Caractères antigéniques et facteurs de virulence

Télécharger le fichier pdf d’un mémoire de fin d’études

Genre Salmonella

Taxonomie et caractères généraux

Découvert par Théobald Smith (1859-1934) en 1885, le genre Salmonella a été nommé ainsi en l’honneur du Docteur américain Daniel Elmer Salmon (1850-1914). C’est un bacille à coloration de Gram négatif, appartenant à la famille des Enterobacteriacae. Ce genre comporte 2 espèces : Salmonella enterica et Salmonella bongori ; l’espèce S. enterica est elle-même divisée en 6 sous-espèces (enterica, salamae, arizonae, diarizonae, houteanae et indica) (Tindall et al., 2005) sur la base de critères phénotypiques. La sérologie, basée sur la caractérisation des antigènes somatiques (O) et flagellaires (H), voire de l’enveloppe (Vi), permet le classement des sous-espèces en sérovars ; ceux appartenant à la sous-espèce enterica sont affectés d’un nom, correspondant fréquemment à un lieu géographique, les autres sont désignés par leur formule antigénique (Reeves et al., 1989 ; Popoff et al., 2004) dont les sérovars sont régulièrement rencontrés chez l’homme, dans les produits agricoles et dans les aliments. Certaines souches habituellement mobiles peuvent à l’isolement se présenter sous forme immobile (Brenner, 1981). La classification taxonomique de Salmonella typhi se présente comme suit (Kim, 2004) :
Règne : Bacteria ; Embranchement : Proteobacteria ;
Classe : Gamma Proteobacteria ;
Ordre : Enterobacteriales ;
Famille : Enterobacteriaceae ;
Genre : Salmonella ; Espèce : Salmonelle enterica enterica ; Sérotype : typhi
Les colonies mesurent en général 1,5 à 3 mm de diamètre après 24 heures d’incubation à 37°C et apparaissent lors de l’isolement sous forme Smooth (S). Cependant on observe des colonies naines avec des sérotypes pathogènes pour les animaux (Salmonella abortus ovis, Salmonella typhi suis) et exceptionnellement avec des sérotypes pathogènes pour l’homme (Carbonnelle, 1987). Toutes les souches de Salmonella sont potentiellement pathogènes pour l’homme mais certains sérotypes sont particulièrement dangereuses, causant un syndrome typhoïde ; il s’agit de Salmonella typhi, Salmonella paratyphi A, Salmonella paratyphi C et Salmonella sendai (ICMSF, 2005; D’Aoust, 2001; NRC SS, 2006).

Caractères biochimiques et culturaux

Le genre Salmonella regroupe les bacilles à Gram négatif de 2 à 3 μm de longueur et de 0,6 à 0,8 μm de large. Les salmonelles se présentent sous la forme de petits bâtonnets rectilignes (Figure 1), droits, acapsulés et asporulés. Ils sont mobiles grâce à des ciliatures péritriches (Thiaw, 1998).
Les salmonelles se cultivent sur des milieux ordinaires à base d’extraits de viande entre 7°C à 45°C avec un optimum de 37°C et un pH de 4,1 à 9,0. Dans les études sur les Salmonella, les principaux milieux utilisés ainsi que les caractéristiques des colonies sont selon Christopher et al., (2002) :
– Gélose au sang : Colonies blanches non hémolytiques
– Hektoen : Colonies vertes transparentes au centre noir sauf pour Salmonella paratyphi A dont les centres ne sont pas noirs.
– Mc Conkey : Colonies lactose négatif.
– DCL (DesoxyCholate Citrate) : Colonies lactose négatif au centre noir sauf Salmonella paratyphi A dont les centres ne sont pas noirs.
– XLD (Xylose-Lysine-Desoxycholate) : Colonies transparentes rouges au centre noir sauf Salmonella paratyphi A dont les centres ne sont pas noirs.
– SS (Salmonella-Shigella) : Colonies lactose négatif au centre noir sauf Salmonella paratyphi A dont les centres ne sont pas noirs.
– Sulfite de Bismuth : Colonies noires.
La majorité des sérotypes de Salmonella sont prototrophes, c’est-à-dire qu’elles sont capable de proliférer dans un milieu de base (milieu minimum) sans nécessiter la présence de facteurs de croissance particuliers. Ces bactéries synthétisent elles-même les substances nécessaires à sa prolifération. Cependant, quelques sérotypes présentant une spécificité d’hôtes tels que S. gallinarum, typhi ou paratyphi A sont auxotrophes. L’auxotrophie est l’incapacité d’un organisme vivant de synthétiser un composé organique nécessaire à son développement.
À un pH voisin de la neutralité et à une température optimale de croissance de 37°C, les colonies du genre Salmonella sont généralement rondes, lisses à bords réguliers. Après repiquage en bouillon, elles donnent des cultures homogènes mais il arrive exceptionnellement que des cultures de salmonelles soient isolées sous forme rugueuse (Rosselin, 2011). Outre les caractéristiques des Entérobactéries, les caractéristiques
biochimiques générales de la plupart des sérotypes isolés chez l’homme et les animaux à sang chaud sont les suivantes (Pilet et al., 1979 ; Korsak et al., 2004) :
• Aéro-anaérobies facultatifs, oxydase -, nitrate réductase +, fermentation du glucose,
• lactose -, H2S +, Uréase -, lysine décarboxylase +, utilisant la voie des acides mixtes,
• indole-, ne possédant pas la béta-galactosidase.

