Transcript File - Cours L3 Bichat 2012-2013

Le monde bactrien
Pr. Antoine ANDREMONT
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... Pour des médecins du début du
XXIème siècle !
• Les maladies bactériennes dans leur contexte
historique.
• Les éléments de physiologie bactérienne
indispensables à connaitre pour le diagnostic
et le traitement.
• Les bactéries d’importance médicale par
rapport au reste du monde bactérien.
Contexte historique : Trois exemples
• Epidémie du moyen âge : exemple de la peste
noire. « Le grand mystère »
• Le choléra au XIX siècle: »les débuts de
l’épidémiologie »
• La dysentérie « qui décide des batailles »
Peste noire au moyen age
(Yersinia pestis)
Bible de Toggenburg (1411)
Peste noire au moyen age (1)
• une vague
• ne s’établit pas durablement aux endroits
touchés.
• Le taux de mortalité :
– trente pour cent de la population totale
– soixante à cent pour cent de la population
infectée
• le fléau ne dure généralement que six à neuf
mois.
Peste noire en France entre 1340
et 1440
• La population a décru de 17 à 10 millions
d'habitants (moins 41 %).
• Le registre paroissial de Givry, en Saône-etLoire, l'un des plus précis, montre que pour
environ 1 500 habitants, on a procédé à 649
inhumations en 1348, dont 630 de juin à
septembre, alors que cette paroisse en
comptait habituellement environ 40 par an :
cela représente un taux de mortalité de
40,6 %.
Le Choléra en France XIX siècle
(1832-1854)
" De tous les quartiers de Paris, celui qui, pendant la
période croissante du choléra, offrit peut-être le
spectacle le plus effrayant, fut le quartier de la Cité et
dans la Cité le parvis de Notre-Dame était presque
chaque jour le théâtre de scènes terribles, la plupart
des malades des rues voisines que l'on transportait à
l'Hôtel-Dieu affluant sur cette place ... A chaque instant,
des civières, des brancards apportaient de nouvelles
victimes ... les brancards n'ayant aucune couverture,
quelques fois les mouvements convulsifs d'un
agonisant écartaient le drap, qui laissait voir une face
cadavéreuse " (Eugène Sue, "Le Juif errant" cité dans
"Les Epidémies...", page 78).
John Snow : la
puissance de
l’épidémiologie
descriptive
Cholera à Haiti au XXI siècle
Dysentérie et le sort des armes
• Valmy
• Les Dardanelles
• El alamein
Valmy le 20 Septembre 1792
Victoire de la révolution française sur la Prusse
Kelermann... Et la dysentérie
La Bataille des Dardanelles (février
1915 janvier 1916)
La victoire des turcs (et de la dysentérie)
sur les franco-anglais.
La seconde bataille d'El-Alamein Seconde Guerre
mondiale. fin octobre, début novembre 1942.
décisive elle permit aux Britanniques de repousser les
Allemands qui menaçaient d'Alexandrie et le canal de
Suez.
During September, October, and
November of that year, admissions to
field medical stations for dysentery or
diarrhea totaled only 2.5 percent of the
8th Army strength, but the figure for
the Afrika Korps was 20 percent.
Une réponse médicale en quatre
temps
• La découverte des microbes
• La reconnaissance de l’origine infectieuse des
maladies bactériennes
• La notion de « une bactérie une pathologie »
• Les efforts thérapeutiques
– Vaccins
– Antibiotiques
antonie van leeuwenhoek
1632-1723
La découverte des microbes
Ignace Philippe Semmelweis
1818-1865
La découverte
de l’hygiène
des mains
Louis Pasteur 1822-1895
Pas de
génération
spontannée
La vaccination
contre le Charbon
Bacillus anthracis
Gaston Ramon 1886-1963
La vaccination
par anatoxine
Toxine de
Clostridium tetani
« détoxifiée »
Tétanos néonatal
« La mort du 7ème jour »
Tableau I. – Incidence de la mortalité liée au
tétanos néonatal en fonction des zones
géographiques
Morts néonatales dues au tétanos (n = 433 880)
Asie du Sud-Est 48,8 %
Amérique 2,4 %
Méditerranée orientale 8,4 %
Pacifique occidental 10,7 %
Afrique 29,3 %
Europe (Turquie) 0,3 %
Porte d’entrée : cordon ombilical
Prévention par vaccination des mères et transfert d’immunité au foetus
Alexander Fleming 1881-1955
Le miracle
de la
pénicilline
Le manque de nouveaux
antibiotiques
... Pour des médecins du début du
XXIème siècle !
