Polycop Généralités Bactériologie 2021

Le nouveau-né est protégé pendant les 4 à 6 premiers mois de sa vie par les anticorps de la classe des IgG élaborés par la mère et transmis par passage transplancentaire.

Exemples d'antigènes bactériens purifiés : Méningocoque, Pneumocoque, coqueluche acellulaire.

Les infections communautaires sont celles acquises dans la communauté sans lien avec des soins médicaux, tandis que les infections nosocomiales sont acquises en milieu hospitalier, apparaissant plus de 48 heures après l'hospitalisation.

Les facteurs favorisant les infections nosocomiales incluent :

1. Gestes invasifs à visée diagnostique ou curative (prélèvements, injections, sondes, cathéters).
2. Terrain affaibli qui peut diminuer les mécanismes de défense de l'hôte.

Les bactéries sont de petites cellules avec un noyau constitué d'un chromosome unique et sans membrane nucléaire. Les virus sont beaucoup plus petits, possèdent un seul type d'acide nucléique (ADN ou ARN), n'ont pas de croissance ni de division, manquent d'enzymes nécessaires à la biosynthèse des métabolites essentiels, et se reproduisent par réplication à partir de leur matériel génétique.

Les bactéries sont classées en familles, genres et espèces. L'unité fondamentale de la classification est l'espèce, qui regroupe les bactéries ayant les mêmes caractères.

L'exemple donné est Staphylococcus aureus. Les noms des bactéries sont désignés par deux noms latins : le nom du genre avec une majuscule (Staphylococcus) suivi du nom d'espèce en minuscules (aureus). Ils s'écrivent toujours en italique dans le texte.

Les bactéries peuvent être classées selon :

1. Classification clinique : syndromes bactéries comme les méningites, fièvres typhoïdes, infections urinaires.
2. Classification pathogénique : infections causées par la même bactérie, comme les infections à Staphylocoques ou les infections tuberculeuses (germe = BK).

Les moyens d'étude incluent :

1. Microscopie à l'état frais :

   • Permet d'observer les cellules, macrophages, polynucléaires et bactéries vivantes.
   • Utilisé sur des produits pathologiques ou cultures bactériennes.

2. Examen microscopique après fixation et coloration :

   • Permet d'observer des bactéries tuées et fixées sur lame.
   • Utilise plusieurs types de colorations :
     • Colorations simples (ex: bleu de méthylène) : un seul colorant pour apprécier la présence et la forme des bactéries.
     • Colorations différentielles :
       • Coloration de GRAM : fondamentale pour le diagnostic bactériologique.
       • Coloration de Ziehl Neelsen : met en évidence les bactéries acido-alcoolo résistantes, utilisée pour le diagnostic de la tuberculose.

La coloration de GRAM est fondamentale car elle permet de classer les bactéries en deux grands groupes :

• Gram positif : retiennent le colorant violet et apparaissent violets au microscope.
• Gram négatif : ne retiennent pas le colorant violet et apparaissent roses.

Cette distinction est cruciale pour le choix du traitement antibiotique et pour le diagnostic des infections bactériennes.

L'examen à l'état frais permet d'observer :

• Cellules vivantes : y compris les bactéries, macrophages et polynucléaires.
• Forme et taille des bactéries.
• Mobilité des bactéries.

Cet examen est réalisé sur des produits pathologiques comme l'urine ou le pus, ou sur des cultures bactériennes.

La coloration de Ziehl Neelsen est utilisée pour mettre en évidence les bactéries acido-alcoolo résistantes (BAAR), comme le Mycobacterium tuberculosis.

Elle est utilisée uniquement sur demande spéciale, notamment dans le cadre du diagnostic de la tuberculose.

Les trois formes morphologiques fondamentales des bactéries sont :

1. Sphérique (coques ou cocci)
2. Cylindrique (bacilles)
3. Spiralée (spirochètes)

Les bacilles peuvent varier en forme de plusieurs manières :

• Bacille fusiforme : extrémités fines et pointues
• Bacille en massue : extrémités renflées (ex : Corynebactéries)
• Bacille à bout carré : extrémités planes
• Vibrion : bacille incurvé en virgule

Les groupements caractéristiques des bactéries cocci incluent :

• Cocci en amas : exemple, Staphylocoques
• Cocci en chainettes : exemple, Streptocoques

Le microscope électronique est utilisé pour étudier la structure bactérienne et observer les virus grâce à un grossissement de plus de 10 000 fois. Il est principalement utilisé dans les laboratoires de recherche en raison de son coût et de son poids.

Les éléments constants de la cellule bactérienne incluent :

• Paroi
• Membrane cytoplasmique
• Noyau
• Ribosomes

Les éléments facultatifs comprennent :

• Capsule
• Flagelles
• Pili
• Spore

La capsule bactérienne a plusieurs fonctions, notamment :

• Virulence : elle s'oppose à la phagocytose, ce qui aide la bactérie à échapper au système immunitaire (ex: pneumocoque).
• Diagnostic rapide : ses composants peuvent être détectés comme des antigènes solubles dans les liquides biologiques.

Certaines espèces bactériennes possédant une capsule incluent :

• Pneumocoque
• Haemophilus influenzae
• Klebsiella pneumoniae

La paroi cellulaire est un constituant essentiel qui assure la forme des bactéries et les protège des variations de pressions osmotiques. Elle est constituée de peptidoglycane, un polymère de chaînes polyosidiques reliées par des chaînes peptidiques.

