MICROBIOLOGIE Microbiologie Etude des microorganismes ou microbes Invisibles

MICROBIOLOGIE

Microbiologie Etude des micro-organismes ou «microbes» • Invisibles à l’œil nu • Observation au microscope • Bactéries, virus, parasites, champignons • Responsables d’infections

I - Principaux micro-organismes pathogènes

Bactérie • Unité de structure : cellule (1µm) • Procaryote : pas de membrane nucléaire • Présence de systèmes enzymatiques de biosynthèse => autonome • Homme, environnement, animaux…

Virus • 100 fois plus petit qu ’une bactérie • Procaryote • Absence de systèmes enzymatiques de biosynthèse => parasitisme obligatoire

Virus Exemples de virus responsables de pathologies connues - Herpes Simplex Virus (HSV): herpes Virus Varicelle Zona (VZV) Virus de l’immunodéficience humaine (VIH) : SIDA Virus de la grippe Virus de la rougeole Rotavirus : agents des gastro-entérites

Champignon • • Eucaryote : membrane nucléaire Responsable de mycoses Levures (candida) Filamenteux (aspergillus)

Parasite • • Vit au dépens d’un autre organisme Eucaryote Protozoaires (paludisme) Helminthes (taenia)

II – Modes de reproduction des différents micro-organismes

1 - Virus parasitisme intracellulaire obligatoire Nécessite la machinerie enzymatique des cellules pour se reproduire Multiplication, in vitro, sur culture cellulaire

Structure des virus - 1 élément constant : la nucléo-capside • Acide nucléique (ARN ou ADN) : génome • Capside : protection du génome - 1 élément présent chez certains virus seulement : les virus enveloppés • L’enveloppe virale Virus sans enveloppe : virus nu

Multiplication virale 1 - attachement • liaison d’une protéine virale à un récepteur cellulaire 2 – pénétration • entrée du virus dans la cellule 3 – décapsidation • libération de l‘acide nucléique virale dans le cytoplasme de la cellule

Multiplication virale (suite) 4 - réplication • migration de l’acide nucléique viral dans le noyau • « copies en plusieurs exemplaires » du génome viral

Multiplication virale (fin) 5 – assemblage • formation de nouvelles nucléocapsides dans le cytoplasme de la cellule 6 – libération • virus nu : lyse cellulaire • virus enveloppés : bourgeonnement à travers la membrane cellulaire

2 - Parasites Nécessite un ou plusieurs hôte pour effectuer son cycle de reproduction • Protozoaires • Helminthes

Parasite Protozoaires • plasmodium : agent du paludisme • toxoplasme : agent de la toxoplasmose

Cycle de reproduction du plasmodium 1 – chez l’homme • foie : cycle asexué • sang : cycle sexué (gamétocytes) 2 – chez le moustique • Tube digestif : cycle sexué migration de la forme infestante pour l’homme dans les glandes salivaires

Parasite Helminthes • Taenia : agent du « ver solitaire »

Cycle de reproduction du taenia 1 – chez l’animal (vache, porc) • mange de l’herbe contaminée par des fecès d’homme contenant des œufs de taenia embryon dans intestin larve migration vers les muscles 2 – chez l’homme • mange viande mal cuite migration de la larve dans l’intestin attachement et croissance du vers libération des anneaux et des oeufs

Bactérie, Levures Champignons filamenteux • Se multiplient de façon autonome dans la nature • Faciles à cultiver sur des milieux de culture

1 - Bactéries, Levures • multiplication par scissiparité (simple division) pour les bactéries • multiplication par bourgeonnement pour les levures

Champignons filamenteux • reproduction par fabrication de spores pour les champignons filamenteux

III - Anatomie fonctionnelle des bactéries

1 - Morphologie – Forme sphérique : coque ou cocci • Groupés par deux : Méningocoques • Chaînette : Streptocoques • Amas ou grappe de raisin : Staphylocoques – Forme bâtonnet : bacilles Escherichia coli – Forme spirale : spirochètes Tréponèmes : Treponema pallidum (syphilis)

2 – Structure bactérienne Eléments obligatoires • Paroi bactérienne • Membrane cytoplasmique • Cytoplasme et ribosomes • Appareil nucléaire

3 – Paroi bactérienne • Enveloppe rigide • Principal constituant : le peptidoglycane • Deux types de paroi bactérienne – Bactéries à Gram positif – Bactéries à Gram négatif

3 – Paroi bactérienne Coloration de Gram • Permet l’identification des bactéries • Coloration différentielle basée sur la différence de structure de la paroi – Bactéries à Gram positif : violet – Bactéries à Gram négatif : rose

3 – Paroi bactérienne Bactéries à Gram positif • Couche épaisse de peptidoglycane (30 -50 nm) • Bactéries à Gram positif – Cocci : Staphylococcus, Streptococcus – Bacilles : Listeria, Corynebacterium

3 – Paroi bactérienne Bactéries à Gram négatif • Membrane externe – Double couche de phospholipides – Porines : passages de petites molécules – Lipopolysaccharide ou LPS : toxicité • Mince couche de peptidoglycane (3 -5 nm)

Bactéries à Gram négatif (2) • Bactéries à Gram négatif : – Cocci : Neisseria meningitidis – Bacilles : • Entérobactéries : Escherichia coli • Bacille pyocyanique ou Pseudomonas aeruginosa

Cas particuliers • Paroi des mycobactéries – Structure différente (très riche en lipides) – Coloration de Ziehl-Nielsen – Ex : Mycobacterium tuberculosis

Paroi bactérienne et antibiotiques • Cible de nombreux antibiotiques – Bêta-lactamines : Pénicillines – Glycopeptides : vancomycine

4 – Facteurs inconstants de virulence • Capsule – Protection contre les cellules immunitaires qui doivent détruire la bactérie • Pili – Adhérence • Plasmides – Gènes de résistance et/ou de virulence

IV - Physiologie et croissance bactérienne

4 – Nutrition bactérienne • Besoins élémentaires • Eau • Sels minéraux • Oligo-éléments (fer, calcium, zinc. . . ) • Carbone, azote … • Nutriments (glucose) • Besoins spécifiques : • facteurs de croissance

2 – Conditions physico-chimiques de la croissance • Température – Bactéries pathogènes 37°C – Listeria monocytogenes 4°C • p. H – neutre (p. H=7) ou légèrement alcalin (p. H=7, 5) – Lactobacillus (p. H=6, 3 -6, 5)

2 – Conditions physico-chimiques de la croissance • Pression partielle en oxygène – Aérobies stricts : ne peuvent vivre sans air (O 2) • Pseudomonas – Anaérobies stricts : sont tuées en présence d ’air • Clostridium – Aérobies - anaérobies : peuvent pousser en présence ou en absence d ’air • Entérobactéries, staphylocoque

3 – Milieux de culture – Gélose nutritive ordinaire • bactéries non exigeantes • Staphylocoques, Entérobactéries • Bactéries de l’environnement – Gélose enrichie • bactéries exigeantes • Streptocoques, méningocoques. .

Classification • Etude des caractères : – – Morphologiques (cocci, bacilles. . . ) Gram (négatif ou positif) Culturaux (aérobies, anaérobies. . . ) Biochimiques (catalase, oxydase. . . )