPS) appelés endotoxine (Antigène O) ainsi que des canaux appelés porines par lesquels des substances nutritives peuvent pénétrer la cellule.

Answer 17

Le peptidoglycan est un polymère qu’on ne retrouve pas dans les cellules humaines et c’est pourquoi il peut servir de cible aux antibiotiques. La pénicilline interfère avec la synthèse du peptidoglycan en se liant à des protéines nommées ‘protéines liant la pénicilline’ (Penicillin Binding Proteins, PBP). La présence d'une enveloppe supplémentaire chez les Gram- rend difficile l’accès au peptidoglycan par la pénicilline, qui s’avère donc plus efficace contre les Gram+.

Answer 18

- Structure mince, souple et résistante - S'étend sous la paroi cellulaire - Enveloppe et retient le cytoplasme de la cellule. - Faite de protéines mobiles au-milieu d’une bicouche de phospholipides, laquelle forme une barrière osmotique régulant les concentrations d’ions et de substances nutritives intracellulaires versus extracellulaires. - Contient des systèmes de transport (les perméases) qui assurent la pénétration sélective de certaines substances (sucres, acides aminés, ions minéraux), même contre un gradient de densité qui ne favorise pas l’accumulation intracellulaire de ces substances

Answer 19

- Cytoplasme - Ribosomes - Matériel génétique (ADN libre et plasmides)

Answer 20

Un petit fragment d'ADN extra-chromosomique - Les plasmides sont médiateurs de nombreuses propriétés, incluant le fait de **porter des gènes de résistance aux antibiotiques**. Le nombre d'espèces bactériennes hébergeant des plasmides de résistance est considérable et constitue un problème médical réel. - Les plasmides sont également porteurs de **gènes conférant des propriétés pathogènes** aux bactéries les possédant. Entre autres, plusieurs entérotoxines irritantes pour l’intestin sont d’origine plasmidique

Answer 21

- Fluide - Contient plus de 95% d’eau - Contient un grand nombre de substances dissoutes.

Answer 22

- Contenus dans le cytoplasme - Responsables de la traduction des ARNm en protéines - Possèdent les sous-unités 50S et 30S (indice de sédimentation), une divergeance d'avec les ribosomes humains, constituant ainsi une caractéristique exploitable pour l'antibiothérapie

Answer 23

- Le chromosome bactérien peut être mis en évidence par microscopie optique ou électronique, l’ADN apparaissant comme une forme pelotonnée compte-tenu qu’il est 1000 fois plus long que la bactérie. - Plusieurs bactéries possèdent, en addition de leur chromosome, de petites molécules d’ADN circulaire douées de réplication autonome, transférables d’un microbe à l’autre, appelées plasmides.

Answer 24

- Flagelles - Pili (ou fimbriae) \* éléments facultatifs chez les bactéries \*

Answer 25

- Assurents la mobilité de la bactérie - Visibles en utilisant une coloration spéciale - Antigénique - Appelés Antigènes H - Leurs nombre et leur disposition varient selon les expèces

Answer 26

Monotriche ⇒ 1 flagelle une extrémité de la cellule Lophotriche ⇒ Plusieurs flagelles à une extrémité de la cellule Amphitriche ⇒ Une ou plusieurs flagelles aux deux extrémités Péritriche ⇒ Des flagelles répartis sur toute la cellule

Answer 27

- Genres de poils plus courts que les flagelles - Servent à les fixer les bactéries - Les pili sexuels servent au transfert unilatéral de matériel génétique d’une bactérie à l’autre, phénomène appelé conjugaison, qui contribue à la dissémination de gènes de résistance par le transfert de plasmides. Les pili sexuels sont peu nombreux.

Answer 28

Certaines bactéries ont la capacité de former des spores intracellulaires (endospores) dans lesquelles elles stockent leurs éléments vitaux dans les situations de survie, en se débarrassant du reste. Sous cette forme, elles peuvent résister de longues années sans eau ni nourriture, aux températures extrêmes, et deviennent insensibles à l'action de composés chimiques tels les antibiotiques

Answer 29

Lorsque les conditions environnementales deviennent défavorables, le processus de sporulation s’enclenche; Lorsqu’elles redeviennent favorables, la bactérie reprend sa forme ‘végétative’ active par un processus appelé germination. Seule la forme active peut être pathogène, mais c’est souvent sous sa forme sporulée que la bactérie est contractée dans l’environnement

Answer 30

Vrai Les ‘spores’ bactériennes ne doivent toutefois pas être confondues avec les ‘spores’ des mycètes, les premières constituant un mode de survie, tandis que les secondes jouent un rôle de reproduction par leur dissémination.