Le peptidoglycane est un polymère constitué de chaînes polyosidiques et de chaînes peptidiques. Il est essentiel pour la structure de la paroi cellulaire des bactéries, lui conférant rigidité et protection contre les variations osmotiques.

La synthèse du peptidoglycane dépend de plusieurs enzymes, notamment les PLP (Protéines de Liaison à la Pénicilline). Elle commence dans le cytoplasme sous forme de sous-unités qui sont transportées et assemblées dans la paroi cellulaire.

La synthèse de la paroi cellulaire peut être entravée par l'action du lysozyme et de certains antibiotiques, notamment les béta-lactamines.

La paroi des bactéries à Gram positif est généralement plus épaisse et contient une plus grande quantité de peptidoglycane, tandis que celle des bactéries à Gram négatif est plus fine et possède une membrane externe supplémentaire.

La paroi des bactéries à Gram positif est constituée d'une couche de peptidoglycane épaisse et dense, tandis que celle des bactéries à Gram négatif est mince et peu dense, recouverte d'une membrane externe.

Les porines dans la membrane externe des bactéries à Gram négatif forment des canaux qui permettent le passage sélectif de certaines molécules de petite taille.

La coloration de Gram permet de classer les bactéries en fonction de la structure de leur paroi : les bactéries gram positif apparaissent en violet et les bactéries gram négatif en rose.

Les bétalactamines perturbent l'assemblage du peptidoglycane dans la paroi bactérienne, ce qui entraîne l'éclatement de la bactérie sous l'effet de la pression interne du cytoplasme.

Le lipide A de la membrane externe, qui est une partie du lipo polysaccharide, est considéré comme une endotoxine et constitue un facteur de virulence des bactéries à Gram négatif.

Le génome bactérien est constitué d'un seul chromosome d'ADN bicaténaire. Certains antibiotiques, comme les sulfamides et les quinolones, agissent au niveau du génome bactérien.

Les cils ou flagelles assurent la mobilité des bactéries. Ils sont constitués de protéines antigéniques qui permettent :

1. L'identification précise des bactéries (antigène H).
2. Le diagnostic indirect des infections dues à ces bactéries par la recherche des anticorps spécifiques.

Les pili communs ou fimbriae sont des appendices protéiques fibrillaires et rigides fixés sur la paroi des bactéries. Ils interviennent dans l'adhérence des bactéries aux cellules épithéliales, ce qui constitue le premier stade de la maladie. Par exemple, E. coli utilise ces pili pour adhérer aux cellules du tractus urinaire.

Le glycocalyx est constitué de polymères qui entourent les bactéries vivant en biofilm. Il permet :

• L'attachement des bactéries aux cellules ou aux supports inertes (comme les prothèses).
• La protection des bactéries du biofilm contre la dessiccation et l'action des antibiotiques.

Une spore est une forme de résistance développée par certaines bactéries sporulées lorsque les conditions de vie sont défavorables. Elle permet à la bactérie de survivre dans des environnements hostiles et de germer lorsque les conditions redeviennent favorables, redonnant ainsi une forme végétative identique à la bactérie d'origine.

Les spores bactériennes sont :

• Métaboliquement inactives
• Très résistantes à la température : nécessitant 20 minutes à 121°C en chaleur humide ou 30 minutes à 180°C en chaleur sèche pour la stérilisation
• Résistantes aux rayonnements, aux agents chimiques et aux antibiotiques.

La position de la spore (centrale, subterminale ou terminale) ainsi que sa forme (déformante ou non déformante) sont des caractères d'identification importants pour les bactéries sporulées.

Les bactéries se divisent par scissiparité ou fission binaire, où la bactérie grandit puis se divise en deux bactéries filles séparées par un septum de division. Le temps nécessaire pour cette division est appelé temps de génération.

Les besoins nutritifs de base pour la croissance des bactéries comprennent :

1. Eau
2. Source d'azote
3. Source de carbone
4. Ions
5. Oligo-éléments

Certaines bactéries nécessitent également des facteurs de croissance, des molécules organiques qu'elles ne peuvent pas synthétiser elles-mêmes.

Les facteurs de croissance sont des molécules organiques que certaines bactéries doivent obtenir de leur environnement car elles ne peuvent pas les synthétiser. Un exemple est les facteurs X et V du sang pour le genre Haemophilus.

La température optimale pour la croissance des bactéries pathogènes pour l'homme est de 37°C.

Les bactéries sont cultivées en laboratoire dans des incubateurs dont la température est réglée à 37°C.

La stérilisation est réalisée par la chaleur, par exemple, en chauffant l'eau à 121°C dans un autoclave.

La plupart des bactéries d'intérêt médical se développent préférentiellement à des pH voisins de la neutralité ou légèrement alcalins.

Certaines espèces pathogènes, comme le vibrion du choléra, préfèrent les pH alcalins.

1. Phase de latence: taux de croissance nul, adaptation au milieu.
2. Phase exponentielle: taux de croissance maximum.
3. Phase de ralentissement: diminution de la vitesse de croissance due à l'épuisement du milieu et accumulation de déchets.
4. Phase stationnaire: taux de croissance nul, équilibre entre multiplication et mortalité des bactéries.
5. Phase de déclin: taux de croissance négatif.

On utilise des milieux nutritifs complexes pour cultiver ou isoler des bactéries dont les exigences nutritives ne sont pas connues. Ces milieux contiennent tous les éléments nutritifs nécessaires à la croissance des bactéries.

