Microbiologie (final) Flashcards
1
Q
Quels sont les domaines d’activité de la microbiologie industrielle (6) et des exemples?
A
Agro-alimentaire
- Saveurs, arômes, fermentations (fromages, yaourts)
Industrie médicale, pharmaceutique et nutraceutique
- Antibiotiques, vitamines, insuline
Agriculture, horticulture et foresterie
- Biostimulants, biopesticides, biofertilisants
Énergie
- Biodiésel, bioéthanol, biogaz
Environnement
- Bioremétation des sols pollués, traitement des eaux usées
Chimie
- Production solvants, enzymes
2
Q
Depuis combien de temp les humains ont exploités les microorganismes?
A
Depuis le Néolithiques (~8000 ans av. JC) quand agriculture et élevages apparus
- Fermentations sucres en alcools (vins et bières)
- Caillé du lait et fromages
3
Q
Pourquoi nous utilisons les microorganismes à l’échelle industrielle?
A
Transformation et/ou conservation des aliments
Synthèse des produits
Production en masse des microoorganismes
3
Q
Quels sont les 3 modes d’opération des bioréacteurs et fermenteurs industriels?
A
- Culture discontinue par bâchée (interruption constante de la culture)
- Culture continue
- En perfusion (plus utilisé en pharmaceutique)
4
Q
Quelles sont les caractéristiques requises pour une culture discontinue dans un Bioréacteur/Fermenteur?
A
- Production en masse de microo. à haute densité et grande échelle
- Conditions stériles
- Paramètres physico-chimiques contrôlés selon la réaction de la solution (Température, pH, Oxygène, CO2, Agitation)
5
Q
Quelle est la capacité maximale d’un bioréacteur?
A
140 000 L
6
Q
Quelle est la capacité croissante d’un bioréacteur/fermenteur en culture discontinue
A
Par un facteur d’inoculation de 10 (volume de 100L pour bioréacteur de 1000L)
7
Q
Que sont les ferments lactiques?
A
Groupe de bactéries capable de fermenter les glucides en produisant de l’acide lactique
8
Q
Quelles sont les 2 catégories de fermentations lactiques et leurs caractéristiques?
A
Homolactique :
- Par bactéries homofermentaires et produit uniquement (ou plus de 90%) d’acide lactique
Hétérolactique :
- Par bactéries hétérofermentaires et produit acide lactique, CO2, éthanol et autres acides (ex: acide acétique)
9
Q
Quels sont les caractéristiques de microorganismes qui sont des ferments lactiques (5)?
A
- Bactéries Gram +, anaérobies partiellement tolérantes à l’oxygène (aérotolérantes)
- Métabolisme fermentatif (absence de cytochromes)
- Bactéries non sporulantes et immobiles
- Formes de coques, bâtonnets et chaînettes
- Habitats : sols, débris végétaux, muqueuses animales, lait, tubes digestifs des animaux
10
Q
Quels sont les 2 genres des bactéries lactiques qu’on va étudier?
A
Lactobacillus et Bifidobacterium
11
Q
Caractéristiques du Genre Lactobacillus (meilleur exemple de ferments lactiques)
A
- Bacilles groupés en chaînettes
- Pouvoir acidifiant du lait (pH = 3,5)
- Contient 3 groupes selon métabolisme, forme et génétique
12
Q
Caractéristiques du groupe 1 des Lactobacillus
A
Cellules : longues en palissades
Fermentation : homofermentaires
Produits : lactate
13
Q
Caractéristiques du groupe 2 des Lactobacillus
A
Cellules : courtes en filaments
Fermentation : homofermentaire (hexoses), hétérofermentaires (pentoses)
Produits : lactate (homo), lactate + acétate + CO2 (hétéro)
14
Q
Caractéristiques du groupe 3 des Lactobacillus
A
Cellules : courtes séparées
Fermentation : hétérofermentaires
Produits : lactate + acétate ou éthanol + CO2
15
Q
Caractéristiques du Genre Bifidobacterium
A
Actinobactéries
Forme très variable :
- coccoïde, allongée avec bifurcations
Arrangement en chaînettes ressemblant à des filaments
Produisant :
- acide acétique, lactique, formique, succinique et éthanol
Anaérobies stricts
Mésophiles
Tolèrent pas un pH < 4,5
16
Q
Quels sont les 4 applications biotechnologiques des ferments lactiques?
A
- Transformation d’aliments
- Biopréservation
- Fabrication d’additifs
- Probiotiques
17
Q
Quelles sont les caractéristiques les plus importantes dans la préparation du lait industriel?