• Resituer les maladies bactériennes dans les
grands évènements médicaux.
• Les éléments de physiologie bactérienne
indispensables à connaitre pour le diagnostic
et le traitement.
• Les bactéries d’importance médicale par
rapport au reste du monde bactérien.
Eléments de physiologie
bactérienne
Phylogénie : où se placent les bactéries au sein du monde vivant ?
L’age des bactéries
• 3,5 milliards d’années
• Quelle que soit la classification ce sont les plus
anciens êtres vivants sur terre
• Stromatolites
1866 HAECKEL 3 règnes plantes
animaux et protistes
Les Cinq règnes de Wittaker 1969
Les trois domaines de Woese basés sur les
séquences de l’ARN ribosomique 1977
Woese a
préparé le
gène de
l’ARNr 16S
de chaque
microorgan
isme à
étudier.
Ensuite il a comparé la séquence nucléotidique de chacun des microorganismes
étudiés en identifiant les parties communes et les parties différentes
Ensuite les séquences sont ordonnées des parties les plus communes
vers les moins communes
Puis les lignes sont séparées et on obtient un arbre phylogénétique
Les spécificités de structure des
bactéries
Comparaison des cellules eucaryotes (animales et végétales) et des bactéries
Quelques structures importantes pour la
médecine
•
•
•
•
•
•
Les parois bactériennes
Le LPS, les acides techoïques, les capsules
L’ARN ribosomal 16S
Les flagelles
Les spores
Les systèmes de transferts génétiques latéraux
Les différences de structure entre les bactéries Gram + et Gram –
expliquent leur sensibilité différentielle aux antibiotiques
Rôles de la paroi bactérienne
• —confère à la bactérie sa morphologie. squelette externe ; 25
à 35 % du poids total de la bactérie.
• —contient la pression osmotique interne. Sans paroi, les
bactéries sont sphériques (protoplaste Gram positif, ou
sphéroplaste Gram négatif).
• — Elle joue un rôle déterminant dans la coloration de Gram et
dans la spécificité antigénique des bactéries.
• — Support de l'action de certains enzymes exogènes
(lysozyme) ou endogènes (autolysines) et de certains
antibiotiques,
• — LPS et peptidoglycane d'activent le complément;un rôle
dans la défense non spécifique contre l'infection.
Les voies de synthèse du peptidoglycan sont des cibles
privilégiées pour de nouveaux antibiotiques
Chaque enzyme nécessaire à la synthèse du peptidoglycan peut être
Les polysaccharides capsulaires (LPS chez Gram et acides techoïques chez les Gram+)
LPS
Cibles reconnaissables par le système immunitaire : défense et vaccination
Activation des cascades immunologiques en cause dans le choc infectieux
Structure plus simple chez les Gram Positifs et pas de lipide A
Les flagelles sont de véritables hélices qui
permettent la mobilité des bactéries
Mobilité dans les
liquides et à
travers le mucus
La petite sous unité de l’ARNr est
spécifique (16S) chez les bactéries
Valeur diagnostic
du gène et
phylogénie
Cible pour les antibiotiques
Les spores : formes de survie conditions extrêmes.
Expliquent l’épidémiologie de certaines infections
d’origone tellurique : Charbon (Bacillus anthracis);
Tétanos (Clostridium tetani); Colites (Clostridium
difficile)
Les systèmes de transfert
génétique d’ADN d’une bactérie à
une autre
Conjugaison
Transfomation
Transduction
Conjugaison : le transfert de matériel
génétique par contact cellulaire
Les cellules se mettent en contact
Un brin d’ADN s’ouvre à l’origine de
réplication et la réplication s’initie à
partir de l’extrémité 5’
Un brin unique d’ADN est transféré et le brin
complémentaire est synthétisé
Les cellules se séparent à la fin
du transfert
La conjugaison est conservatrice. La cinétique
de transfert est orientée, cinétique, linéaire.