Les milieux nutritifs peuvent être :

• Liquides: comme le bouillon nutritif.
• Solides: par addition d'agar (milieux gélosés).

Les milieux de base sont enrichis par l'addition de substances protectrices ou de substances riches pour répondre aux besoins des espèces bactériennes exigeantes, comme les Haemophilus.

Les milieux de culture utilisés pour les bactéries incluent le sang frais (gélose au sang) et cuit (gélose chocolat). Ils peuvent être rendus sélectifs par l'addition de substances inhibant la croissance de certaines espèces bactériennes, comme des antibiotiques, ou en modifiant les conditions physico-chimiques, par exemple en utilisant un pH alcalin pour favoriser Vibrio cholerae.

Dans un milieu liquide, la croissance bactérienne se manifeste par le développement d'un trouble. Sur un milieu gélosé, elle se traduit par l'apparition de colonies, chaque colonie correspondant à la multiplication d'une bactérie. L'aspect des colonies (taille, couleur, forme) varie selon les espèces bactériennes.

La séparation des bactéries sur un milieu gélosé est indispensable avant toute identification car elle permet de repérer des espèces différentes au sein d'un produit poly microbien. Chaque colonie représente une espèce bactérienne distincte, facilitant ainsi l'identification correcte des bactéries présentes.

Certaines bactéries, comme Chlamydia et Rickettsie, ne peuvent être cultivées que sur des systèmes cellulaires. D'autres, comme les mycobactéries de la tuberculose, nécessitent un milieu spécifique tel que le milieu de Lowenstein Jensen. Les agents de la syphilis et de la lèpre ne sont pas cultivables du tout.

Le chromosome bactérien est un ADN bicaténaire circulaire, généralement unique, de taille variable selon les espèces. Il contient des gènes de structure et des éléments mobiles, et peut acquérir ou perdre des gènes par mutation, conjugaison, transduction ou transformation.

Les liaisons A-T (Adénine - Thymine) et C-G (Cytosine - Guanine) maintiennent les deux chaînes de l'ADN ensemble. Le pourcentage de relations G-C (GC%) est également un critère de classification des bactéries.

L'électrophorèse sur gel permet de couper l'ADN par des enzymes de restriction en fragments, qui sont ensuite séparés pour donner un profil de restriction spécifique. Ce profil est utilisé comme marqueur pour tracer une épidémie, ce qui est important en épidémiologie.

Les plasmides sont des ADN bicaténaires extra chromosomiques, de taille variable, qui ne sont pas indispensables à la vie bactérienne. Ils peuvent conférer des propriétés supplémentaires aux bactéries, comme la résistance aux antibiotiques.

La multirésistance aux antibiotiques est la capacité d'une bactérie à résister à plusieurs antibiotiques simultanément. Cela se manifeste chez des bactéries comme Shigella et Escherichia coli par le transfert en bloc de gènes de résistance, permettant à ces souches de devenir résistantes à des antibiotiques tels que la streptomycine, le chloramphénicol, la tétracycline et le sulfamide.

Les deux types d'éléments génétiques mobiles mentionnés sont :

1. Transposons :

   • Séquences d'ADN capables de changer de localisation dans le génome.
   • Ne peuvent pas se répliquer de manière autonome.
   • Peuvent s'intégrer dans un autre ADN par recombinaison.
   • Portent des gènes de transposition et de résistance aux antibiotiques.

2. Intégrons :

   • Éléments génétiques mobiles spécifiques aux bactéries.
   • Incapables d'auto-réplication.
   • Véhiculés par le chromosome, les plasmides ou par un élément transposable.

Les cassettes sont des éléments mobiles capables d'être intégrés ou excisés par recombinaison grâce à une intégrase. Contrairement aux transposons, elles ne codent pas pour une enzyme catalysant leur mouvement.

Les deux types de variations génétiques chez les bactéries sont :

1. Variations phénotypiques : Adaptation de la population bactérienne à diverses conditions extérieures, sans modification du génome, induites, réversibles et non héréditaires.
2. Variations génotypiques : Modifications du matériel génétique de façon autonome (mutation) ou par transfert de matériel génétique d'une bactérie donatrice à une bactérie réceptrice.

Les trois principaux mécanismes de transfert de matériel génétique chez les bactéries sont :

1. Transformation
2. Transduction
3. Conjugaison

Les mutations se caractérisent par leur rareté, avec une probabilité d'apparition d'environ 10-6 entre deux divisions. Le mécanisme le plus souvent en cause est la substitution d'un nucléotide par un autre lors de la réplication de l'ADN. Certaines mutations peuvent être létales, tandis que d'autres favorisent une meilleure adaptation aux conditions environnementales.

Le caractère nouvellement apparu se transmet indéfiniment aux cellules filles, ce qui signifie qu'il est héréditaire. Bien que des mutations reverses puissent se produire, elles sont rares.

La mutation concerne un seul caractère à la fois, comme la résistance aux antibiotiques ou la production de toxines. La probabilité de deux mutations distinctes se produit est très faible, ce qui justifie l'utilisation d'associations d'antibiotiques pour éviter la sélection de mutants résistants, comme dans le cas de la tuberculose.

Les antibiotiques ne provoquent pas l'apparition de mutants résistants, mais ils agissent en sélectionnant ces mutants déjà présents dans la population bactérienne.

La transformation bactérienne est une variation du patrimoine génétique due à l'introduction d'un fragment d'ADN d'une bactérie génétiquement différente dans une bactérie réceptrice. Elle a été mise en évidence par l'expérience de Griffith en 1928, où une souche de pneumocoque non capsulé a été transformée par contact avec un lysat d'une souche de pneumocoque capsulé.