A
- Standardisation (toujours le mm goût malgré le changement de saisons)
- Homogénéisation
- Pasteurisation
- Enrichissement
18
Q
Conditions et caractéristiques du yogourt ferme
A
- Acide lactique baisse le pH, ce qui modifie structure de la caséine et forme un caillot (micelle)
- Conditionné en pot à l’étuve 42 degrés, pendant 3h
- Concentration de calcium très importante pour la texture du yogourt
19
Q
Conditions et caractéristiques du yogourt brassé et liquide
A
- Coagulation se fait dans la cuve
- Caillé est brassé mécaniquement, refroidi et conditionnée en pots qui sont conservés en chambre froide
- Yogourt liquide produit avec le brassé qui est battu dans les cuves avant le conditionnement
20
Q
Quels sont les 2 organismes requis pour le yogourt et leurs proportions?
A
L. delbruckeii s-sp bulgaricus et S. thermophilus
Rapport : 1/1
- Si trop L. delbruckeii : yogourt trop acide
- Si trop S. thermophilus : yogourt sans arômes
21
Q
Quels sont 4 autres applications de la fermentation lactique?
A
- Choucroute
- Autres légumes : concombres, olives
- Pain au levain (pas des levures, mais des ferments)
- Charcuterie
22
Q
Comment sont fabriqués les additifs (bioproduits)?
A
Acide lactique immobilisé dans des billes d’alginate pendant 6 jours
Production annuelle de 40 000 tons
Application dans les industries :
- Agro-alimentaire
- Pharmaceutique et cosmétique
- Solvant utilisé dans fabrication de cuir, textiles et plastique
23
Q
Comment est fabriqué le fromage?
A
- Caillage du lait par des ferments lactiques et du présure
- Moulage du caillé
- Égouttage
- Salage
- Affinage
24
Quels sont les 6 types de fromages?
1. Fromages blancs (= fromages frais)
2. Pâtes molles à croûte fleurie (avec un champignon)
3. Pâtes molles à croûte lavée (sel)
4. Pâtes pressées non cuites
5. Bleus ou pâtes persillées (ensemencement au niveau du caillage)
6. Pâtes pressées cuites
25
Comment sont fait les fromages à pâtes molles à croûte fleurie?
- Fromages ensemencés en surface avec des souches de Penicilium camemberti
- Pâte dite molle, car le caillé n'a ni subi de chauffage, ni pressage
26
Quelles sont les méthodes de fabrication des fromages?
- Caillage identique pour tous types de fromage (ferments lactiques et présure)
- Techniques du moulage, l'égouttage, le salage et l'affinage sont très diverses et donnent une grande variété de fromages
- Chlorure de calcium est ajouté dans les fromages à pâte dure
27
Comment est fabriqué le fromage Roquefort?
Par l'ensemencement des spores du champignon Penicillium roquefortii lors du moulage du caillé
28
Comment est fabriqué le vinaigre?
Vinaigre (acide acétique) à partir d'alcool (éthanol) par l'action des bactéries acétiques nécessitant de l'O2 = fermentation aérobique
29
Qu'est-ce que la mère vinaigre?
- Biofilm de bactéries acétiques qui se forme en surface du vinaigre
- Consistance gélatineuse mais ferme
- Mère du vinaigre doit flotter pour le bon fonctionnement de l'acétification (nécessité de l'oxygène)
30
Quelle est la méthode utilisant un biofilm en interface air-liquide?
Méthode d'Orléans qui est appliqué à petite échelle pour des vinaigres de qualité
31
Quelle bactérie est utilisée pour la fabrication industrielle d'acides aminés?
Corynebacterium glutamicum (actinobactérie)
32
Quelles sont les 4 caractéristiques de champignons?
- Majoritairement des décomposeurs de la matière organique
- Permet de produire une large gamme d'enzymes hydrolytiques
- Beaucoup de ferments (levures)
- Redoutables pathogènes et agents de pourritures causant des pertes considérables
33
Quels sont les macro-éléments essentiels pour les plantes?
- Azote (N)
- Phosphore (P)
- Potassium (K)
34
Quels sont les oligo-éléments essentiels pour les plantes?
Magnésium, Calcium, Soufre, Fer, Zinc, Manganèse, Molybdène, Bore, Iode, Sélénium
35
Quel est le principe des biofertilisants?
Microorganismes rendent disponibles certaines substances au fur et à mesure que la plante en a besoin
36
Quels organismes jouent un rôle essentiel dans l'assimilation du phosphore (P)?
