Essaimage








télécharger 429.21 Kb.
titreEssaimage
page1/4
date de publication01.04.2017
taille429.21 Kb.
typeEssai
b.21-bal.com > histoire > Essai
  1   2   3   4
Microbiologie générale


  1. Introduction

    1. La microbiologie

      1. références

      2. objectifs

      3. définitions

      4. les bactéries vs l’homme sur la terre

    2. La relation microbe-hôte

    3. Abrégé d’histoire

  2. les maladies infectieuses

    1. Eléments d’épidémiologie

      1. transmission

      2. mortalité

      3. modifications séculaires d’incidence

      4. infections émergentes et ré-émergentes

    2. Les infections nosocomiales

  3. les bactéries

    1. Cellule

      1. cellules pro- eucaryotes

      2. structure cellulaire

        • forme

        • nucléoïde

        • cytoplasme

        • membrane plasmique

        • paroi

        • capsule

        • glycocalyx

        • couche S

        • flagelles

        • fimbriae

        • pili

      3. mobilité

      4. vie pluricellulaire :

        • quorum sensing,

        • biofilm

      5. différenciation cellulaire

        • essaimage

        • sporogénèse -endospores

    2. Croissance

      1. Division bactérienne, courbe de croissance

      2. Conditions de croissance

      3. Métabolisme

      4. Cycle cellulaire

      5. Cultures bactériennes

      6. Mesure de la croissance

    3. Génétique

      1. Généralités

      2. Variations bactériennes

        • Variations phénotypiques

        • Variations génotypiques

      3. Modifications de l’ADN, variations génotypiques

        • mutations

        • recombinaisons/transpositions

        • transferts de gènes

            1. transformation

            2. conjugaison

            3. plasmides

            4. transposons

            5. intégrons

            6. bactériophages, transduction




  1. la relation bactérie-hôte

    1. bactéries pathogènes / bactéries opportunistes

    2. facteurs de défense contre les bactéries

      1. les barrières

      2. immunité innée, réponse inflammatoire

    3. facteurs de résistance des bactéries aux défenses de l’hôte

    4. facteurs de pathogénicité des bactéries

      1. généralités

      2. colonisation

      3. invasion

      4. expression du pouvoir pathogène

        • exotoxines

        • endotoxine et hyperstimulation de la réponse inflammatoire

        • Inflammation au niveau de la porte d'entrée secondaire à la multiplication bactérienne

        • Dissémination des microorganismes à partir de la porte d'entrée




  1. les agents antibactériens

    1. principes généraux

      1. définitions

      2. concepts théoriques

      3. activité des antibactériens

      4. cibles des antibactériens

      5. résistance bactérienne

      6. efficacité in vitro des antibiotiques, antibiogramme

        • CMI/CMB

        • antibiogramme par diffusion

        • E-Test

      7. efficacité des antibactériens

        • pharmacocinétique

        • pharmacodynamique

    2. les familles d’antibiotiques

      1. inhibiteurs de la paroi

        • -lactamines

        • glycopeptides

      2. Inhibiteurs des synthèses protéiques

        • macrolides

        • lincosamines

        • aminoglycosides

        • tétracyclines

      3. Inhibiteurs des acides nucléiques

        • F-quinolones

        • rifamycines

        • nitro-imidazoles

      4. Antimétabolites

      5. Antituberculeux

      6. Nouveaux antibiotiques

  2. les virus

    1. historique

    2. définitions

    3. structure virale

      1. le génome

      2. la capside

      3. l’enveloppe

      4. classification

    4. biologie, multiplication

      1. reconnaissance, attachement

      2. évolution des infections virales

      3. pénétration, entrée

      4. décapsidation

      5. multiplication

        • virus à ADN

        • virus à ARN

      6. voyage des proteines de structure

      7. assemblage, maturation

      8. libération

    5. conséquences des infections virales

    6. interférons

    7. cancerogénèse

    8. techniques de laboratoire

      1. cultures de virus

      2. microscopie électronique

      3. techniques de biologie moléculaire

      4. détection d’antigènes

      5. détection d’anticorps

    9. agents antiviraux

  3. stérilisation



1. Introduction
A. La microbiologie
Objectifs du cours


  • les caractères des micro-organismes (µo)

  • les relations hôte-µo

  • comment identifier les µo

  • comment protéger l’hôte contre les µo agressifs


Microbiologie: définition


  • Etude des micro-organismes = bactériologie + virologie + mycologie + protozoologie + helminthologie + prions

  • les microbiologies:

  • industrielle,

  • alimentaire,

  • de la terre,

  • bio-terrorisme,

  • Médicale


Microbiologie Médicale ou clinique :


  • micro-organismes + Hôte = Maladie Infectieuse: parfois vrai, le plus souvent faux.