1. La bactérie donatrice libère des fragments d'ADN par lyse bactérienne.
2. Cet ADN se fixe sur la bactérie réceptrice en état de compétence.
3. La bactérie réceptrice absorbe l'ADN.
4. Il y a recombinaison génétique entre les deux ADN, entraînant l'acquisition de nouveaux caractères.

La transduction est le transfert d'un fragment d'ADN chromosomique ou plasmidique d'une bactérie donatrice à une bactérie réceptrice grâce à un bactériophage à ADN. Ce processus permet le transfert de matériel génétique entre bactéries via des virus bactériens.

Un bacteriophage virulent accomplit un cycle lytique au cours duquel il se réplique dans la bactérie infectée, entraînant la lyse de celle-ci et la libération de nouveaux phages.

Un bacteriophage tempéré n'entraîne pas la lyse de la bactérie; son matériel génétique s'intègre au chromosome bactérien, formant un prophage, tandis que la bactérie est dite lysogène.

La lysogénie est un état où le matériel génétique du bacteriophage s'intègre au chromosome bactérien. Les bactéries lysogènes acquièrent de nouvelles propriétés, mais celles-ci sont perdues lorsque les bactéries ne sont plus lysogènes.

Le bacille diphtérique et le streptocoque A ne sont toxinogènes que lorsqu'ils sont lysogénisés.

La transduction est le seul mécanisme connu de transfert de plasmides chez les staphylocoques.

La conjugaison bactérienne est le transfert de matériel génétique d'une bactérie donatrice à une bactérie réceptrice par contact direct. La bactérie réceptrice possède des structures à sa surface, comme les pili sexuels chez les bacilles Gram négatif et les adhésines chez les Gram positif, qui facilitent cet accolement. Le transfert concerne principalement les plasmides et se fait de préférence entre bactéries de même espèce, bien qu'il puisse aussi se produire entre espèces différentes. Les caractères génétiques transférés incluent la résistance aux antibiotiques et la production de toxines.

Les méthodes de biologie moléculaire permettent l'identification bactérienne par :

1. Hybridation avec des sondes marquées : Cette technique permet d'identifier une espèce bactérienne spécifique, particulièrement utile pour les bactéries à culture lente comme Mycobacterium tuberculosis.

2. Diagnostic rapide par amplification de gène : Utilisation de la PCR (Polymerase Chain Reaction) pour rechercher une bactérie dans un produit pathologique. Un segment du génome bactérien est amplifié et caractérisé par sa taille après migration électrophorétique ou hybridation avec une sonde spécifique.

On peut comparer le matériel génétique des bactéries isolées en analysant le contenu plasmidique et/ou le chromosome après extraction et migration électrophorétique, suivie d'une digestion par des enzymes.

Les techniques incluent l'extraction du matériel génétique, la migration électrophorétique, et la digestion enzymatique des plasmides et chromosomes.

1. Bactéries saprophytes : Dégradent les déchets organiques, vivent indépendamment, normalement non pathogènes.

2. Bactéries commensales : Vivent aux dépens d'un hôte sans causer de dommages, colonisent la peau et les muqueuses, aident à prévenir l'installation de bactéries pathogènes.

3. Bactéries pathogènes : Causent des maladies.

   • Pathogènes obligatoires : Provoquent toujours une maladie, même chez un hôte immunocompétent (ex : bactérie du choléra).
   • Pathogènes opportunistes : Peuvent faire partie de la flore normale mais causent des maladies dans certains sites (ex : méningocoque).

Le portage sain désigne la présence de bactéries pathogènes opportunistes au sein de la flore commensale, où elles sont généralement peu ou pas virulentes chez un individu immunocompétent.

Le pouvoir pathogène d'une bactérie détermine le type de maladie qu'elle peut provoquer, par exemple, Vibrio cholerae cause le choléra et le méningocoque cause la méningite.

La virulence d'une bactérie est définie par la dose minimale de bactéries nécessaire pour provoquer une maladie.

La virulence d'une bactérie peut être atténuée artificiellement par des passages successifs sur des milieux de culture, ce qui est le principe de la création de vaccins à base de souches atténuées.

Les facteurs de virulence incluent :

1. Colonisation : capacité à s'implanter et se multiplier dans l'hôte.
2. Toxinogénèse : production de toxines.
3. Production d'inflammation.

1. Colonisation : La bactérie se fixe sur les cellules épithéliales de la muqueuse de la porte d'entrée en utilisant des adhésines. Elle se multiplie ensuite à cet endroit.

2. Production de toxines : Les bactéries produisent des toxines, qui peuvent être des exotoxines (protéines) ou des endotoxines (glucido-lipido-protéiques).

Les bactéries se fixent aux cellules épithéliales grâce à des adhésines, qui se trouvent soit sur les pili ou fimbriae, soit sur la membrane externe de la bactérie.

Les bactéries peuvent produire deux types de toxines :

Les exotoxines sont caractérisées par leur spécificité d'action, agissant sur des cibles cellulaires précises et entraînant des lésions caractéristiques.

Exemples de maladies causées par des exotoxines :

• Diphtérie
• Choléra : Toxine responsable de la perte hydro-électrolytique.
• Tétanos
• Coqueluche

Ces toxines sont responsables de lésions cellulaires et tissulaires spécifiques correspondant au pouvoir pathogène de la bactérie.