Caractères antigéniques et facteurs de virulence

Les salmonelles possèdent 3 types d’antigènes d’intérêt diagnostic : – Antigènes somatiques (AgO) : ces antigènes O constituent un élément fondamental pour l’identification des sérovars. Ils permettent la classification des souches en groupe.
– Antigènes d’enveloppe : la seule spécificité de cet antigène est appelée Vi et n’existe que chez trois sérovars : Salmonella typhi, Salmonella paratyphi C et Salmonella dublin.
L’antigène Vi peut masquer l’AgO et rendre ainsi la souche O inagglutinable.
– Antigènes flagellaires (AgH) : les flagelles sont constitués de flagelline polymérisée. La composition constante en acide aminé pour un type antigénique fait la spécificité. Cet antigène est utilisé dans la classification et le diagnostic des salmonelles (Le Minor et al., 1989).
Les facteurs de virulence identifiés chez les Salmonelles sont à déterminisme chromosomique ou plasmidique :
– Pili ou fimbriae permettent l’attachement aux cellules cibles, étape nécessaire à la colonisation et à la pénétration dans les cellules,
– Le complexe lipopolysacchiridique de la surface constitué notamment d’une chaîne polysaccharidique responsable de la spécificité antigénique somatique (antigène O). Cet antigène O joue un rôle important en inhibant la fixation du complexe d’attaque membranaire dans les membranes bactériennes. Les mutants dépourvus d’antigène O (mutant « rough ») ou présentant une altération des antigènes O (mutant « semi-rough ») sont avirulents ou moins virulents.

