Soutenance mémoire
« Le plus vieux document, reprenant les notions de « microbes, infection et contagion » telles que nous les connaissons aujourd’hui, est le livre Rerum rustaricum de agricocultura du romain Marcus Terentius Varro (116-27 AC) dans lequel une description théorique de « petits animalcules invisibles à l’oeil nu » est donnée : «qui peuvent se transmettre via l’air, pénétrer dans le corps par la bouche et le nez, et développer des maladies graves ». (…) Bien que ces animalcules procaryotes et eucaryotes aient été observés à la fin du 17e siècle par Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723), leur rôle exact dans le développement de maladies infectieuses ne fut pas pleinement reconnu avant la fin du 19e siècle. Au 18e siècle par exemple, Jean Astruc (1684-1766), alors médecin de Louis XV, écrivait à propos de la syphilis : « Certaines personnes (…) croient que le poison vénérien ne serait que des cohortes de petites choses vivantes, rapides, invisibles et de nature prolifique, lesquelles, une fois introduites, croissent et se multiplient en abondance. (…) Si cette théorie devait un jour s’avérer correcte, on pourrait (…) dire la même chose non seulement en ce qui concerne la peste (…), mais aussi de la petite vérole, de la rage, de la gale, de l’impétigo, du psoriasis et d’autres maladies contagieuses, en fait, de toutes. Ainsi toute la théorie de la médecine s’écroulerait (…) ; rien ne peut être plus absurde ». Il était difficile d’être plus près de la vérité et de la refuser, parce qu’elle remettait en question toutes les certitudes d’une époque(….).
Finalement pendant la seconde moitié du 19e siècle, le chimiste français Louis Pasteur (1822- 1895) et le médecin allemand Robert Koch (1843-1910) prouvent définitivement que les micro-organismes ou animalcules de van Leeuwenhoek sont bien la cause de maladies infectieuses et contagieuses (…).
Le genre Pseudomonas : présentation et pouvoir pathogène
Le genre Pseudomonas
Caractères biochimiques
Les Pseudomonas et genres apparentés appartiennent au phylum des Proteobacteria, classe des Gammaproteobacteria, ordre des Pseudomonales. Ce sont des bacilles à Gram négatif, droits et fins, aux extrémités arrondies, d’une taille moyenne de 2 sur 0,5 µm (Palleroni, 1984). Ces bactéries sont mobiles grâce à une ciliature polaire monotriche, lophotriche ou multitriche. Elles se cultivent sur des milieux usuels non enrichis et sont capables d’utiliser de nombreux substrats hydrocarbonés comme sources de carbone et d’énergie. EIles présentent un type respiratoire aérobie strict et un type métabolique chimio-organotrophe oxydatif. L’espèce-type du genre, P. aeruginosa, est mésophile tandis que la majorité des espèces sont psychrotrophes .
Une diversité taxonomique importante
L’étude de la composition en bases du génome et la recherche d’homologies de séquences génomiques par hybridations ADN-ADN et ADN-ARN, ainsi que le séquençage de marqueurs taxonomiques tel l’ADN codant l’ARNr16S (Anzai et al., 2000), ont conduit à une évolution de la taxonomie au sein du groupe des Pseudomonas et genres apparentés. Ainsi, en 1984, Palleroni et al. ont montré que le genre était génétiquement hétérogène avec l’existence de cinq groupes d’ARN distincts. Le genre Pseudomonas sensu stricto correspond au groupe d’ARN I et comprend actuellement plus d’une centaine d’espèces différentes. Les autres espèces Pseudomonas sensu lato (groupes ARN II à V) ont été reclassées dans d’autres genres. Cette réorganisation a permis une distinction marquée entre le genre Pseudomonas et les genres apparentés regroupant Achromobacter, Acinetobacter, Acetobacter, Agrobacterium, Brevundimonas, Burkholderia, Chryseomonas, Comamonas, Flavimonas, Flavobacterium, Ralstonia, Shewanella, Sphingobacterium et Stenotrophomonas (Kersters et al., 1996).