  • micro-organismes + Hôte = Relation complexe dont le résultat dépend des caractères des 2 intervenants et des circonstances de leur rencontre


Différenciation des micro-organismes :
Selon le mode de vie:

  • macro ou micro-parasites

  • extra ou intra-cellulaires

Selon la structure

  • acellulaires: virus, prions

  • cellulaires:

  • procaryotes: bactéries

  • eucaryotes: champignons, protozoaires




Microbiologie : quelle histoire :
Liée à l’histoire du microscope

  • 1673, van Leeuwenhoek, visualisation de µo.

  • 1861, Pasteur, la génération spontanée n ’existe pas.

  • 1876, Koch, B. anthracis provoque le charbon.

  • 1884, postulat de Koch et coloration Gram

  1. Le µo doit toujours se retrouver dans des animaux présentant la même maladie mais pas dans les animaux sains.

  2. Le µo doit être isolé d’un animal et mis en culture dans un environnement pur.

  3. Le µo isolé doit causer la maladie d’origine quand il est inoculé à un animal susceptible.

  4. Le µo peut-être ré-isolé de l’animal infecté par l’expérience.


2. Les maladies infectieuses
Les maladies infectieuses : la situation actuelle :
1. Mode de transmission des µo:


  • Réservoir = homme, animaux, environnement, aliment, eau, air, …

  • Sites d’entrée = peau, conjonctives, oro-pharynx, voies respiratoires, muqueuses,… =>par contact direct ou agent intermédiaire :

Vecteur : animaux, insecte, homme

Véhicule : eau, aliment, instruments
2. Principales causes de mortalité dans le monde :

Mortalité globale 57,03

Affections cardio-vasculaires 16.7

Maladies infectieuses 10,9

Cancers 7,25

Maladies respiratoires 3,7

Mortalité périnatale 2,46

* OMS, exprimée en millions, pour 2002

3. Principales causes infectieuses de mortalité dans le monde :

Infections respiratoires 3,96

SIDA 2,78

Maladies diarrhéiques 1,79

Tuberculose 1,56

Paludisme 1,27

*OMS, exprimée en millions, pour 2002
4. Modifications de l’incidence de maladies infectieuses:
Diminution de la sensibilité de l’hôte: Meilleure nutrition

Antibiotiques

Vaccination

Diminution de la transmission : Qualité des habitations et de l’environnement

Vaccination

Assainissement du milieu

Sécurité alimentaire et de l’eau

Augmentation de la vulnérabilité de l’hôte : Changement démogr/comportement

Pauvreté

Malnutrition

Augmentation de la transmission : Adaptation microbienne ou vectorielle

Voyages internationaux

Nouvelles technologies

Changements environnementaux
5. Infections nocosomiales :


  • Ventilation artificielle, sonde, cathéter, matériel étranger => flore commensale

  • patients immuno-déprimés => germes opportunistes

  • pression antibiotique => germes multi-résistants


3. Les bactéries
A. Cellules
Cellules eucaryotes  Cellules procaryotes


  • Chromosomes multiples, dans une membrane nucléaire, nucléole

  • ADN associé à histones

  • paroi: rare, simple

  • mitochondries, reticulum endoplasmique,…

  • 2 types de ribosomes

  • membrane plasmique: glucides et stérols

  • cytosquelette

  • si flagelles, complexes

  • taille: 10-100µm 

  • division: mitose

  • méiose




  • chromosome unique, pas de membrane nucléaire ni nucléole




  • structure ADN simple

  • paroi: complexe, peptidoglycane

  • organites absents




  • 1 type de ribosome

  • membrane plasmique: pas glucides, ni stérols

  • pas de cytosquelette

  • si flagelles, simples

  • taille: 0,2-2 µm 

  • division: scissiparité

  • absence de méiose



Cellule bactérienne :