Answer 31

- *Bacillus* - *Clostriduim*

Answer 32

- Le volume - La forme - La localisation

Answer 33

- Morphologie bactérienne - Morphologie coloniale

Answer 34

- La taille - La forme - Leur arrangement spatial \* Certaines composantes structurales servent également à la classification (présence de flagelles, d'endospores, de capsule, etc. \*

Answer 35

- La forme - L'élévation - L'opacité - La pigmentation

Answer 36

- Coloration simple - Coloration différentielle - Coloration de structures spécifiques

Answer 37

En coloration simple, on emploie une solution aqueuse ou alcoolisée d’un seul colorant basique, le but étant de faire ressortir les cellules en entier. On ajoute parfois un agent chimique, appelé mordant, pour intensifier la coloration. Les colorants simples le plus souvent utilisés sont le bleu de méthylène, la fuchsine basique, le violet de cristal et la safranine.

Answer 38

Cette technique permet de diviser les bactéries en deux grands groupes : les bactéries à Gram positif et les bactéries à Gram négatif. On fait une coloration primaire d’un frottis avec du cristal-violet, que toutes les bactéries absorbent, surtout en y ajoutant de l’iode comme mordant. Toutes les bactéries apparaissent alors violettes. On lave ensuite avec une solution d’éthanol ou d’acétone, ce qui décolore certaines espèces seulement, alors que d’autres conservent le cristal-violet. Les bactéries ayant perdu le cristal violet deviennent transparentes. On soumet ensuite le frottis à un second colorant (dit ‘contre-colorant’) qui est la safranine, de couleur rosée. Seules les bactéries qui s’étaient décolorées à l’éthanol absorbent le contre-colorant. Le résultat final est la visualisation de bactéries violettes (Gram +) ou de bactéries roses (Gram -). En fait, les bactéries réagissent différemment pour des raisons liées à la structure de leur paroi cellulaire. Selon sa composition, cette dernière retient ou laisse échapper le mélange de cristal-violet et d’iode. La coloration de Gram a une grande utilité en microbiologie médicale pour la sélection des antibiotiques à administrer, car ceux-ci dépendent en partie de la composition de la paroi bactérienne pour leur efficacité. Certaines bactéries réagissent mal à la coloration de Gram, du fait de la composition cireuse de leur paroi : ce sont les mycobactéries, responsables entre autres de la tuberculose et de la lèpre. On utilise donc à la place une coloration dite de Ziehl-Neelsen, faisant usage d’un colorant primaire rouge (la fuchsine basique) et d’un contre-colorant bleu (bleu de méthylène). Les Mycobacterium (acido-alcoolo-résistants) ne se décolorent pas et demeurent rouges, car la fuchsine s’intègre aux lipides de leur paroi

Answer 39

**- Capsule** une façon de mettre la capsule en évidence consiste à mélanger les bactéries qui en produisent à une suspension colloïdale d’encre de Chine. La capsule apparaît translucide autour de bactéries noires, d’où l’expression de coloration négative de la capsule. **- Endospore** Il n’existe que quelques genres de bactéries à Gram positif qui sporulent, soit les Bacillus et les Clostridium. Le vert de malachite est utilisé pour les colorer, et la safranine contre-colore le reste de la bactérie, en sorte que les bactéries sporulées apparaissent roses avec une spore verte. - **Flagelles** Les flagelles bactériens sont des structures de locomotion trop fines pour être vues sans coloration, en sorte que la fuchsine est utilisée, dans un procédé fastidieux, pour les rendre visibles.

Answer 40

- Microscopie optique - Microscopie confocale - Microscopie électronique - Microscopie à force anatomique et à sonde effet tunnel

Answer 41

- Microscopie à fond clair - Microscopie à fond noir - Microcopie de contraste de phase - Microscopie à inversion - Microscopie fluorescente \* Voir notes de cours pour explications \*

Answer 42

La microscopie confocale fait usage de **fluorochromes** ainsi que de **lasers** qui traversent par plans successifs très étroits les échantillons à observer, procurant des images d’une **clarté 40% supérieure à tout autre type de microscope optique**. Le nombre de lasers peut être multiple et permet l’utilisation simultanée de plusieurs fluorochromes rattachés à différentes structures recherchées sur le spécimen. Le microscope est couplé à un ordinateur qui reconstitue en trois dimensions (3-D) l’ensemble du spécimen observé pour analyser sous différents angles les composantes internes. Des plaques de cultures cellulaires vivantes peuvent être filmées sur plusieurs jours pour suivre l’évolution d’un phénomène. Les cellules pertinentes peuvent aussi être récupérées à l’aide d’une micro-aiguille puis transférées dans une autre plaque de culture (ex. une cellule cancéreuse parmi les saines).