Le genre Pseudomonas sensu stricto est communément divisé en deux groupes : les Pseudomonas spp. fluorescents (par exemple P. aeruginosa, P. fluorescens, P. putida ou P. syringae) et les Pseudomonas spp. non-fluorescents (par exemple P. alcaligenes, P. fragi ou P. stutzeri). Cette distinction, qui n’a pas de valeur taxonomique officielle, correspond à la capacité ou non de produire un sidérophore spécifique, la pyoverdine. Les pyoverdines sont des pigments fluorescents sous UV, de couleur jaune-vert, solubles dans l’eau et insolubles dans le chloroforme. Elles jouent un rôle physiologique important car ce sont de puissants sidérophores. Elles sont constituées d’un chromophore quinolique associé à des peptides dont la taille et la composition en acides aminés sont variables. La synthèse des pyoverdines dépend de la quantité de fer (Fe3+) disponible dans le milieu de croissance et des besoins de la bactérie. Les pyoverdines sont ainsi synthétisées lorsque la concentration en fer libre dans le milieu est trop faible pour permettre la croissance bactérienne.
L’espèce P. fluorescens compte parmi les espèces qui présentent une forte hétérogénéité phénotypique et génotypique. En 2000, Bossis et al. ont rassemblé des informations concernant les différentes études taxonomiques entreprises au sein de l’espèce P. fluorescens. L’espèce comprend maintenant 5 biovars, dont l’appartenance repose sur l’assimilation de différents éléments carbonés. L’utilisation de clés dichotomiques (Bossis et al., 2000), ainsi que le sidérotypage permettent de déterminer avec précision l’appartenance d’une souche bactérienne à un biovar donné. Toutefois, la désignation de cette espèce est encore controversée car elle ne correspond pas à la définition génotypique actuelle de l’espèce bactérienne. Les pourcentages d’hybridation ADN/ADN entre souches de la même espèce, et dans certains cas du même biovar, sont fréquemment inférieurs à 50%. La diversité de la structure du génome apparaît plus grande que la diversité physiologique (Ginard et al., 1997).
Importance du genre Pseudomonas
Les bactéries du genre Pseudomonas occupent la plupart des environnements naturels. Elles sont isolées de l’eau, du sol, des poussières en suspension dans l’air et des végétaux. Elles présentent un fort potentiel d’adaptation physiologique et génétique et sont capables d’utiliser une grande variété de nutriments. D’un point de vue écologique, les Pseudomonas regroupent des espèces bénéfiques pour l’environnement et des espèces pathogènes. Dans le milieu extérieur, les Pseudomonas spp. sont capables de dégrader de nombreux composés organiques, parmi lesquels des composés halogénés, des hydrocarbures aromatiques et des herbicides (Ramos, 2004). Les bactéries du genre Pseudomonas peuvent ainsi être utilisées dans les processus de décontamination des sols (bioremédiation) (Stallwood et al., 2005). Au niveau de la rhizosphère (surface des racines et sol environnant), les Pseudomonas spp. peuvent avoir un effet bénéfique en mobilisant certains nutriments nécessaires à la croissance de la plante. Elles peuvent aussi la protéger contre des micro-organismes pathogènes en stimulant les mécanismes de résistance intrinsèques de la plante, en sécrétant des composés antibactériens et antifongiques et/ou par la compétition vis-à-vis de certains nutriments. C’est notamment le cas de souches de P. fluorescens, décrites comme des bactéries phytoprotectrices jouant un rôle prépondérant dans le biocontrôle de la rhizosphère (Walsh et al., 2001). D’autres espèces sont des pathogènes pour les plantes, comme l’espèce P. syringae qui compte au moins 37 pathovars capables d’infecter de nombreuses espèces de végétaux (Sawada et al., 2002).