La conjugaison se fait par l’intermédiare des pili sexuels
Transformation : transfert
d’ADN nu
Transformation
Transduction : le transfert d’ADN
par l’intermédiaire de virus
TRANSDUCTION : Rappel
LE CYCLE DE VIE DES BACTERIOPHAGES
LYTIQUES
ATTACHEMENT
INJECTION
TRANSCRIPTION ADN

LYSE
BACTERIENNE
PRODUCTION
PROTEINES
PHAGIQUES
ASSEMBLAGE
STRUCTURATION DES PHAGES
Les phages : une thérapeutique pour suppléer au manque
actuel d’antibiotiques ?
Utilisation en
occident avant
les antibiotiques
Félix d’Hérelle
1873-1949
Persistance
d’une
utilisation mal
contrôlée en
Europe de
l’Est
... Pour des médecins du début du
XXIème siècle !
• Restituer les maladies bactériennes dans les
grands évènements médicaux.
• Les éléments de physiologie bactérienne
indispensables à connaitre pour le diagnostic
et le traitement.
• Les bactéries d’importance médicale par
rapport au reste du monde bactérien.
Un nombre d’espèce très petit
• Bacteries pathogènes ou potentiellement
pathogènes pour l’Homme ou les animaux
– Quelques dizaines au maximum
• Bactéries de l’environnement
• Bactéries commensales
– Plusieurs milliers d’espèces
Qu’est ce qui rend pathogènes une
espèce bactérienne ?
• Possession de facteurs de virulence
– Toxines (Cholera, diphtérie, tétanos)
– Résistance aux mécanismes de défense (capsule,
survie dans les phagocytes
• Diminution des résistantes de l’hôte
(opportunisme)
– Réanimation,
– Immunodépression
• En fait un continuum
Bactéries
pathogènes
Peste
Peste
Choléra
Physiopathologie du choléra
(Vibrio cholerae)
•Absorption avec l’eau de boisson
•Colonisation du grêle
•Sécrétion de toxine
•Altération fonctionnelle de la muqueuse
•Sortie d’eau et d’électrolytes
•Diarrhée massive
•Déshydratation
•Décès éventuel
A quoi sert la toxine dans la vie courante de la bactérie ?
Le choléra en pratique
Réhydratation par voie orale : moins de 1% de décès
Antibiothérapie uniquement pour réduire la durée d’excrétion des vibrios
Colon
Bactéries
pathogènes
Peau
Pharynx
Bactéries
commensales
Peste
Peste
Choléra
Colon
Bactéries
pathogènes
Peau
Pharynx
Bactéries
commensales
Bactéries
opportunistes
Peste
Peste
Choléra
Infections
nosocomiales
Exemple de pathologie bactérienne opportuniste :
septicémie des aplasiques
• Chimiothérapie agit sur les cellules à renouvellement
rapide :
– Cellules néoplasiques (effet thérapeutique)
– Mais aussi (cellules souches hématopoïétiques = aplasie)
– Cellules de la muqueuse intestinale (amincissement =
translocation de la flore intestinale)
• Septicémie chez un sujet sans défense : gravité +++
Des intermédiaires existent :
l’exemple de Escherichia coli
• E. coli est un commensal du tube digestif de
tous les humains (et de nombreux animaux)
• De temps en temps il aquiert des gènes de
résistance spécifique par transfert horizontal
et peut devenir pathogène
– Infections urinaires
– Diarrhées
– Intoxications alimentaires
(Shiga Toxin E. coli) (STEC)
STEC
• Certains E. coli ont acquis le gène de production de
toxine « Shiga »
• Ils vivent dans l’intestin des bovins sans causer de
maladie (portage sain)
• Lors de l’abattage le contenu intestinal peut
contaminer la surface a viande
• Quand la viande est hachée la surface est
« internalisée »
• Si la cuisson n’est pas totale les bactéries survivent
• Après ingestion par l’homme la toxine peut créer un
maladie grave
Conclusions
• Les bactéries étaient là bien avant nous
• Elles seront là après nous...
• Quand elles causent des maladies, « c’est par
hasard de leur point de vue... »
• Les progrès de l’hygiène, des vaccins et des
antibiotiques remis en cause par l’évolution de
la résistance.
• Des « temps bactériens difficiles » devant vous