  • Formes: coques, bacilles (parfois ramifiés), incurvés (vibrions, spirilles)

  • Taille: 0,2 à 250 µm (1-10 µm)

  • Associations: chaînette, paire, amas

  • Structure: ultrastructure et composition très variable


Structure cellulaire bactérienne :


  • Nucléoïde ~ chromosome:

le plus souvent unique et circulaire:

boucle d’ADN bicaténaire repliée super-enroulée, avec une zone centrale condensée -gènes inactifs- et zones périphériques formées de boucles d’ADN -gènes actifs recouverts de polysomes-

  • Cytoplasme

eau, ribosomes, ions, enzymes, déchets, plasmides

  • Ribosomes

0,025 µm , ARN + 30% de protéines,

50S + 30S (70S),

Sous forme de polysomes

ARNr : séquence stable, spécifique d’espèce

  • Granules de réserve

Poly-B-hydroxybutyrate

Polyphosphate (granules métachromatiques)

  • Membrane plasmique

barrière hydrophobe et osmotique limitant le cytoplasme

double couche (7-8 nm) P-lipidique fluide associée à des protéines: enzymes (perméases) + systèmes transporteurs +systèmes convertisseurs d’énergie + protéines réceptrices

  • Paroi

Enveloppe semi-rigide

  • Forme de la bactérie

  • protection mécanique et osmotique

  • tamis moléculaire

  • régulation de l’accès à la cellule

  • coloration de Gram

Composition commune: réseau de peptidoglycane.

Toutes les bactéries possèdent une paroi sauf les mycoplasmes

  • Périplasme :

Espace entre membrane plasmique et: membrane externe (BGN) ou paroi (BGP)

  • Capsule:

  • Présente chez certaines bactéries, inconstante

  • Fixée à la paroi, couche régulière composée de polysaccharides acides (sucres sous fome d’acides uroniques -ex, acide galacturonique- ou sous forme de sucres phosphorés)

  • Rôle:facteur déterminant de pathogénicité: résistance à la phagocytose et à la dessiccation, barrière, réserve nutritive, adhésion

  • Typage intraspécifique par immunsérum

  • Mise en évidence par coloration négative

  • Polymères capsulaires purifiés: base de certains vaccins

  • Ag solubles pour diagnostic




  • Microcapsule

  • Glycocalyx:

polymère visqueux à l’extérieur de la paroi (polysaccharides ou polypeptides ou les 2)

il peut former un feutrage englobant de nombreuses bactéries –micro-colonies- pour former un bio film : les biofilms permettent l’adhésion des bactéries à des supports solides (dents) ou cellulaires (voies respiratoires), ils protègent les bactéries de la dessiccation et des produits biocides et incluent des substances nutritives

  • Couches S: sous-unités protéiques répétitives en carré ou en hexagone couvrant la membrane externe (BGN) ou le peptido glycane (BGP)

  • Flagelles

organe de mobilité hélicoïdal, tresse de 11 fibrilles faits de flagelline,

filament, crochet, corps basal

spirochètes:flagelles périplasmiques

  • Fimbriae

1 x 0,01 µm, constitués de sous-unités protéiques identiques

quelques uns à plusieurs centaines

facteurs d’adhésion

  • Pili

structures protéiques allongées de taille et de forme variées, uniques ou peu nombreuses assure le transfert d’ADN par conjugaison
Peptidoglicanes
Structure tridimensionnelle (rôle des PBP)

Hétéropolymère fait de grandes chaînes de glycane (alternance de N-acétylglucosamine et d’acide N-acétyl muranique) associées par des ponts peptidiques courts = macromolécule réticulée tridimensionnelle
Coloration Gram :
Il est possible de colorer les bactéries différemment. Après avoir mis un solvant organique,

certaines, bactéries = violettes et d’autres transparentes après rinçage.

Ajout de Safranine pour que les transparentes deviennent rouges.