L'information génétique de la toxinogénèse peut être :

1. Chromosomique : Ex: Vibrion cholerae
2. Plasmidique : Ex: Entérotoxine de E. coli
3. Bactériophagique : Ex: Toxine diphtérique

Les toxines protéiques sont caractérisées par :

• Toxicité élevée : Elles agissent à très faible concentration.
• Antigénicité : Elles suscitent la formation d'anticorps ou antitoxines qui neutralisent leurs effets.
• Détoxifiabilité : Elles peuvent être détoxifiées par le formol et transformées en anatoxines, qui ont perdu leur pouvoir toxique mais conservent leur pouvoir antigénique, utilisées pour la vaccination (ex: anatoxine diphtérique, tétanique).

Les toxines glucido-lipido-protéiques correspondent aux endotoxines des bactéries gram négatif. Elles sont formées d'un complexe protéino-lipido-polysaccharidique, le LPS, qui a trois fractions :

• Fraction protéique : Supporte l'antigénicité.
• Fraction polysaccharidique : Supporte la spécificité antigénique.
• Fraction lipidique : Responsable de la toxicité.

Les effets biologiques sont comparables quelle que soit l'espèce bactérienne dont provient le LPS.

La réceptivité de l'organisme aux bactéries pathogènes varie avec certains facteurs tels que :

• Malnutrition
• Alcoolisme
• Fatigue
• Température : Le refroidissement est un facteur de plus grande réceptivité.

Les facteurs sociaux incluent la surpopulation. Les facteurs professionnels comprennent les professions de santé, vétérinaires, et éleveurs.

Les deux types de défenses de l'organisme sont :

1. Défenses non spécifiques (résistance naturelle)
2. Défenses spécifiques (immunité acquise)

La barrière cutanéo-muqueuse est formée par trois mécanismes :

• Mécanisme physique : Couches de cellules épithéliales kératinisées, élimination mécanique par les cils des muqueuses.
• Mécanismes chimiques : Acides gras, lysozyme, et acidité du pH gastrique inhibent les bactéries.
• Mécanismes biologiques : (détails non fournis dans le texte).

Les bactéries commensales constituent des flores permanentes qui s'opposent à l'implantation de bactéries pathogènes en formant une barrière active par compétition pour les aliments et les sites d'attachement aux cellules épithéliales.

Les principaux composants de l'immunité innée non spécifique incluent les cellules phagocytaires (macrophages et polynucléaires) et la réaction inflammatoire, qui agissent pour arrêter le développement de l'infection.

L'immunité humorale se manifeste par l'apparition d'anticorps sériques spécifiques, d'abord de la classe des IgM, puis ultérieurement des autres classes, en particulier IgG.

La vaccination vise à stimuler artificiellement les mécanismes de l'immunité spécifique acquise, conférant une immunité protectrice identique ou supérieure à celle de la maladie elle-même.

Les types de vaccins utilisés incluent :

1. Anatoxines (ex : diphtérie, tétanos)
2. Bactéries tuées (ex : coqueluche)
3. Bactéries vivantes atténuées (ex : BCG)

La sérothérapie consiste à injecter un sérum riche en anticorps à un sujet non immunisé, le protégeant passivement pendant 10 à 15 jours.

Connaître le réservoir de germe et le mode de transmission est essentiel pour la prise en charge thérapeutique et prophylactique des infections, permettant ainsi de mieux contrôler leur propagation au sein de la population.

Les facteurs de risque incluent :

1. Non-respect des mesures d'hygiène, notamment le lavage des mains.
2. Proximité d'autres malades infectés.

Les infections les plus fréquentes sont :

• Infections des voies urinaires
• Infections du site opératoire
• Infections respiratoires
• Infections sur cathéter intra-vasculaire

Les infections peuvent être :

• Endogènes : le germe provient de la flore de l'hôte (ex : infections urinaires à Escherichia coli).
• Exogènes : le germe est acquis de l'entourage ou de l'environnement, avec des réservoirs humains, animaux ou environnementaux.

Les réservoirs de germes exogènes peuvent être :

• Humains : micro-organismes adaptés uniquement à l'homme (ex : méningocoque, pneumocoque).
• Animaux : zoonoses comme Salmonella, Brucella.
• Environnementaux : divers agents pathogènes présents dans l'environnement.

La contagiosité est maximale pendant la période d'invasion et d'état de la maladie. Un porteur sain peut disséminer le germe sans présenter de symptômes cliniques, ce qui le rend particulièrement dangereux (ex : porteur de Salmonella typhi).

Les infections bactériennes peuvent être transmises de plusieurs manières :

1. Transmission directe :

   • Aérienne : tuberculose, grippe, rougeole.
   • Manuportée : transmission par les mains, souvent entre source fécale et ingestion.
   • Sexuelle : contact direct pour infections sexuellement transmissibles (gonocoque, syphilis, hépatite B).
   • Sanguine : lors de transfusions ou blessures (hépatite B et C, VIH).
   • Animale : transmission d'un animal contagieux par voie aérienne ou cutanée (Coxiella burnetti, rage, brucellose).

2. Transmission indirecte :

   • Par l'intermédiaire d'un vecteur animé ou inerte (eau, aliments, arthropodes).
   • Exemples : choléra, salmonelles, rickettsioses, maladie de Lyme.

3. Transmission verticale :

   • Transmission mère-enfant par voie trans-placentaire ou lors de l'accouchement (rubéole, syphilis, VIH).

