Pr Catherine Neuwirth

Laboratoire de Bactériologie

catherine.neuwirth@chu-dijon.fr

Les agents infectieux, l’écologie microbienne

Les mécanismes d’action agents infectieux sur

l’organisme humain

LES AGENTS INFECTIEUX

CLASSIFICATION

INTRODUCTION

On distingue 5 types d’agents infectieux :

• Les bactéries

• Les virus

• Les parasites

• Les champignons

• Les prions=agents infectieux non conventionnels.

Les bactéries

LES BACTERIES SONT DES ORGANISMES

DIFFERENTS DES VIRUS

• Bactéries : procaryotes, pas de « vrai » noyau (eucaryotes ont un noyau)

• BACTERIES VIRUS (acaryotes)

Grandeur 1µm environ 100fois plus petit

Acides nucleiques: ADN + ARN ADN ou ARN

Multiplication par scissiparité multiplication par

toutes les 20 min une cellule hôte

STRUCTURE D’ UNE BACTERIE

- riche en eau

- 1 chromosome, des ribosomes, ARN

(synthèse protéique)

- glycogène (réserve énergétique)

- (un ou plusieurs plasmides ou 0)

Le cytoplasme

Membrane plasmique

barrière sélective

double couche lipidique

protéines enchâssées (contrôle flux d ’entrée et de

sortie de la cellule)

mosaïque fluide

PAROI DES GRAM +

Paroi

Peptidoglycane (Rôle dans la pathogénie)

PAROI DES GRAM-

Peptidoglycane

Espace periplasmique

ME

Les G+ sont violets et les G- sont roses à la coloration de Gram

Lipopolysaccharide (LPS)

SEPSIS+++

Peptidoglyca

ne Espace periplasmique

ME

- Endotoxine thermostable

- Lipide A: ancrage à la membrane externe

- Antigène O: polysaccharide

- Importance dans la physiopathologie des infections graves: choc septique

par réponse inflammatoire de l’hôte, pyrogène

- DL 50 basse

- Contrôle des produits injectables

Propriétés de la capsule

Pili (G-)

• bâtonnet creux situés dans la membrane externe

• adhésion aux cellules

• +++pathogènes

Pili sexuels •plus longs

•impliqués dans le transfert d’ADN (facteur F)

Flagelles

•un ou plusieurs

•mobilité

spores

• Bacillus et Clostridium

• conditions défavorables de survie: spores

• contient: génome, cytoplasme déshydraté+enveloppe

résistante (désinfectants)

• conditions favorables ; germination

• caractéristique d’espèce

• contamination tellurique (charbon, tétanos)

LES COCCI

Diplocoques

Diplocoques encapsulés

Pneumocoques

Cocci en grappe de raisin

Staphylococcus

Diplocoques en « grain de café »

Neisseria

Cocci en chainettes

Streptocoques

Cocci en amas cubique

Sarcine, Microcoque

LES BACILLES

Coccobacille Bacille de taille moyenne

Ex: Escherichia coli

Gros bacille

Ex: Bacillus anthracis

Corynebactéries Bacille fusiforme

Ex: Fusobacterium

Vibrions

Tréponème

Leptospire

Campylobacter

Spirille

Borrelia

LES AUTRES

Atmosphère

1: aérobie strict

2: microaérophile

3: aéro-anaérobie

4: anaérobie strict

Adjonction de CO2: 5%

PRINCIPALES BACTERIES »MEDICALES »

• COCCI GRAM + Streptocoques groupe A,B,C,G,F

Pneumocoque ( Streptococcus pneumoniae)

Staphylocoques

• COCCI GRAM - Méningocoques

Gonocoques

• BACILLES GRAM + Corynebactéries

Listeria

Anaérobies ex : Clostridium

PRINCIPALES BACTERIES « MEDICALES »

• BACILLES GRAM - Brucella

Bordetella

Haemophilus

Salmonella

Shigella

Yersinia

E. coli

Klebsiella

Enterobacter

Serratia

Hafnia

Citrobacter

Proteus

Pseudomonas

Pasteurella

Aeromonas

Anaérobies ex: Bacteroïdes

ENTEROBACTERIES

PRINCIPALES BACTERIES »MEDICALES »

Tréponème syphilis

Leptospires fièvre ictéro-hémorragique

Borrelia maladie de Lyme

Vibrio cholera

Mycoplasma infections génito urinaires ou pulmonaires

Chlamydia infections génito urinaires ou pulmonaire ou trachome

Rickettsia, Coxiella et bactéries apparentées (fièvres accompagnée ou non d’exanthème ex: typhus,fièvre boutonneuse méditerranéenne)