Mycorhizes arbusculaires
- En symbiose parfaire avec les arbres
37
Comment fixé l'azote atmosphérique (N2)?
Forme symbiotique
- Nodosités avec Rhizobia/légumineuses
- Cyanobactéries
Bactéries saprotrophes du sol (forme libre (non symbiotique))
- Ex : Azospirillum
38
Comment est assimiler l'azote à partir de la matière organique?
Plusieurs groupes de bactéries et champignons décomposent la matière organique en ammonium, nitrate et acides aminés
39
Que sont les bactéries phystostimulatrices (PGPR)?
- Acronyme de : Plant Growth Promoting Rhizobacteria
- Groupe hétérogène de bactéries bénéfiques à la croissance et la protection des plantes
40
Quel est le mécanisme d'action des PGPR?
- Solubilisation des minéraux
- Production de phytohormones (auxines, cytokinines, gibbérellines, éthylène, acide abscissique)
- Phytoprotection
41
Quelles sont les propriétés générales des champignons? Et les deux formats qui peuvent être retrouvés?
- Règne très diversifié : ~150 000 espèces
- Estimées entre 2-4 millions
Micromycètes : levures et moisissures (Microscopiques)
Macromycètes : champignons macroscopiques. Sporophores/Condiophores visibles
42
Quelles sont les propriétés des champignons/mycètes/fungi
- Organismes eucaryotes
- Sans chlorophylle
- Nutrition par absorption et utilisent le carbone organique (Hétérotrophes) ou recycleurs
- Reproduction souvent asexuée, rarement sexuée
- Paroi cellulaire contenant typiquement de la chitine et des glucanes
- Plupart saprophytiques, moins de 100 sont pathogènes de l'Homme
43
Quelles sont les 3 morphologies possible des champignons?
Levures (forme levuriforme)
Moisissures (champignons filamenteux)
Champignons dimorphiques (différencient à la fois des filaments et des levures)
44
Quelle est la classification morphologique des levures?
- Forme la plus simple des champignons
- Multiplie par bourgeonnement ou par fission
- Levures pathogènes de l'Homme : Blastoconidies/blastospores
45
Quelle est la classification morphologique des moisissures?
- Cellules filamenteuses et cylindriques souvent branchées, nommées hyphes
- Masse d'hyphes = Mycélium
- Couleur verte vient de la mélanine dans les champignons
46
Quelle est la classification morphologique des Pseudohyphes?
- Morphologie associée aux levures et distincte de la forme levure et la forme hyphale
- Cellules levuriformes allongées et attachées (en forme de collier)
47
Quelle est la classification morphologique des champignons dimorphiques?
- Caractéristique de plusieurs champignons pathogènes endémiques comme : Blastomyces et Histoplasma
- Filamenteux à ~25 degrés et Levures à 37 degrés
- Changement morphologique (morphogénèse) : caractéristique d'identification
48
Quelles sont les 3 méthodes utilisées pour la reproduction asexuée/multiplication végétative?
Production de spores
- Endospores (dans sporocyste)
- Exospores (extrémités des filaments/hyphes)
- Blastospores (propagules issues du bourgeonnement)
Fragmentation de mycélium
- Spores formées à la suite de fragmentation d'hyphes/filaments
Production de stolons
- Propagation par extension des filaments
49
Comment fonctionne la reproduction sexuée des champignons?
- Fusion de 2 gamètes (Isogamie) ou de contenu cellulaire (Cystogamie/Plasmogamie) pour donner naissance à un zygote
- Formation de spores après méioses dans structures spécialisées : Asques (ascospores) et Basides (basidiospores)
- Champignons "parfaits" (2 types de reproduction, contrairement aux "imparfaits")
50
Sur quoi est basée la classification taxonomique actuelle?
- Dépend de la présence/absence de reproduction sexuée (méiose) et des caractères morphologiques (présence de septum, cycle de vie et physiologie)
- Phylogénie moléculaire/génétique (basée sur la ressemblance des séquences d'ADN)
51
Quels sont les 5 groupes de champignons rassemblant 90% des champignons connus?
Mortierellomycota
Mucoromycètes
Glomeromycota
Basidiomycètes
Ascomycètes
52
Caractéristiques des Ascomycètes?
- Représentent 75% des champignons connus
- Levures ou filamenteux
- Reproduction sexuée (ascospores) ou asexuée par bourgeonnement (blastospores/levures) ou par production de spores (conidies)
53
Caractéristiques des Basidiomycètes?