Les exemples de transmission directe d'infections bactériennes incluent :

• Aérienne : tuberculose, grippe, rougeole.
• Manuportée : transmission par les mains pour les infections féco-orales ou nosocomiales.
• Sexuelle : infections sexuellement transmissibles comme le gonocoque, la syphilis, et l'hépatite B.
• Sanguine : hépatite B et C, VIH lors de transfusions ou blessures.
• Animale : transmission d'animaux contagieux par voie aérienne ou cutanée (ex. : rage, brucellose).

Les voies de transmission indirecte des infections bactériennes comprennent :

• Eau et alimentation contaminées : par des germes d'origine fécale humaine (choléra, salmonelles) ou animale.
• Vecteurs animés : arthropodes comme les puces et tiques (rickettsioses, maladie de Lyme) ou moustiques (fièvre jaune).

La transmission verticale correspond à la transmission mère-enfant, qui peut se faire :

• Par voie trans-placentaire : durant la grossesse.
• Lors de l'accouchement : exemples incluent la rubéole, la syphilis, et le VIH.

Les deux modes de propagation sont :

1. Mode endémique : caractérisé par des cas sporadiques à faible fréquence dans le temps et l'espace. Une fraction constante de la population est infectée.
2. Mode épidémique : défini par la survenue de cas groupés dans le temps et l'espace. Une épidémie mondiale est appelée pandémie.

Un marqueur épidémiologique est un caractère phénotypique ou génotypique des bactéries qui permet de distinguer finement les bactéries d'une même espèce, servant à identifier des clones en cas de suspicion d'épidémie.

L'analyse plasmidique consiste à déterminer le nombre et la taille des plasmides contenus dans une bactérie.

Le chromosome peut être analysé après découpage grâce à des enzymes qui coupent à des endroits spécifiques, permettant la comparaison des fragments obtenus.

Le principe général de la PCR est d'amplifier plusieurs régions du génome grâce à des amorces. La migration électrophorétique du produit amplifié montre plusieurs bandes qui sont comparées visuellement.

Le premier antibiotique découvert fut la pénicilline G par Sir Alexander Flemming en 1928.

La pénicilline G a montré un effet d'inhibition de la croissance des staphylocoques, en raison d'une substance élaborée par le champignon Penicillium.

Un antibiotique est une substance chimique élaborée par un organisme vivant ou obtenue par synthèse ou hémi-synthèse, capable d'inhiber le développement (bactériostatique) ou de détruire (bactéricide) les bactéries et autres micro-organismes, en agissant spécifiquement sur une étape essentielle du métabolisme de ce micro-organisme.

• Résistance naturelle : Mécanismes de résistance innés propres à l'espèce bactérienne, définissant le spectre théorique ou clinique d'un antibiotique (exemple : résistance naturelle des streptocoques aux aminosides).

• Résistance acquise : Se produit lorsque la bactérie habituellement sensible acquiert un mécanisme de résistance par modification de son patrimoine génétique, souvent par mutation ou acquisition de gènes via conjugaison ou transformation (comme dans le cas du pneumocoque).

La pression de sélection exercée par l'antibiotique augmente la fréquence des variations génotypiques en inhibant la prolifération des souches sensibles et en favorisant la diffusion des bactéries résistantes sélectionnées.

La résistance croisée se produit lorsque plusieurs antibiotiques d'une même famille ou groupe sont concernés, car ils partagent le même mécanisme de résistance, comme dans le cas des staphylocoques et des pénicillines.

La résistance associée concerne des antibiotiques n'appartenant pas à la même famille, mais ayant un mécanisme de résistance commun, tel qu'un plasmide avec plusieurs gènes de résistance ou un efflux affectant plusieurs antibiotiques.

Les aminosides agissent en synergie avec les bétalactamines en permettant leur pénétration à travers la paroi bactérienne altérée par les bétalactamines. En cas de résistance acquise à haut niveau aux aminosides, cette synergie est perdue, rendant les bétalactamines moins efficaces.

L'inactivation enzymatique des antibiotiques est un mécanisme de résistance qui touche presque toutes les familles d'antibiotiques, notamment les bétalactamines. Cela se produit par la production de bétalactamases, des enzymes qui hydrolysent le cycle bétalactame, rendant les molécules inactives. Ces bétalactamases peuvent être d'origine plasmidique ou chromosomique et leur détection rapide est essentielle en pratique clinique.

Les bactéries gram (-) produisent un grand nombre de bétalactamases, dont certaines sont à spectre élargi (BLSE), capables d'inactiver l'ensemble des bétalactamines, à l'exception des carbapénèmes. Les carbapénèmases hydrolysent même les carbapénèmes.

Les bétalactamines agissent en se liant aux protéines de liaison aux pénicillines (PLP), qui sont des protéines membranaires impliquées dans la polymérisation du peptidoglycane, bloquant ainsi la synthèse de la paroi cellulaire des bactéries.

Les Pénicillines G et V sont actives sur les Cocci gram (+) à l'exception des staphylocoques producteurs de pénicillinase, ainsi que sur les Cocci gram (-), les bacilles gram (+), les Leptospires, les Tréponèmes, et les anaérobies, à l'exception des Bacteroïdes.

Les Pénicillines M, également appelées pénicillines antistaphylococciques, incluent la méthicilline, l'oxacilline et la cloxacilline. Elles sont résistantes aux pénicillinases des staphylocoques. Cependant, les staphylocoques peuvent acquérir une résistance par mutation, entraînant une faible affinité pour les bétalactamines, ce qui conduit à la résistance aux bétalactamines. La prévalence des souches résistantes (SARM) est importante en milieu hospitalier.