Mycobactérie et BK (Bacille de Koch) tuberculose (BK), infections à

mycobactéries atypiques

Flore cutanée

• 102 à 106/cm2 selon la topographie

• Germes Gram+ potentiellement peu pathogènes

(staphylocoques à coagulase négative, corynébactéries)

• Flore transitoire (TD, rhinopharynx): entérobactéries,

staphylocoque doré, streptocoques, et toute bactérie de

l’environnement

Flore digestive

La plus abondante et la plus importante

Bouche: germes du rhinopharynx (streptocoques+++)

et de la plaque dentaire : 108 par ml de salive

Estomac: flore pauvre (acidité)

Flore colique riche et variée:

1011 à 1012 germes par gramme

(99,9% d’anaérobies dont Bacteroides et Clostridium)

entérobactéries (Escherichia coli, Proteus, Klebsiella, Enterobacter,..)

flore de barrage: les antibiotiques détruisent cette flore

Flore génitale

• Streptocoques (dont groupe B)

• Corynébactéries

• Lactobacille

• Bifidobacterium

• Flore cutanée dans le premier cm de l’urèthre

• Colonisation par la flore digestive fréquente

Flore arbre respiratoire supérieur

• staphylocoque doré (fosses nasales+++)

• streptocoques (dont pneumocoque)

• Haemophilus

• Neisseria (portage parfois de méningocoque)

• corynébactéries

• anaérobies

• bactérie commensale

vit sans causer de préjudice à l’hôte

Différents territoires de notre corps ont des flores particulières (ex: peau,

tube digestif,ORL, génital, ..). Ces flores sont normalement non pathogènes

et utiles ( Effet « barrière ») flore saprophyte # flore commensale

• bactérie pathogène

entraîne une maladie chez tout hôte

Salmonella, Shigella, Brucella, gonocoque, BK,

• bactérie pathogène opportuniste

habituellement inoffensive, pathogène si se retrouve dans pour le

sujet fragile ou si se trouvent dans un site normalement stérile (E. coli et

urines)

Bactéries dangereuses pour le patient et le

personnel

• Salmonella, Shigella: risque de diarrhée. Lavage mains +++

• BK: port de masque dès que suspicion médicale avant

résultats de bactériologie

• Méningocoque; méningite dont la prophylaxie est la

rifampicine et la vaccination. Personnel dans l’ambulance et

qui a été en contact étroit avec le patient.

Bactéries « dangereuses » pour le patient et pas

le personnel: les BMR

Voir cours janvier 2021

• Bactéries multirésistantes aux antibiotiques: danger car peu de

ressources thérapeutiques en cas d’infection

• Pas de risque pour la santé du personnel (femmes enceintes) ni de

son entourage (mucoviscidose, cancéreux) à condition de respecter

les règles élémentaires d’hygiène

• Responsabilité du personnel : mettre tout en œuvre pour éviter la

propagation de ces bactéries résistantes

Les virus

- de très petite taille de l’ordre du nanomètre, observables au microscope électronique.

- parasites intracellulaires obligatoires: cultures sur cellules

- son principe est de détourner à son profit le fonctionnement d’une cellule après l’avoir parasitée

1. structure générale

Génome : 1 seul acide nucléique : ARN : Grippe, HIV, Coronavirus,….

ADN : Herpès, V hépatite B…

Capside : « boîte » protéique, cubique ou hélicoïdale

Enveloppe ou non

1. structure générale

2. parasitisme intra-cellulaire

• Chaque type de virus ne peut infecter qu’une gamme limitée de cellules hôte : notion de spectre d’hôte

• L’identification de la cellule hôte se fait par un mécanisme de type « clé-serrure » entre certaines protéines virales et certaines protéines cellulaires

• Spectre d’hôte large : le virus peut contaminer plusieurs espèces (ex : Virus de la rage)

• Spectre d’hôte étroit : le virus ne peut contaminer qu’une seule espèce (ex : HIV)

• Elargissement spectre: rupture barrière espèce (ex Coronavirus)

• les virus des eucaryotes sont en général propres à un tissu

• grippe et cellules respiratoires,

• HIV et lymphocytes T4.