Violette = gram + (répond positivement au coloration gram)

Rouge = gram -
Paroi cellulaire :


B. Gram positives

épaisse, 30-100 nm

aspect uniforme

40 à 80 % de peptidoglycane multicouche
acides teichoïques, HC

B. Gram négatives

mince, 20-30 nm

feuilletée

1 à 10 % de peptidoglycane monocouche

(gel périplasmique)

périplasme

couche ext.: membrane externe


Acides technoïdes :


  • ils n'existent que dans les Gram +, ils sont liés de manière covalente au peptidoglycane ou aux lipides de la membrane plasmique (ac. lipoteichoïques);

  • ils régulent l'activité d'amidases et de glycosidases qui participent à la synthèse cellulaire comme autolysines;

  • ils joueraient un rôle dans le transport du Mg, dans la résistance de certaines bactéries au lysozyme, dans la captation de fragments d'ADN dans l'environnement;

  • comme ils atteignent la surface du peptidoglycane et qu'ils sont chargés négativement, ils donnent une charge négative aux BGP;

  • ils maintiennent la structure de la paroi;

  • ils participent à l'adhésivité,

  • ce sont des antigènes de surface importants;

  • comme les lipopolysaccharides des BGN, mais moins efficacement, ils sont capables d'activer le largage des médiateurs de l'inflammation et d'induire un choc septique


Membrane externe :
Bicouche lipidique contenant des protéines:

phospholipides internes/lipopolysaccharides externes:

  • Partie proximale insérée dans la membrane externe: glycolipide -lipide A- = endotoxine

  • oligosaccharide basal = core

  • chaînes externes -chaînes spécifiques O- d’oligosaccharides linéaires ou ramifiés s’étendant dans le milieu externe

Protéines (50% de la masse):

  • lipoprotéines de Braun: lien covalent avec PG

  • porines: association de 3 molécules en pores transmembranaire

  • protéines de transport et de captation (fer, facteur de croissance)

Rôle: contact avec l’environnement et protection :

  • protection contre la phagocytose (par LPS et chaînes polysaccharidiques chargées négativement),

  • exclusion de composés hydrophobes et de composés de haut poids moléculaire,

  • protection contre des changement brutaux de pression osmotique dans le milieu extérieur,

  • variation dans le système antigénique qui est perçu par le système immunitaire de l’hôte,

  • ancrage des adhésine, fimbriae et capsules …


Mobilité bactérienne :


  • Flagelles

  • rotation du flagelle sur son corps basal

  • mouvements de «nage-culbute»

  • mouvements en vis des spirochètes

  • Mobilité non-flagellaire

  • glissement

  • mobilité saccadée

  • en intracel: actine

  • Chimiotactisme


Vie pluricellulaire des bactéries


  • Quorum sensing : échanges de signaux chimiques (quoromone) entre bactéries permettant des comportements différenciés.

Pouvoir pathogène, flagelles, transfert de plamides

  • Biofilm

  • Différenciation cellulaire


Définition d’un biofilm :


  • Un biofilm est une communauté de microorganismes (bactéries, champignons etc.) adhérant entre eux, fixée à une surface ( bactéries dites sessiles) , et caractérisée par la sécrétion d'une matrice adhésive et protectrice.

  • Ils sont naturellement résistants aux antibiotiques

  • Ils sont à l’origine de nombreuses infections chroniques


Les biofilms :


  • Le mode de vie en biofilm est l'une des deux modalités de vie des organismes unicellulaires,

  • ce serait le mode de vie naturel de la plupart des microorganismes, notamment en milieu hostile

  • L'autre mode de vie est la flottaison libre de type dit «planctoniques» dans un milieu liquide.

  • La structure et la physiologie du biofilm donne aux bactéries ce que l’organisation tissulaire apporte aux cellules des êtres supérieurs.

  • Un aspects majeurs des biofilms est le changements dans les phénotypes correspondant au changement du mode de vie de «planctonique et individuel», à celui de «fixé et communautaire».

  • Des groupes de gènes (>103 ) changent leurs mécanismes d'activation pour assurer cette permutation de style de vie (en quelques minutes).

  • L'environnement particulier du biofilm permet (ou oblige) les bactéries à coopérer ensemble ce qui n’est pas le cas dans un environnement libre.

  • Les bactéries vivant dans un biofilm ont des propriétés très différentes de celles des bactéries isolées de la même espèce.




¨

Protection des bactéries dans un biofilm :


  • Protection passive : La matrice protège physiquement les bactéries contre l'entrée des agents antimicrobiens, les détergents et les antibiotiques.