Infections dues à Salmonella chez l’Homme

La dose infectante des germes salmonelles chez l’Homme serait de l’ordre de 105 à 109 UFC (Aibo, 2010). Les facteurs favorisants l’infestation sont constitués par l’état immunitaire du sujet et la virulence de la souche. Les infections sont dites majeures dans le cas des fièvres typhoïdes et paratyphoïdes (formes septicémiques) en raison de la gravité et des risques de complications et elles sont dites mineures dans les cas de gastro-entérite, de Toxi-infection collective (TIAC) (Formes digestives et extra-digestives). Les populations les plus touchées sont celles des pays en voie de développement, puisque le niveau de salubrité n’est pas adéquat dans certaines régions endémiques. Les infections engendrées par Salmonella peuvent se manifester par plusieurs formes cliniques :
– Gastro-entérite à Salmonella : elle est due à des salmonelles dites mineures (S. typhimurium, S. enteridis, S. dublin). La durée d’incubation est de 12 à 36 heures. Elle se traduit cliniquement par des diarrhées, des vomissements, de la fièvre, des douleurs abdominales. L’évolution en général est bénigne et certains sujets restent porteurs sains de Salmonella.
– Les fièvres typhoïde et paratyphoïde : elles sont provoquées par S. typhi, S. paratyphi A, B et C. Ces salmonelles sont dites majeures car ayant l’homme pour seul réservoir (Le Minor et Veron, 1989). La fièvre typhoïde est due à Salmonella typhi ou bacille d’Eberth. Ce germe fut décrit par Schroeter en 1886 comme agent de la fièvre typhoïde chez l’homme (Camart, 2006). Les fièvres typhoïdes sévissent selon un mode endémique dans les pays du tiers-monde. L’incidence annuelle est supérieure à 10 millions de cas dans le monde ; en l’absence de traitement, la mortalité est de 30%. Il a été estimé en 2000, qu’il y aurait eu 22 millions de nouveaux cas et 200,000 décès (NRCSS, 2006).
– Toxi-Infections Alimentaires Collectives (T.I.A.C) à Salmonella : elles sont causées par la consommation simultanée par plusieurs personnes d’aliments massivement contaminés par des salmonelles mineures. Elles entraînent un tableau clinique de gastro-entérite. La période d’incubation est de 10 à 18 heures et les troubles durent 2 à 5 jours. Les T.I.A.C surviennent en général après ingestion de produits alimentaires tels que viande, œufs et produits laitiers ou d’eaux souillées (NRCSS, 2000).

Infections dues à Salmonella chez les animaux

Pratiquement toutes les espèces d’animaux comme les ruminants, les volailles et les porcins peuvent être infectées par les salmonelles. La transmission des salmonelloses se fait par ingestion d’aliments (fourrages, sous-produits animaux,) ou d’eau souillées par les déjections animales contenant des salmonelles ; ces dernières se multiplient massivement dans le tube digestif et excrétées par les déjections animales. Les salmonelles contaminent durablement l’environnement des élevages car elles résistent plusieurs semaines dans le milieu extérieur. Chez les volailles, la salmonellose est généralement sans symptômes. Dans des cas rares, diarrhée suivie de mortalité des jeunes. Parmi les espèces pathogènes, les infections à Salmonella typhimurium et Salmonella enteritidis sont des maladies réputées contagieuses chez certaines catégories de volailles. Chez les ruminants et les porcs, S. typhimurium est responsable des maladies : Entérite, dysenterie, septicémie, avortement parfois de forte diarrhée avec fièvre et abattement. Mort possible (Blackflow, 2004).

Genre Escherichia

Taxonomie et caractères biochimiques

La bactérie Escherichia coli appartient à la famille des Enterobacteriaceae et a été décrite pour la première fois en 1885 après isolement des selles de nourrissons par l’allemand Theodor Escherich. Son nom actuel lui a été ensuite donné en 1919 par Castellani et Chambers. C’est un hôte normal de la flore intestinale des humains et aussi des mammifères à sang chaud (Grimont, 2000). Theodor Escherich a démontré son existence comme hôte normal de l’intestin de l’enfant, pour marquer à la fois ce tropisme et la fréquence de son isolement, l’appela Bacterium coli commune, ce que l’on peut traduire par «bactérie commune du colon» (Nozha et Hakim, 2006). Escherichia (figure 2) est ensuite devenu le genre-type de la famille des Enterobacteriaceae et E. coli l’espèce type de ce genre, caractérisée par des bacilles gram négatifs, non sporulant, produisant de l’indole à partir du tryptophane, n’utilisant pas le citrate comme source de carbone et ne produisant pas d’acétoïne (Mainil, 2003). Elle est anaérobie facultative et se déplace à l’aide d’une ciliature péritriche (Philipon, 2004, Kaiser., 1998 ; Le Minor, 1993). Le genre Escherichia comprend cinq espèces : E. fergusonii, E. hermanni, E. vulneris, E. blattae, isolée chez les blattes et E. coli. Chaque espèce d’Escherichia possède des caractéristiques biochimiques particulières, permettant de l’identifier.