• Rotavirus et épithélium digestif

• parfois plusieurs tissus: COVID-19 (poumon+++, et nombreux organes)

3. Leur classification

• En fonction du génome, il existe deux grands groupes: – les virus à ARN : hépatite A, rubéole, grippe, COVID-19

Mutations génétiques fréquentes

– les virus à ADN : hépatite B, varicelle, herpès.

• En fonction de l’existence d’une enveloppe ou non

– Virus nus : transmission interhumaine indirecte ou directe (Rotavirus,

hépatite A…).

– Virus enveloppés (un peu plus résistants aux détergents,

chaleur/dessiccation) : transmission interhumaine directe (HIV, virus de

l’hépatite B,virus de l’hépatite C, virus de la Grippe…).

A NOTER

• En milieu hospitalier: grippe, diarrhées,

– Patients et personnel

• Cas des AES

– Hépatite b

– Hépatite C

– VIH

– …..

LES PARASITES

Un parasite : organisme qui vit aux dépens d’un

individu d’une autre espèce dont il peut

altérer la santé .

Le réservoir : élément dans lequel un parasite

se maintient et assure sa survivance.

1.classification des parasites

On distingue deux grandes familles d’endoparasites:

• Les protozoaires : organismes unicellulaires eucaryotes (c’est-à-dire possédant un noyau contrairement aux bactéries qui sont des procaryotes) Leur reproduction est très complexe et peut être sexuée ou non sexuée.

– Plasmodium falciparum (agent du paludisme)

– Toxoplasma gondii (agent de la toxoplasmose)

– Entamoeba histolytica (agent de l’amibiase)

1. classification des parasites

• Les helminthes, pluricellulaires (les vers) :

les nématodes ou némathelminthes : vers ronds, non segmentés

– le trichocéphale (Trichuris trichiura, agent de la trichocéphalose),

– l’oxyure (Enterobius vermicularis),

– l’ascaris (Ascaris lumbricoides responsable de l’ascaridiose)….

les plathelmintes: vers plats

• en trématodes non segmentés (douves, schistosomes…)

et

• en cestodes segmentés (ténias, Echinococcus, …)

Douve du foie

Ténia

Ascaris

Filaire de Médine

1. classification des parasites

Les ectoparasites

= parasites de la peau ou des phanères(cheveux, poils, ongles )

le sarcopte de la gale ( Sarcoptes scabiei )

les poux ( Pediculus capitis et P.humanus )

les morpions ( Phthirus pubis )

Sarcoptes scabiei

LES CHAMPIGNONS

• Les mycoses sont des infections superficielles

(cutanées, muqueuses) ou profondes (organes)

dues à des champignons.

synonyme: « infections fongiques »

Les champignons sont

constitués :

- d’éléments unicellulaires :

levures (ex. : Candida)

- de filaments mycéliens :

dermatophytes, Aspergillus, Pénicillium

1. structure générale

2. La classification

morphologique

1.1 Les champignons filamenteux

• Les moisissures

(Ex: aspergillose : affection opportuniste grave)

• Les dermatophytes se développant dans la

couche cornée de l’épiderme et dans les

phanères (ongles, cheveux, poils)

(Ex: teignes, eczéma marginé au niveau des

plis, onychomycose au niveau des ongles)

1.2 les champignons levuriformes

Il existe de nombreuses espèces de levures, de

forme arrondie

Ex: candida dont l’espèce principale est le

Candida albicans

2. La classification morphologique

3. Facteurs favorisant les

mycoses

• L’humidité, la macération des muqueuses.

• Un terrain fragilisé ou immunodéprimé.

• Les antibiotiques, les immunosuppresseurs

(corticoïdes, antimitotiques).

• Les brûlures étendues ou les rayons X.

LES PRIONS

• Maladies à prions : maladies rares et constamment mortelles touchant

le cerveau et se développant aussi bien chez l’homme que chez l’animal.

• Epidémie d’encéphalopathie spongiforme bovine (ESB) ou

« maladie de la vache folle » au milieu des années 1980 en Grande

Bretagne. Diffusion de la maladie en raison des modifications des

procédés de fabrication des farines servant à nourrir le bétail au début des

années 1980 (diminution des températures de chauffage).

• Maladie de Creutzfeld Jakob : c’est la maladie à prion la plus

connue chez l’Homme.

Le prion

• Le prion

Maladies à prion sont transmissibles : bactérie, virus ????

Mais 1) aucune identification de microorganisme

2) les tissus restent infectieux après traitement par la chaleur ou les rayons UV

Agent infectieux d’une autre nature.