Answer 43

Le principe du microscope électronique consiste à faire traverser l’échantillon à observer par un **faisceau d’électrons libres**, émis par un canon à électrons, qui se déplacent sous la forme d’ondes, lesquelles sont focalisées au moyen d’aimants électromagnétiques servant de ‘lentilles’. Les électrons traversant les échantillons ultra-minces déposés sur une grille de cuivre forment une **image d’une grande résolution sur une plaque fluorescente**. Comme les électrons sont peu pénétrants, les coupes du spécimen doivent être très minces, donc préalablement coupées avec un ultramicrotome. Les images formées sont soit en deux dimensions (microscopie électronique à transmission, 10,000-100,000X) ou en 3D (microscopie électronique à balayage, 1,000-10,000X). L’avantage de cette technique est de pouvoir grossir beaucoup le spécimen à observer (utile pour les virus).

Answer 44

Le microscope à **force atomique** (AFM pour atomic force microscope) est un type de microscope à sonde locale permettant de **visualiser la topographie de la surface d'un échantillon**. Inventé en 1985, ce type de microscope est essentiellement basé sur l'**analyse d'un objet point par point au moyen d'un balayage via une sonde locale**, assimilable à une pointe effilée. Ce mode d'observation permet de réaliser la cartographie locale des grandeurs physiques caractéristiques de l'objet sondé, mais aussi de travailler dans des environnements particuliers tels que les milieux sous vide, liquides ou ambiants. En fait, la microscopie à force atomique est une technique permettant de visualiser avec une résolution nanométrique la morphologie tridimensionnelle de la surface d’un matériau, et de cartographier certaines de ses propriétés (adhésives, mécaniques, magnétiques, électriques, etc.). Le principe de l’AFM est basé sur l’interaction entre la surface de l’échantillon à analyser et une pointe sonde nanométrique, fixée sous un micro-levier. La pointe balaye la surface et suit la topographie de l’échantillon, donnant une image tridimensionnelle du matériau analysé. La résolution ultime est de l’ordre du dixième de nanomètre, ce qui signifie un dixième de milliardième de mètre. Autrement dit, il s’agit d’un microscope beaucoup plus puissant que le microscope électronique, permettant d’analyser les molécules de surface des cellules. Il est utile en recherche médicale. Le microscope **à effet tunnel** (scanning tunneling microscope, STM) fut inventé en 1981 par des chercheurs d'IBM, Gerd Binnig et Heinrich Rohrer, qui reçurent en 1986 le prix Nobel de physique pour cette invention. C'est un **microscope en champ proche** qui utilise un phénomène quantique, l'**effet tunnel**, pour déterminer la **morphologie et la densité d'états électroniques de surfaces conductrices ou semi-conductrices** avec une résolution spatiale pouvant être égale ou inférieure à la taille des atomes. Le microscope à effet tunnel est le père de tous les autres microscopes en champ proche. À sa suite furent développés le microscope à force atomique (AFM) et le microscope optique en champ proche qui tirent profit d'autres interactions à l'échelle atomique. La mise au point de ces microscopes en champ proche fut un pas décisif dans le développement des nanotechnologies dans la mesure où ils permirent d'observer et même de manipuler de manière assez simple et pour un coût relativement modeste des objets de taille nanométrique (c'est-à-dire de taille inférieure aux longueurs d'onde de la lumière visible, de 400 à 800 nm). En 1990, le microscope à effet tunnel a notamment permis à des chercheurs d'IBM d'écrire les premières lettres de l'histoire des nanotechnologies en disposant 35 atomes de xénon sur une surface de nickel, ces 35 atomes dessinant les trois lettres IBM.

Answer 45

Les épreuves biochimiques sont utilisées pour identifier les bactéries une fois leur croissance obtenue en culture pure. Elles exploitent une panoplie de propriétés bactériennes, incluant la capacité pour certaines de croître en absence d’oxygène, ou en présence d’antibiotiques ou de fortes concentrations de sel, ou encore de métaboliser par voie de fermentation une vaste gamme de glucides

Answer 46

Les laboratoires de bactériologie clinique utilisent maintenant la technologie Micro-Scan \*Pour chaque rangée de tests, un pointage est attribué selon que la réponse est positive ou négative. Le cumul du pointage donne un résultat final à 8 chiffres qui **correspond à une seule espèce bactérienne possible**. L’appareil Micro-Scan possède également l’avantage de vérifier le degré de sensibilité d’une souche envers différents antibiotiques incorporés dans certains puits de la plaque. \*