Les Aminopénicillines, comme l'ampicilline et l'amoxicilline, ont un spectre élargi qui inclut les bacilles gram-négatif non producteurs de bétalactamases, tels que Haemophilus, Escherichia coli, Salmonella et Shigella. Cependant, elles sont inactives contre les entérobactéries sécrétant une pénicillinase (Klebsiella, Enterobacter, Serratia) et contre P. aeruginosa.

Les céphalosporines de 4ème et 5ème génération sont actives sur les bactéries à Gram- à des concentrations très faibles et possèdent une bonne diffusion tissulaire. Elles sont également stables aux bétalactamases, mais peuvent être inactivées par les bétalactamases à spectre élargi (BLSE).

Les principaux carbapénèmes incluent l'Imipenem, l'Ertapenem et le Meropenem. Ils ont un spectre large couvrant de nombreuses espèces bactériennes à Gram+ et Gram-, et résistent à la plupart des bétalactamases, y compris les bétalactamases à spectre élargi (BLSE).

L'Aztreonam, un monobactam, a un spectre limité aux bactéries à Gram négatif (BGN) aérobies, y compris P. aeruginosa.

Les inhibiteurs de bétalactamases, tels que l'acide clavulanique, le sulbactam et le tazobactam, piègent les bétalactamases bactériennes, permettant ainsi l'activité antibactérienne de la bétalactamine associée. Ils n'ont pas d'activité antibactérienne propre et sont utilisés en association avec des pénicillines, formant des pénicillines protégées comme l'amoxicilline-acide clavulanique.

Les glycopeptides, tels que la Vancomycine et la Teicoplanine, n'agissent que sur les bactéries à Gram positif.

Les polymyxines, comme la colistine, ont un spectre limité aux bacilles à Gram négatif, à l'exception de certaines entérobactéries comme Proteus, Serratia et Providencia, ainsi que sur les Bacteroides. Elles sont peu utilisées en raison de leur faible diffusion tissulaire et de leur toxicité rénale non négligeable.

Les rifamycines comprennent deux molécules principales : la Rifamycine SV, qui a un spectre limité aux bactéries Gram+ et aux cocci Gram-, et la rifampicine, qui est un antibiotique à activité bactéricide à large spectre (sauf P. aeruginosa) et est un anti-tuberculeux majeur. La rifampicine diffuse bien dans l'organisme, mais la sélection rapide de mutants résistants se produit lorsqu'elle est utilisée en monothérapie.

Les antibiotiques agissant sur la synthèse des folates sont les sulfamides et le triméthoprime. Le triméthoprime est un antibiotique à large spectre qui agit en synergie avec le sulfamide, comme dans l'exemple de triméthoprime-sulfaméthoxazole. Cette association permet une bonne diffusion tissulaire.

Les résistances aux antibiotiques reposent sur deux principaux supports génétiques : le chromosome et le plasmide. La résistance par mutation chromosomique est rare et concerne 10 à 20% des cas, tandis que la résistance plasmidique explique 80% des résistances actuelles.

Deux facteurs favorisent la diffusion des souches résistantes :

1. Pression de sélection exercée par l'antibiothérapie : L'utilisation intensive d'un antibiotique augmente le nombre de souches résistantes, car elle favorise les souches résistantes et limite celles sensibles.

2. Résistance plasmidique : Un antibiotique peut sélectionner une souche résistante à plusieurs antibiotiques à la fois, amplifiant ainsi la résistance multirésistante.

La transmission croisée d'une bactérie résistante à l'hôpital se produit lorsque la bactérie est transférée d'un malade à un autre. Les facteurs qui favorisent cette transmission incluent :

• Malades fragilisés par des affections sous-jacentes ou des traitements immunodépresseurs
• Multiplication des portes d'entrée (actes à visée diagnostique ou curative)
• Mauvaise observance des conditions d'hygiène.

L'activité bactériostatique d'un antibiotique est mesurée par la CMI (concentration minimale inhibitrice), tandis que l'activité bactéricide est mesurée par la CMB (concentration minimale bactéricide).

• Bactériostase : Nombre de bactéries viables après contact avec l'antibiotique est inférieur à celui observé sans contact.
• Bactéricidie : Nombre de bactéries après contact est inférieur à celui au temps zéro, indiquant un arrêt de la croissance et une mortalité quantifiable.

Il est nécessaire de recourir aux tests de sensibilité aux antibiotiques dans les situations suivantes :

1. Lorsque le germe responsable ne peut être prédit avec suffisamment de fiabilité.
2. Lorsque la probabilité de résistance acquise est élevée.
   Dans ces cas, les tests de laboratoire aident à choisir ou à réadapter le traitement antibiotique.

Le principe de détection de la bétalactamase repose sur sa capacité à hydrolyser un substrat chromogène, ce qui entraîne un changement de couleur indiquant la présence de bétalactamase.

Les méthodes quantitatives pour mesurer l'activité bactériostatique des ATB incluent :

1. Mesure de la CMI :

   • Utilisation de méthodes par dilution ou par diffusion (Etest).
   • Test de l'ATB à des concentrations croissantes en milieu liquide ou gélosé.
   • La CMI est la plus petite concentration d'ATB qui ne permet pas de culture visible.