En 1982, S.B Prusiner a émis l’hypothèse que l’agent infectieux était une protéine

Le prion = protéine dont la séquence en acides aminés est identique à celle d'une protéine normale, présente chez tous les mammifères : la protéine PrPc. C’est un constituant des membranes cellulaires, des neurones en particulier.

1. structure générale

• Le prion, forme pathogène : PrPsc,

(scrapie) a des propriétés anormales :

– présente une conformation spatiale différente.

– n’est pas détruite par les enzymes qui digèrent la forme normale.

– s’accumule dans le cerveau des patients formant des dépôts.

Prusiner (Nobel 1997) : Une molécule de PrPsc peut convertir des

molécules de PrPc d’une forme normale vers une forme anormale qui

peuvent à leur tour convertir d’autres protéines normales vers des formes

anormales… phénomène en cascade.

1. structure générale

• Le prion : Caractéristiques physico chimiques étonnantes !

– Résiste à formol 10%, glutaraldéhyde, pH acide, uv, nucléases…

– Inactivé par :

• autoclavage à 134°C 18 mn

• Soude 1N 1 heure à 20°C

• Eau de javel 1 heure à 20°C.

Conséquences sur la prise en charge du matériel médical

2. Caractéristiques

Les agents infectieux

et mécanismes d’action sur

l’organisme humain

• Relation hôte-agent infectieux

• Modes de transmission des agents infectieux

• Les facteurs de sensibilité

• La notion de résistance

Relation hôte-bactérie

généralités

• Bactéries commensales, pathogènes, ou

pathogènes opportunistes

• Colonisation: implantation de la bactérie sans

causer de maladie (porteur sain). Pas d’ATB!!!

• Infection: implantation de la bactérie ET

maladie

Origine du microorganisme responsable de l’infection

Endogène

• avec les bactéries commensales le plus souvent

• E. coli et infection urinaire

• staphylocoque doré et infection de plaie

Exogène

• Microorganisme en provenance de « l’AUTRE » (homme, environnement, animal)

Relation hôte-agent pathogène

différentes voies de transmission

Directe contact direct avec individu infecté

– cutanéomuqueuse: infection sexuellement

transmissibles (gonocoque, hep B, syphilis),

gale, poux

– goutelettes: BK, méningocoque, grippe, COVID

– materno-foetale: streptocoque B, Listeria, VIH,

Toxoplasma

– morsure (Pasteurella, toutes bactéries de la

bouche du mordeur et de l la peau du mordu)

Relation hôte-agent pathogène

différentes voies de transmission

Indirecte Existence d’un intermédiaire

-objet: aiguille+++, stéthoscope, surfaces, peigne

-eau: salmonelles, choléra, légionelles (aérosols)

-aliment contaminé: Listeria, salmonelles,

- MAINS: toutes les bactéries

Relation hôte-agent pathogène

différentes étapes pour l’agent infectieux

• adhésion sur sa cible

• multiplication

• diffusion

• sécrétion parfois de toxines (ex tétanos)

• érédication ou persistance de l’agent

infectieux

(échec du système immunitaire)

Relation hôte-bactérie

défenses de la bactérie

• Capsule

• Biofilm (poumon++, matériel implanté)

• Résistance aux antibiotiques

Relation hôte-agent pathogène

défenses de l’hôte

• moyens anatomiques: peau, secrétions

bronchiques, cils bronchiques, pH gastrique, flore

vaginale, mécanique (vessie,yeux, bronches,…)

• système immunitaire: anticorps, lymphocytes,

polynucléaires, macrophage

• problème quand moyens anatomiques lésés ou

immunité déficiente (Kc, VIH/LcT4, corticoïdes, âges

extrêmes, brûlures)

La réponse immunitaire: humorale

défenses de l’hôte

• assurée par anticorps sériques spécifiques

(IgG, IgA, IgM,..) produits par les lymphocytes B

• certains LcB ont de la mémoire

• certains LcB sont activés par des LcT

• anticorps: naturels ou vaccination

La réponse immunitaire: cellulaire

défenses de l’hôte

• assurée par les lymphocytes T

• les LcT cytotoxiques identifient les cellules infectées ayant à

leur surface des antigènes viraux et les tuent

• les LcT « helper » (auxilliaires) sont une aide des autres

fonctions lymphocytaires

Conclusions

• Nous sommes entourés et peuplés de

microorganismes

• Pouvoir pathogène augmenté chez

l’immunodéprimé

• Déséquilibrage des flores par les antibiotiques

• Rôle de la transmission interhumaine par les

mains