Chez l’homme, les Pseudomonas spp. peuvent également se comporter comme des agents opportunistes et être à l’origine d’infections iatrogènes et/ou nosocomiales. En raison de la richesse de leurs voies métaboliques, elles sont souvent capables de résister à de nombreux antiseptiques ou antibiotiques. Ceci explique leur présence de plus en plus fréquente en milieu hospitalier, où elles peuvent être isolées de l’environnement humide, des denrées alimentaires, des réactifs biologiques, des solutés injectables, du sang ou des dérivés sanguins conservés au froid (Feuilloley et al., 2007).
|
Table des matières
INTRODUCTION
Partie I : Le genre Pseudomonas : présentation et pouvoir pathogène
1 Le genre Pseudomonas
1.1 Caractères biochimiques
1.2 Une diversité taxonomique importante
1.3 Importance du genre Pseudomonas
2 Les Pseudomonas dans les infections nosocomiales
2.1 Définition d’une infection nosocomiale
2.2 Facteurs favorisant l’émergence des infections nosocomiales
2.3 Fréquence des infections nosocomiales
2.4 Bilan des infections et des micro-organismes les plus concernés (selon le rapport RAISIN)
2.5 Les cas de P. aeruginosa et P. fluorescens
2.5.1 Le modèle du genre : Pseudomonas aeruginosa
2.5.2 Cas de Pseudomonas fluorescens
3 Propriétés de virulence de P. fluorescens
3.1 Colonisation et multiplication
3.1.1 L’adhésion
3.1.2 La formation de biofilms
3.1.3 La production de biosurfactants
3.2 Effets toxiques
3.2.1 Les endotoxines
3.2.2 Toxines et exoenzymes cytotoxiques
3.2.3 Production de superantigène
3.2.4 La virulence par le système de sécrétion de type III (SSTT)
Partie II : Les toxines bactériennes membranolytiques sécrétées
1 Définition
2 Les hémolysines formant des pores membranaires ou pore-forming toxin (PFT)
3 Les hémolysines à activité détersive
4 Les hémolysines à activité enzymatique
4.1 Classification
4.2 Spécificité de substrat et efficacité d’hydrolyse
4.3 Cytotoxicité des phospholipases
4.4 Implication des phospholipases dans la virulence bactérienne
5 Les phospholipases C bactériennes (PLC)
5.1 Les différentes classes de PLC
5.1.1 Les Zinc-métallophospholipases C produites par les bactéries à Gram-positif
5.1.2 La classe des PLC hydrolysant préférentiellement la phosphatidylcholine (PCPLC)
5.1.3 Les phospholipases C de Legionella pneumophila
5.1.4 Les PLCs produites par Pseudomonas fluorescens
5.2 Régulation des phospholipases C
5.2.1 Régulation de la PlcH de P. aeruginosa
5.2.2 Régulation de l’α-toxine de C. perfringens
5.2.3 Le régulon PlcR chez les B. cereus
5.2.4 Le régulon flagellaire
Partie III : Adaptation des bactéries par des mécanismes de variation de phénotype chez les Pseudomonas
1 Mécanismes moléculaires impliqués dans les variations de phase
1.1 Les réarrangements chromosomiques
1.1.1 La recombinaison spécifique de site
1.1.2 La recombinaison homologue
1.1.3 Mésappariement de brin d’ADN – Splipped-strand mispairing (SSM)
1.2 Régulation épigénétique
1.2.1 Définition
1.2.2 Régulation épigénétique du SSTT chez P. aeruginosa
1.2.3 Régulation épigénétique du système pap chez E.coli
2 Les phénotypes affectés par les variations de phase
2.1 Variation phénotypique des structures membranaires
2.2 Variation de phase des régulateurs globaux
3 La variation phénotypique chez les Pseudomonas
4 La variation phénotypique par la mutation spontanée du régulateur global Gac
Matériel et méthodes
CONCLUSION