  • Protection métabolique : les bactéries entourées de biofilm sont moins actives métaboliquement, donc moins réceptives aux agents antimicrobiens

  • Protection active : La résistance de P. aeruginosa aux antibiotiques a été attribuée à des pompes d’efflux du biofilm expulsant activement les composants antimicrobiens.

  • Protection génétique : lors de leur implantation dans un biofilm l'expression génétique des bactéries peut être est modifiée. L’environnement du biofilm est propice aux échanges de matériel génétique et permet le transfert de caractères de résistance.


Différentiation bactérienne :


  • Essaimage:

      • certaines bactéries (Proteus, Serratia) sont capables de produire des cellules migratrices

  • Cellules quiescentes:

  • production de formes jouant un rôle de dissémination ou de survie: ex., les endospores


Sporogenèse :



Endospores :


  • Bactéries à Gram + (Bacillus, Clostridium): endospores = cellules « dormantes » résistantes

  • Sporulation (6-8h) en cas d’environnement hostile

  • Caractères: déshydratées, thermorésistantes, volatiles, résistance aux rayons et aux biocides

  • Composants: acide dipicolinique, ions Ca, ADN, ARN, ribosomes, enzymes

  • Germination lors de conditions favorables

  • Croissance bactérienne : Division bactérienne: la bactérie grandit puis se divise en 2 cellules filles identiques (fission binaire) séparé par un septum formé par la paroi

  • Croissance bactérienne : accroissement des composants de la bactérie =>division => augmentation du nombre de bactéries



B. Croissance
Courbe de croissance en milieu liquide fermé :

Conditions de croissance :


  • t°: mésophiles*

  • pH: 7*

  • Pression osmotique: bactéries osmotolérantes

  • Présence de sels: bactéries halophiles

  • oxygène: aérobies, anaérobies facultatifs, aérobies facultatifs, anaérobies strictes, microaérophiles

  • CO2: capnophiles

  • substances nutritives: C,N,P,S,…hétérotrophes*

  • énergie: chimiotrophes*

  • Oligoéléments, facteurs organiques de croissance

  • eau: 80% de la cellule

  • adaptations possibles par l’(a) (dés-) activation de gènes


Métabolisme : l’énergie :


  • Besoins d’énergie:

voies métaboliques

locomotion

absorption

  • Origine de l’énergie (bactéries pathogènes)

composés organiques: bactéries chimio-organotrophes

  • Processus convertisseurs d’énergie

Fermentation:

métabolisation du substrat sans intervention d’agent oxydant exogène: dégradation incomplète du glucose et formation de composés organiques (acides)

Respiration – oxydation

Dégradation du glucose par le cycle de Krebs, accpeteur final d’électrons: oxygène

Métabolisme : le carbone :


  • Bactéries autotrophes: CO2 = source de C

  • Bactéries «médicales»: hétérotrophes, besoin de composés carbonés complexes provenant d’autres organismes


Les bactéries en fonction de leur rapport avec l’oxygène :
1. B. aérobies strictes: ne se développent qu'en présence d'air

source d'énergie: respiration.

L'oxygène moléculaire, ultime accepteur d'électron, est réduit en eau (Pseudomonas, Acinetobacter, Neisseria)
2. B. microaérophiles se développent mieux ou exclusivement lorsque la pression partielle d'oxygène est inférieure à celle de l'air (Campylobacter, Mycobacteriaceae).
3. B. aéro-anaérobies facultatives se développent avec ou sans air.

= majorité des bactéries rencontrées en pathologie médicale entérobactéries (Escherichia, Salmonella), streptocoques, staphylocoques.

L'énergie provient de l'oxydation des substrats et de la voie fermentaire.
4. Les bactéries anaérobies strictes ne se développent qu'en absence totale ou presque d'oxygène qui est le plus souvent toxique. Ces bactéries doivent se cultiver sous atmosphère réductrice. La totalité de l'énergie est produite par fermentation.

bactéries intestinales (Bacteroides, Fusobacterium, Clostridium) et bactéries présentes dans les flores normales de l'organisme.