2. Technique Etest :

   • Un gradient de concentrations d'ATB est obtenu sur une bandelette plastifiée.
   • La bandelette est déposée sur une gélose ensemencée, et la CMI est lue après incubation.

L'antibiogramme catégorise la souche bactérienne en fonction de sa sensibilité à l'antibiotique testé en utilisant des méthodes qualitatives. Il mesure la CMI par des techniques directes (dilution) ou indirectes (disques) et compare les résultats aux CMI critiques, aboutissant à une interprétation en Sensible (S), Intermédiaire (I) ou Résistant (R).

Une bactérie est dite sensible si la probabilité de succès thérapeutique est acceptable lors d'un traitement par dose habituelle par voie générale.

Une bactérie est dite résistante lorsqu'il existe une forte probabilité d'échec thérapeutique quel que soit le traitement (dose et voie d'administration).

Les souches intermédiaires sont celles pour lesquelles le succès thérapeutique est imprévisible et pourrait être amélioré par des modifications liées à la posologie ou à la voie d'administration.

L'antibiogramme par diffusion est une méthode où le germe étudié est étalé à la surface d'un milieu de culture, et les antibiotiques sont apportés sous forme de disques imprégnés. Après incubation, les diamètres d'inhibition sont mesurés et interprétés en Sensible, Intermédiaire ou Résistant.

Avantages :

• Technique simple, suffisante dans 95 % des cas.
• Permet l'étude de plusieurs antibiotiques à la fois.

Inconvénients :

• Non applicable aux germes exigeants et de culture lente.

La CMB est la plus petite concentration d'antibiotique qui tue 99,9 % des bactéries, ne laissant que 0,1 % de survivants.

• Synergie : effet combiné meilleur que le plus actif
• Antagonisme : effet de l'association inférieur à celui du plus actif

L'efficacité d'un traitement antibiotique peut être vérifiée au laboratoire en contrôlant :

• La stérilisation du foyer infectieux.
• Le dosage des antibiotiques pour s'assurer que le taux d'antibiotique sérique et/ou au niveau du foyer (urines, LCR) est adéquat.

L'antibiotique doit être supérieur à la concentration bactéricide et inférieur au seuil toxique.

On utilise le liquide biologique ciblé (LCR, sang) pour étudier l'activité bactériostatique et bactéricide sur la bactérie responsable de l'infection. Plusieurs dilutions (1/2, 1/4, 1/16, ...) sont préparées et testées.

• Activité bactériostatique : dernière dilution sans culture visible.
• Dilution bactéricide : dernière dilution avec 0.01% de survivants.

La surveillance régulière des résistances bactériennes permet de rationaliser les traitements antibiotiques et de standardiser les traitements en publiant les résultats régulièrement.

Les antiseptiques sont des substances ou préparations chimiques qui ont la propriété de :

1. Détruire les germes déjà présents (bactéricide, virucide, fongicide, sporicide)
2. Arrêter leur développement (bactériostatique, virustatique, fongistatique)
3. Ne pas altérer les tissus sur lesquels elles sont appliquées (tolérance).

Les antiseptiques sont des agents chimiques non-utilisables par voie générale en raison de leur forte toxicité et de leur action sélective sur les cellules procaryotes, tandis que les désinfectants sont généralement utilisés pour détruire les germes sur des surfaces inanimées.

L'antisepsie est le résultat momentané au niveau des tissus vivants suite à l'application d'un antiseptique, limité aux micro-organismes et/ou virus présents au moment de l'opération.

À partir de 1970, l'AFNOR (Association française de normalisation) a élaboré des protocoles normalisés d'étude qui ont permis une meilleure connaissance des propriétés antimicrobiennes des antiseptiques et désinfectants.

• 1774 : Découverte du chlore
• 1789 : Berthollet découvre l'eau de Javel
• 1929 : Lugol travaille sur la teinture d'iode
• 1985 : Introduction d'une note pro pharmacopée sur les préparations antiseptiques en France.

L'asepsie est l'ensemble des mesures visant à empêcher tout apport exogène de micro-organismes.

L'antisepsie est réservée au traitement d'une infection constituée, tandis que la désinfection vise à prévenir une infection.

Les désinfectants peuvent être bactéricides, virucides, sporicides (détruisent les germes) ou bactériostatiques, virustatiques, fongistatiques (arrêtent leur développement).

Les antiseptiques peuvent inhiber la croissance des micro-organismes (bactériostase, fongistase, virustase) ou avoir une action létale (bactéricidie, fongicidie, virucidie, sporicidie).

La rémanence désigne l'effet anti-microbien de l'antiseptique qui persiste sur la peau.

Les antiseptiques agissent principalement par :

1. Altération de la membrane
2. Oxydation et dénaturation des protéines

Ces actions nécessitent que les antiseptiques traversent la paroi cellulaire pour exercer leur effet.

Les mycobactéries possèdent une membrane externe très épaisse, ce qui rend plus difficile le passage des antiseptiques par rapport aux bactéries à Gram négatif, qui ont une paroi cellulaire moins épaisse.

La fréquence des résistances acquises aux antiseptiques est nettement inférieure à celle des résistances acquises aux antibiotiques, ce qui souligne l'importance de respecter les conditions d'utilisation des antiseptiques pour éviter l'émergence de germes résistants.

Les quatre facteurs à considérer lors du choix d'un antiseptique sont :

1. L'effet rapide sur les germes
2. Non-neutralisation immédiate par des protéines, savons ou détergents
3. Non-agression sur la peau
4. Stabilité de l'antiseptique