Caractères antigéniques et facteurs de virulence

Les entérobactéries possèdent toutes des antigènes de paroi (somatiques) ou antigènes O. Les espèces mobiles quant à elles renferment en plus des antigènes O, des antigènes H ou flagellaires : c’est le cas d’E. coli (Gueye, 2007). Chez la souche d’Escherichia coli entéropathogène, sa virulence est marquée par :
 Des adhésions entérocytaires intimes, un effacement micro-villositaire, invasion et destruction entérocytaire grâce à des adhésines et des protéines de la membrane externe (phénomènes d’attachement et d’effacement) (Neaves, 1994).
 Les antigènes d’adhésion ou adhésines représentés par les fimbrae qui permettent à la bactérie d’adhérer aux cellules (urinaires, entérocytes);
 Des toxines : il existe de nombreux types de toxines, certaines sont voisines de celles des shigelles (shigella-like), d’autres de celles du vibrion cholérique et des enzymes inactivant les antibiotiques qui confèrent un mécanisme de résistance aux bactéries. Les plus connues sont les béta-lactamases (pénicillinases, céphalosporinases,) et les enzymes inactivant les aminosides (Farmer, 1999).

Infections dues à Escherichia coli chez l’homme

Bien que la majorité des souches d’E. coli soit commensale, certaines d’entre elles sont associées à des pathologies intestinales (Levine, 1984) ou extra-intestinales (Pohl, 1993). On distingue ainsi deux groupes d’infections : infections extra-intestinales, marquées par des infections urinaires, abdominales, septicémies, des infections génitales et ostéo-articulaires et une infection intestinale causée par quatre (04) pathotypes:
• E. coli entérotoxinogène (ETEC) : Il est responsable de diarrhées infantiles dans les pays chauds à hygiène déficiente et de la diarrhée des voyageurs (Nataro et Kaper, 1998) ;
• E. coli entéro-invasif (EIEC) : Enteroinvasive Escherichia coli, encore appelé Escherichia coli Shigella-like, responsable des syndromes dysentériques avec invasion de la muqueuse intestinale (Loukiadis, 2007) ;
• E. coli entérohémorragique (EHEC) : Enterohaemorragic Escherichia coli, responsable des diarrhées sanglantes liées à la production de toxines (Riley et al., 1983) ;
• E. coli entéropathogène (EPEC) : Enteropathogenic Escherichia coli, responsable des gastro-entérites infantiles.

Infections dues à Escherichia coli chez les animaux

Bien que Escherichia coli soit un hôte commensal de la flore des homéothermes, certaines souches, définies par des pathovars, sont responsables d’affections particulières chez l’être humain et l’animal. Parmi les différentes souches, Les souches E. coli entérotoxigènes (ETEC) sont impliquées dans des infections intestinales chez les ruminants et les porcs (Nataro et Kaper, 1998). Elles sont responsables de diarrhée néonatale mais aussi de diarrhée post-sevrage chez le porc. Les ETEC sont définies comme des souches produisant au moins une des toxines des deux familles d’entérotoxines: les toxines thermolabiles (LT) et les toxines thermostables (ST). Escherichia coli est reconnu depuis longtemps comme l’agent étiologique de la maladie de l’œdème des porcelets post-sevrage (NGUYEN et al.. 2000).
Les ruminants (par exemple les bovins et certaines espèces sauvages) sont considérés comme étant un important bassin d’E. coli dans le monde. De nombreuses études ont démontré que le taux de prévalence d’E. coli chez les bœufs et chez les vaches laitières est important et qu’on retrouve cet organisme dans les bovins, sur les bovins et autour des bovins dans le monde entier. L’utilisation du purin comme fertilisant pour les cultures agricoles et le ruissellement des fermes d’élevage de bœufs et de vaches laitières sont des sources de contamination pour l’environnement général, ainsi que pour les eaux de surface et les eaux souterraines (Frenzen, 2005). Quelques sérotypes comme Escherichia coli non hémolytiques et E. coli producteurs d’hémolysine alpha sont responsables de : Entérite, infections des tractus urinaire et génital, méningo-encéphalite, avortement, infections du nouveau-né chez les porcs et les ruminants.