Bactérie anaérobie :

En présence d’oxygène, formation de radicaux superoxydes qu’elles ne peuvent pas détruire faute de superoyde dismutase, catalase ou peroxydase
Cycle cellulaire :


  • Dimensions de la cellule: à vitesse constante de croissance, la cellule augmente en longueur

  • Synthèse de l’enveloppe cellulaire : processus continu avec accumulation de peptidoglycane aux pôles

  • Réplication du chromosome

  • Séparation des copies par topoisomérases et condensation en nucléoïdes par lien protéique

  • Formation d’un septum

  • Séparation, parfois association


Définitions :


  • culture = milieu + bactéries bactéries en croissance (ou ayant crû)

  • incubation = maintien d’une culture à t° définie pour assurer sa croissance

  • inoculation = addition de bactéries à un milieu de croissance

  • temps de génération = temps de doublement d’une population bactérienne


Milieux de cultures :


  • Milieux solides

  • => formation de colonies => isolement des bactéries

  • support: gélose = solution liquide gélifiée avec 1,5 % d’agar

  • milieux sélectifs

  • milieux d’enrichissement

  • milieux enrichis

  • milieux différentiels

  • milieux de transport

  • Milieux liquides: bouillon

  • => apparition de «trouble», parfois grains, pellicule

  • milieux d’enrichissement

  • milieux d’identification


Mesure de la croissance bactérienne :


  • Comptage des cellules

compte total: en cellules, sur filtre

compte de cellules viables: par étalement , par colorant

  • néphélomètrie

mesure de la diffraction d’un rayon lumineux

  • absorbtion ou rejet de substances

  • augmentation de la biomasse


Adaptatibilité des bactéries :


  • Super reproductrices

  • Génome modulable (éléments variables et mobiles)

  • Multitude (des milliers d’espèces)

  • Ubiquité


Plasticité du génome bactérien :
C’est l’imagination des bactéries pour trouver des solutions à des pressions environnementales de sélection
C. Génétique
Génétique bactérienne :


  • Génétique: Science de la variation et de l'hérédité

  • Croissance bactérienne: reproduction asexuée par scission binaire ou de scissiparité en l'absence de toute recombinaison génétique (pas de zygote).

  • La bactérie est généralement haploïde (1 chromosome).

  • Génétique bactérienne: Les bactéries sont devenues un matériel de choix de l’étude de la génétique à cause de leur division rapide

  • ADN bactérien peut exister sous 3 formes topologiques (superenroulée, relachée, linéaire)

  • Forme linéaire: obtenue par coupure, par ex enzymatique (enzymes de restriction).

  • Les 2 chaines maintenues entre elles (A-T, C-G) par liaisons "hydrogène". Chauffage permet leur séparation en brins monocaténaires = fusion ou dénaturation.

  • Hydrolyse ou restriction : L'ADN double brin peut être coupé par des enzymes de restriction, dénommées endonucléases

  • => Génome bactérien réduit à une série de fragments caractéristiques isolables et mesurables, par ex par électrophorèse en gel d'agarose.

  • Les endonucléases permettent d'établir des profils de restriction  intérêt en épidémiologie


Les variations bactériennes :


  • aspect de la colonie

  • dépigmentation de la culture

  • perte de la capsule (virulence) chez le pneumocoque

  • caractère de fermentation (lactose)

  • acquisition de la résistance à un antibiotique...

  • 2 types de variations: génotypique et phénotypique


Variation phénotypique :

adaptation rapide de l'ensemble de la population bactérienne ayant le même génotype à diverses conditions extérieures, induite, réversible, non transmissible à la descendance mais spécifique. Le mécanisme est en relation avec l'activité ou l'expression des gènes et la découverte de systèmes de régulation
Variation génotypique :

modification du génome bactérien (ADN) par mutation, recombinaison, transfert de gènes,…
Mutations :


  • événement le + souvent silencieux, souvent nocif, parfois favorable = mutation

  • modification

  • Spontanée ou Induite (UV ou produits mutagènes)

  • Discontinue (tout ou rien)

  • Stable (caractère acquis héréditaire)

  • Rare : taux de mutation = probabilité pour une bactérie de muter pendant une unité de temps définie


Modification spécifique - indépendante: la probabilité de subir simultanément deux mutations distinctes = produit des probabilités individuelles de ces mutations.
  1   2   3   4

similaire:

Essaimage icon1 facteurs favorisants de l'essaimage naturel. 1 La souche








Tous droits réservés. Copyright © 2016
contacts
b.21-bal.com