- Reproduction sexuée par formation des basidiospores (basidium) ou des conidies
- Apparences : Sporophore/carpophore, levures, filaments, capsules
54
Caractéristiques des Gloméromycètes, Mucoromycètes et Mortierellomycota (Zygomycètes)?
- Forme primitive des champignons
- Cellules coenocytiques (en majorité)
- Formation de zygospores (sexuée) et sporocystes (asexuée)
- Ectomycorhizes et endomycorhizes
55
Caractéristiques des Microsporidies?
- Pathogènes intracellulaires de plusieurs animaux (pathogènes opportunistes)
- Seuls champignons avec une croissance intracellulaire
56
Quelles sont les caractéristiques de la cellule fongique d'une levure?
- Noyau avec membrane nucléaire
- Cytoplasme
- Mitochondrie
- Vacuole
- Réseau de transport vésiculaire : Réticulum endoplasmique et Golgi
- Membrane plasmique
- Paroi cellulaire (comme bactéries et plantes)
57
Quelles sont les caractéristiques de la cellule fongique d'une hyphe?
- Septum avec le pore septal
- Corps de Voronine
- Noyau avec nucléole
- Réticulum endoplasmique
- Mitochondrie
- Membrane plasmique
- Paroi cellulaire avec 3 couches: Interne (chitine), intermédiaire (glucane) et externe (mannane)
- Vacuole
- Golgi
- Spitzenkorper (pas très connu)
58
Caractéristiques de la membrane plasmique des cellules fongiques?
- Présence d'Érgosterol ("Cholestérol" fongique)
- Stérol spécifique des champignons et de certains protozoaires et absent chez cellules animales (cible idéale)
- Constituant de la membrane/contribue à la régulation de sa fluidité
- L'érgostérol est la cible des antifongiques de la famille des Azoles et des Polyènes
59
Caractéristiques de la paroi cellulaire des cellules fongiques?
Protège cellule, très élastique, mais pas rigide
- Couche interne : chitine
- Couche intermédiaire : glucane
- Couche externe : mannanes et protéines pariétales
Présence de mélanine chez certains champignons filamenteux
60
Caractéristiques de la chitine dans la couche interne?
- 2-6% de la masse de la paroi
- Microfibres insolubles associés aux glucanes
61
Caractéristiques des glucanes dans la couche intermédiaire?
- 58-60% de la masse de la paroi
- Cible des antifongiques de la famille des échinocandines
62
Caractéristiques des mannanes et des protéines pariétales dans la couche externe?
Mannanes
- Hémi-cellulose
- Composants majeurs des protéines pariétales (38-40% de la masse de la paroi)
- Antigène majeure de C. albicans
Protéines pariétales
- Protéines GPI associées à la chitine
- Fonctions : Adhésines (attachement à l'hôte, biogénèse de la paroi)
63
Quels sont les 4 modes de vie des champignons et leurs caractéristiques?
Saprophytes
- Se nourrissent de la matière organique de décomposition (recyclage)
Symbiotiques
- Vivent en symbiose avec les racines de plantes (mycorhizes) ou algues (Lichens), conférant un avantage nutritif aux deux partenaires
Pathogènes/opportunistes
- Pathogène de plantes, insectes, animaux Hommes et champignons
Commensaux
- Champignons dans la flore des animaux, de l'Homme et des plantes. Profitent de l'hôte sans causer de dommage. Opportunistes dans certains contextes
64
Quels sont les différents modes de fonction des champignons pathogènes/opportunistes sur humains et plantes?
Plantes
- Nécrotrophes (tuent l'hôte pour se nourrir)
-Biotrophes (se nourrissent de l'hôte vivant)
Animaux/Homme
- Opportunistes (condition immuno-supression)
- Pathogènes stricts (venant de l'environnement)
65
VOIR DIAPO 19 COURS 9
POUR VRAI FULL IMPORTANT
- À L'EXAM
66
Qu'est-ce que la mycologie médicale?
Une discipline distincte de la microbiologie médicale qui consiste à isoler à caractériser des champignons pathogènes dans le but de caractériser l'origine mycologique ou non d'une pathologie
67
Définition des mycoses?
Infections fongiques touchant les animaux incluant l'Homme
- Mycoses peuvent être superficielles ou profondes et même systémiques
68
Quelle est l'histoire de la mycologie médicale au 20e siècle?