Caractéristiques de Escherichia coli entéropathogène

Les cellules Escherichia coli entéropathogènes (EPEC), sont définies par leur capacité à induire des lésions d’attachement/effacement sur les microvillosités de la bordure en brosse des entérocytes (Institut Pasteur, 2005). Selon Trabulsi et al. (1996), les EPEC sont des E. coli induisant des diarrhées et produisant des lésions histopathologiques caractéristiques connues sous le nom de lésion d’attachement et d’effacement (AE) sur les cellules intestinales et qui ne sécrètent pas de verotoxine. Ce sont donc des souches responsables des diarrhées aqueuses et gastro-entérites infantiles (GEI) (Loukiadis, 2007). L’infection s’effectue initialement par l’adhésion de la bactérie aux cellules épithéliales, et à posteriori par la capacité d’une intimine (protéine membranaire) à causer des lésions d’attachement et d’effacement. Il existe deux classes d’EPEC, les EPEC de classe I ayant une adhérence localisée et les EPEC de classe II ayant une adhérence diffuse sur toute la paroi cellulaire des entérocytes (Farmer, 1999). Dans les pays dits en voie de développement, les EPEC restent la cause majeure des diarrhées endémiques infantiles, et sont à l’origine du décès de plusieurs centaines de milliers d’enfants chaque année (Montet, 2009).

Généralités sur l’Eucalyptus

Description et définition taxonomique

Le genre Eucalyptus est un arbre indigène d’Australie et de la Tasmanie, et dont certaines espèces ont été introduites en Europe, en Amérique dans lesquels d’immenses forêts d’Eucalyptus ont été plantées pour la production de pâte à papier. L’arbre a également été planté dans plusieurs régions d’Afrique telles qu’en Afrique du Nord, notamment en Algérie, au Maroc et en Libye, en Afrique du Sud et au Cameroun. Pour ce qui est de Madagascar, diverses espèces d’Eucalyptus ont été introduites dès la fin du 19è siècle. Les plantations avaient pour but de de satisfaire les besoins en bois de service et bois énergie. Sur les 180 espèces reparties sur diverses zones, Eucalyptus microcorys en faisait partie des plantes comme prometteuses pour la production de bois d’œuvre, d’industrie et énergie. Elle a été plantée dans les régions du centre de Madagascar (CIRAD, 2013).
Selon la classification classique, l’Eucalyptus appartient selon Chaix (2002):
• Règne : Plantae
• Sous-règne : tracheobionta ;
• Division : Magnoliophyta ;
• Classe : Magnoliopsida ;
• Sous-classe : Rosidae ;
• Ordre : Myrtales ;
• Famille : Myrtaceae ;
• Genre : Eucalyptus
• Espèce : Eucalyptus microcorys, F. Müller 1860.
La plupart des Eucalyptus sont à feuilles persistantes mais quelques espèces tropicales perdent leurs feuilles à la fin de la saison sèche. Comme les autres membres de la famille des Myrtaceae, les feuilles d’eucalyptus sont couvertes de glandes à huile. L’abondante production d’huile est une caractéristique importante de cette plante. Les fleurs ont de très nombreuses étamines qui peuvent être blanches, crèmes, jaunes, roses ou rouges et les fruits secs sont en forme de cône et ont des valves qui se soulèvent pour laisser échapper les graines. La plupart des espèces ne fleurissent pas jusqu’à l’apparition du feuillage adulte. L’Eucalyptus microcorys est un grand arbre à feuilles persistantes d’environ 40 mètres de haut, pouvant atteindre 70 m, avec une écorce rugueuse, fibreuse, orange brun et une couronne dense. Les feuilles lancéolées font de 8 à 12 cm de long et 1,5 à 2,5 cm de large (Figure 3).
Échelle :
Eucalyptus microcorys ou Tallowood (en anglais) est une espèce d’Eucalyptus originaire de Nouvelle-Galles du Sud et du Queensland en Australie. Il pousse dans les forêts près de la côte sur les sols fertiles ou à fertilité modérée dans les endroits abrités du vent et ensoleillés.
Les feuilles d’Eucalyptus sont polymorphes sur les jeunes plantes et sur des jeunes pousses de remplacement sur les arbres âgés. Elles sont pétiolées, longues, falciformes et possèdent une couche de cellules palissadiques sur chacune de leurs faces. Les cellules palissadiques qui contiennent les chloroplastes permettent la photosynthèse. L’eucalyptus peut donc capter de l’énergie lumineuse par chacune des deux faces de ses feuilles. Des stomates sont également présents sur chaque face des feuilles (Bergamini, 1964). De nombreuses poches sécrétrices schizogènes à huile essentielle ponctuent le limbe, elles sont visibles surtout par transparence. Les feuilles ont une odeur forte, qui s’exalte en particulier par le froissement. Leur saveur est aromatique résineuse, chaude un peu amère suivie d’une sensation de fraîcheur prononcée et agréable (Warot, 2006). Les fleurs blanches sont groupées en ombrelles de 7 à 11 fleurs. Son bois coupé laisse une sensation de gras.