Answer 47

- Le test d'agglutination sur lame avec antisérum - La méthode ELISA (enzyme-linked immunsorbent assay) Le **test d’agglutination sur lame avec antisérum** est une procédure simple qui consiste à incorporer des échantillons d’une bactérie inconnue dans des **gouttes de solution saline placées sur différentes lame**s. On ajoute ensuite un **antisérum différent à chaque lame**. Les bactéries s’agglutinent et forment des grumeaux lorsqu’elles correspondent aux anticorps d’un antisérum particulier. Ces tests sérologiques sont plus précis que les tests biochimiques car ils permettent de distinguer différentes souches d’une même espèce. Par exemple, il existe plus de 80 ‘variantes’ de Streptococcus pneumoniae. On appelle ces variantes des ‘sérotypes’. Les tests d’agglutination par anticorps spécifiques permettent de savoir à quel sérotype on a affaire. La **méthode ELISA** (pour ‘enzyme-linked immunosorbent assay’) est également une technique d’identification faisant usage d’anticorps spécifiques (dits monoclonaux), placés dans des plaques de 96 puits. Un ELISA permet soit de **rechercher un antigène microbien** dans un échantillon clinique donné (ex. le virus VIH dans le sang) ou de **rechercher des anticorps** qui ont été formés contre cet antigène (ex. anticorps anti-VIH dans le sang d’un patient). L’idée consiste à fixer, dans le fond d’une plaque, un anticorps (ou un antigène) qui réagira spécifiquement avec l’antigène (ou l’anticorps) recherché dans le spécimen clinique qu’on répand ensuite dans la plaque. Si l’antigène (ou l’anticorps) recherché est présent, il se fixera à son tour à l’anticorps (ou l’antigène) déjà adhéré. Il s’agira d’ajouter un élément révélateur pour visualiser cette **combinaison antigène-anticorps qui vient d’être formée dans la plaque**. Cet agent révélateur peut fort bien être un second anticorps (ou antigène) à notre disposition, préalablement marqué avec une substance fluorescente ou une enzyme provoquant une réaction colorimétrique. La lecture finale pourra se faire à l’aide d’un lecteur de fluorescence ou d’un spectromètre. En fait, des kits de réactifs sont vendus par diverses compagnies, faisant usage d’une gamme d’anticorps ou d’antigènes, selon l’élément que l’on veut détecter ou doser dans un spécimen clinique. **L’ÉLISA peut être qualitatif ou quantitatif**. On peut parler d**’ÉLISA direct ou indirect ou d’ÉLISA sandwich** selon l’approche préconisée et le nombre de réactifs impliqués, car il en existe plusieurs variantes. Par exemple, un ÉLISA sandwich implique que l’élément recherché (supposons un antigène protéique du virus VIH dans le sérum d’un patient) se retrouvera imbriqué entre deux anticorps (fournis par la compagnie) utilisés dans le test, le premier étant adhéré au fond de la plaque servant au test, le second venant recouvrir l’antigène qui aura adhéré au premier anticorps

Answer 48

- Le séquençage de l'ADN - Le diagnostic moléculaire

Answer 49

Un des buts du séquençage systématique des microbes est d’identifier, pour chaque espèce, des sections d’ADN qui lui sont propres, afin de développer des sondes capables de reconnaître précisément ces sections et d’ainsi détecter la présence d’un microbe particulier dans un échantillon

Answer 50

Lorsqu’une séquence génétique particulière a été identifiée dans une espèce bactérienne, il devient possible de construire les outils génétiques capables de détecter cette espèce dans un échantillon. On utilise alors des sondes génétiques, qui sont de courts segments d’ADN complémentaires à la séquence présente chez le microbe. Ces ‘oligonucléotides’ sont incorporés dans des trousses commerciales de détection de la bactérie recherchée. Il existe actuellement sur le marché au moins 5 trousses commerciales permettant de détecter la présence de : * - Streptocoques du groupe B chez la femme enceinte et l’enfant à la naissance;* * - Staphylocoques résistants ou non à la méticilline;* * - Clostridium difficile donnant des diarrhées difficiles à traiter;* * - Entérocoques résistants à la vancomycine.* Les cliniques désirant faire usage de ces trousses doivent se procurer les appareils permettant de faire une amplification du matériel génétique dans les échantillons, soit des cycleurs thermiques dans lesquels agit une enzyme polymérase, technique appelée PCR, pour ‘polymerase chain reaction’. Après le développement de ces trousses diagnostiques, qui ne peuvent identifier qu’un seul microbe spécifiquement recherché dans un spécimen clinique donné (ex. salive, sang, urine), les chercheurs ont travaillé à développer des appareils et technologies permettant de rechercher la présence simultanée de plusieurs microbes potentiels dans un spécimen. C’est ainsi qu’est apparu l’appareil Revogene de diagnostic rapide basé sur l’ADN commercialisé en 2018 par la compagnie GenePOC, selon les résultats de recherches effectuées au Centre de recherche en infectiologie de l’Université Laval, localisé au CHUL à Québec.