2eme guerre mondiale : apparition zones endémiques aux USA
Ère de la suppression immunitaire et des mycoses opportunistes nosocomiales
- Chimiothérapie
- Maintenance des greffons (immunosuppresion)
- VIH/SIDA
- Maladies auto-immunitaires
69
Sur quoi sont basés la classification des pathogènes? et les 5 types
Sur les sites d'infections primaires
- Mycoses superficielles
- Mycoses cutanées
- Infections opportunistes systémiques
- Mycoses sous-cutanées
- Mycoses endémiques
70
Caractéristiques des mycoses superficielles?
Infection de la couche supérieure morte kératinisée de l'épiderme
- Infections causées par Malassezia
- Problèmes majoritairement cosmétiques
71
Caractéristiques des mycoses cutanées?
- Dermatophytes (de la peau vivante)
- Infections touchant la peau, les cheveux et les ongles
72
Caractéristiques des mycoses opportunistes systématiques?
- Infection de tous les organes par des champignons environnementaux ou des endosymbiontes commensaux
- Infections touchant des patients dont le système immunitaire est compromis: porteurs de VIH, nouveaux-nés, femmes enceintes, patients immuosupprimés
- Mais aussi personnes saines : champignons dimorphiques
73
Caractéristiques des mycoses sous-cutanées?
- Mycoses d'implantations (suite à des piqûres ou des traumatismes transcutanés)
- Causées par champignons mélanisés
74
Caractéristiques des mycoses endémiques?
Champignon avec répartition géographique restreinte
Causant majoritairement infections pulmonaires qui peuvent évoluer en infections systémiques:
- Blastomycoses
- Cryptococcus gatii
75
Quels sont les principaux pathogènes fongiques de l'Homme?
Aspergillus sp
Cryptococcus
Blastomyces
Candida sp
- Surtout Candida albicans
76
Caractéristiques de Aspergillus sp
- Aspergillomes pulmonaires et cérébrales
- Aspergilloses pulmonaires chroniques
- Infections superficielles : sinus, otomycose (oreille), onychomycosis (ongles)
- Allergies
77
Caractéristiques de Cryptococcus
- Cryptococcus gatti
- Lésions cérébrales et pulmonaires et Méningites
- Sujets seins et immunisupprimés
78
Caractéristiques de Blastomyces
- Blastomyces dermatitidis
- Infection fatale
- Infections pulmonaires, lésions dermiques et ostéomyélites
79
Caractéristiques de Candida albicans?
Candidose
- 4eme maladie nosocomiale la plus commune
- Cause fréquente de morbidité de et de mortalité chez patients immunosupprimés
- Hospitalisation très couteuse
Virulence et mode de vie
- Associée à son dimorphisme
- Hyphes dédiées à l'invasion et la colonisation des organes
- Levures associées à la dissémination
80
Quelles sont les 3 types de thérapies antifongiques?
- Chimique : 3 grandes classes de molécules sont utilisées incluant les azotes, les échinochandines et les polyènes
- Immuno-modulation : Vaccination
- Immunothérapie : stimulation des défenses immunitaires contre les pathogènes fongiques
81
Caractéristiques des azoles?
- Antifongiques les plus utilisés
- Fongistatiques
- Utilisés contre des infections -systémiques et superficielles
- Différentes sous-classes
82
Quelle est la cible des azoles?
Cible cellulaire : membrane plasmique
Cible moléculaire : polyènes inhibent la biosynthèse de l'ergosterol et forment des pores qui fragilisent la membrane
83
Caractéristiques des Échinocandines?
- Antifongiques administrés par intraveineuse
- Fongicides
- Utilisés contres infections systémiques graves
84
Quelle est la cible des échinocandines?
Cible cellulaire : Paroi cellulaire
Cible moléculaire : Inhibent la biosynthèse des glucanes (inhibition de l'enzyme glucane synthase)
85
Caractéristiques des Polyènes - Amphotéricine B?
- Antifongiques administrés par intraveineuse ou par voie orale
- Fongistatistiques/Fongicides (concentration-dépendante)
- Toxiques
- Spectre antifongique large
86
Quelle est la cible des polyènes?
Cellulaire : membrane plasmique
Moléculaire : polyènes inhibent la biosynthèse de l'ergosterol et forment pores qui fragilisent la membrane
87
Quelles sont les limites des thérapies antifongiques?
- Toxicité pour toutes les molécules connues
- Échinochandines sont insolubles
- Nature fongistatique de certaines molécules (azoles) : problème de récurrence et de résistance
- Perte d'efficacité dans certaines niches acides (vagin et abcès)
- RÉSISTANCE
88