Propriétés médicinales et différents usages

L’Eucalyptus est connu pour ses vertus sur l’appareil respiratoire, dues surtout au cinéol (ou eucalyptol) contenu dans les feuilles. Il est recommandé en phytothérapie pour soigner les bronchites, la toux, les rhumes ou la sinusite. Au Cameroun, une étude menée dans la ville de Douala et ses environs par Mpondo et al. (2012) qui a révélé que les populations autochtones utilisent l’Eucalyptus contre la fatigue, les douleurs musculaires et comme plantes antitussives. Une autre étude a également révélé que les extraits de plantes d’Eucalyptus microcorys dans l’eau présentent une action inhibitrice vis-à-vis des bactéries comme Escherichia coli en milieu aquatique et peuvent être utilisés dans la désinfection de l’eau (Tamsa et al., 2013).
Les analyses des feuilles d’Eucalyptus microcorys ont montré la présence d’un certain nombre de composés dont les constituants majoritaires sont les alcaloïdes et les anthraquinones, suivent en quantité moindre les flavonoïdes et les saponosides. Les anthocyanines, les tannins et les polyphénols quant à eux s’y trouvent en quantité infime. Les différents constituants chimiques des feuilles d’Eucalyptus microcorys et leur abondance sont résumés dans le tableau II.

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I : REVUE DE LA LITTERATURE
I-1 Généralités sur les bactéries
I-1.1 Genres Salmonella et Escherichia : Morphologie et caractéristiques générales
I-2 Genre Salmonella
I-2.1 Taxonomie et caractères généraux
I-2.2 Caractères biochimiques et culturaux
I-2.3 Caractères antigéniques et facteurs de virulence
I-2.4 Infections dues à Salmonella chez l’Homme
I-2.5 Infections dues à Salmonella chez les animaux
I-3 Genre Escherichia
I-3.1 Taxonomie et caractères biochimiques
I-3.2 Caractères antigéniques et facteurs de virulence
I-3.3 Infections dues à Escherichia coli chez l’homme
I-3.3 Infections dues à Escherichia coli chez les animaux
I-3.4 Caractéristiques de Escherichia coli entéropathogène
I-4 Généralités sur l’Eucalyptus
I-4.1 Description et définition taxonomique
I-4.2 Propriétés médicinales et différents usages
I-5 Effets de la lumière sur les bactéries
I-5.1 Composition de la lumière blanche
CHAPITRE II : MATERIEL ET METHODES
II-1. Lieu d’étude
II-2 Matériel
II-3 Méthodes
II-3.1 Choix de la plante
II-3.2 Préparation des extraits aqueux
II-3.3 Préparation des solutions d’extrait
II-3.4 Préparation et inoculation des suspensions bactériennes
II-3.5 Préparation des milieux de culture
II-3.6 Mise en place du dispositif expérimental
II-4 Analyse bactériologique
II-5 Dénombrement des bactéries
II-6 Analyse des données
CHAPITRE III : RESUTATS ET DISCUSSION
III-1 Résultats
III-1.1 Aspect qualitatif
III-1.2 Aspect quantitatif
III-1.3 Corrélations et comparaisons entre les différents paramètres considérés
III- 2 Discussion
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Télécharger le rapport complet