Introduction. Découverte du monde bactérien début du 18ème siècle : Antonie Van Leeuwenhoek ( ) : microscope

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1 Introduction Découverte du monde bactérien début du 18ème siècle : Antonie Van Leeuwenhoek ( ) : microscope Étude des bactéries 2ème partie du 19ème siècle: Louis Pasteur ( ) Découverte du rôle des bactéries dans - les fermentations - les maladies 1 Domaines de la bactériologie Ø Science extra-médicale concernant : - L agriculture : bactéries interviennent dans cycles naturels de C, N, S - L industrie alimentaire :. rôle dans les fermentations. contamination possible des aliments (Salmonelles, Listéria) - L industrie chimique et pharmaceutique :. production d antibiotiques. armes de guerre Ø Science fondamentale : bactéries et virus sont des outils très utiles en génétique et biologie moléculaire Ø Science médicale m : pathologie infectieuse Infection = résultat de l agression de l organisme par une bactérie, un virus, un champignon ou un parasite. 2

2 1 Classification selon WOESE 3 1 Classification selon WOESE 4

3 LES PROCARYOTES Les bactéries: eubactéries (vrai bactéries) Les archéobactéries Pluricellulaires. Les animaux LES EUCARYOTES Les plantes Les mycètes: champignons vrais; moisissures Unicellulaires Les protozoaires: 4 groupes Les algues levures 5 2 Procaryote vs Eucaryote 6

4 Eucaryote 7 Procaryote 8

5 9 Anatomie bactérienne Eléments obligatoires : Eléments inconstamment présents - paroi -capsule - membrane cytoplasmique - pili (pilus commun et pilus sexuel) - mésosome - flagelles - Cytoplasme - vacuoles, substances de réserve - ribososomes - plasmides -chromosome - spore La cellule procaryote est dépourvue de : * véritable noyau * mitochondrie * réticulum endoplasmique * appareil de Golgi 10

6 3 Les microorganismes d intérêt Cellules eucaryotes Protozoaires Algues et Champignons (levures et moisissures) Cellules procaryotes - Bactéries et Archea 11 3 Les microorganismes d intérêt 3.1. LES MICROORGANISMES EUCARYOTES LES ALGUES UNICELLULAIRES LES PROTOZOAIRES Protozoaires: 1er groupe Protozoaires: 2ème groupe Protozoaires: 3ème groupe Protozoaires: 4ème groupe LES MYCETES Champignons : formes filamenteuses Champignons : formes unicellulaires 3.2. LES MICROORGANISMES PROCARYOTES ARCHEA BACTERIES:FORMES ET GROUPEMENTS 12

7 Les eucaryotes Multicellulaires les plantes, les animaux et champignons Unicellulaires Les protistes: Protozoaires type amibes ou paramécies. les levures les algues présence d'organites gènes en "mosaïque grande taille de la cellule cytosquelette : charpente intracellulaire mobile Reproduction sexuées ou asexuée 13 - Phytoplancton Eucaryote: Algues unicellulaires - Parfois toxiques - Ne pas confondre avec cyanobactéries!! 14

8 Eucaryote: Algues unicellulaires 15 Eucaryote: Algues unicellulaires 16

9 Protozoaires: 1 er groupe Rhizopodes Une amibe (A) émet des pseudopodes pour ingérer une paramécie (P). A P A A 17 Protozoaires: 2 ème groupe Flagellés Trypanosomes dans une préparation de sang (microscope électronique à balayage, image colorisée) 18

10 Protozoaires: 3 ème groupe Ciliés: Les paramécies se développent à partir des spores présentes sur les végétaux (infusion de foin). Coloration au rouge neutre. 19 Protozoaires: 4 ème groupe Sporozoaires Hématozoaire du paludisme Aspect au microscope électronique et schéma. 20

11 Champignons microscopiques: structure 21 Champignons : formes filamenteuses Moisissures: Aspergillus prélevé sur du pain Penicillium prélevé sur une orange Moisie (appareil sporifère portant une spore) 22

12 Champignons : formes cellulaires Levures Levure de bière Au grossissement EUMYCETES PHYCOMYCETES = CHAMPIGNONS INFERIEURS= MYCELIUM SIPHONE CHAMPIGNONS SUPERIEURS = MYCELIUM SEPTE ZYGOMYCETES MUCORALES Spores asexuées endogènes Reproduction sexuée = sporangiospores = zygospores DEUTEROMYCETES Ascomycètes Basidiomycètes Ou fungi imperfecti Spores asexuées exogènes = conidies Pas de reproduction sexuée Spores asexuées exogènes = conidies reproduction sexuée Levure moisissure levure moisissure Candida aspergillus Saccharomyces cerevisiae Cryptococcus penicillium aspergillus nidulans Etc Mucor absidia rhizopus Zygorhynchus 24

13 Quelques espèces de Mucor en photo 25 Les deuteromycetes Genre Penicillium conidies phialide metule ramifications conidiophore 26

14 Quelques espèces de Penicillium en photo 27 Genre Aspergillus Les deuteromycetes conidies phialide Tête aspergillaire conidiophore Aspergillus flavus Aspergillus fumigatus conidies phialides metules Tête aspergillaire Aspergillus nidulans conidiophore 28

15 Quelques espèces de Aspergillus en photo 29 les procaryotes Les bactéries: eubactéries (vrai bactéries) les archéobactéries :découvertes en 1990 pas d organites intracellulaires ADN :un unique chromosome circulaire et des plasmides. paroi: forme rigide : coques ou bacilles Nutrition :. sucres, protéines, acides, éléments minéraux ou photosynthèse Reproduction par fission binaire Respiration : Aérobie anaérobie 30

16 Les archéobactéries 30% de la population microbienne Découvertes à la fin des années ,1 à 15 µm, tous types de morphologie, Gram+ et -. Elles diffèrent à la fois des eubactéries et des eucaryotes par leur paroi,lipides, biologie moléculaire et métabolisme. Elles sont divisées en 5 groupes : méthanogènes : Methanococcus réductrices de sulfate :Archeoglobus halophiles extrêmes :Halobacterium sans paroi : Thermoplasma Thermophiles extrêmes :Pyrodictium optimale à 105 C. Elles se développent dans quelques habitats restreints : anaérobie, hyper salin ou de température élevée ou appareil digestif d animaux comme l estomac dela vache. 31 Forme : - coques = sphères - bacilles = bâtonnets - spirilles Taille : 1 µ de large x quelques µ de long. Mycoplasmes 0,3-0,8 µm. Colibacille 1 x 2-5 µm. Bacillus subtilis 1 x 5 µm Procaryotes: Bactéries Groupement des bactéries caractéristique de l espèce : isolées, par 2, amas, chaînettes, en palissades Combinaison entre forme, coloration et groupement caractérise les bactéries 32

17 Bactéries : formes sphériques Coques Staphylococcus aureus Observé au microscope électronique à balayage 33 Bactéries : formes en bâtonnets Bacilles Coloration de Gram: les ronds violets sont des coques Gram +, les bâtonnets roses sont des bacilles Gram -. 34

18 Bactéries : autres formes Forme incurvée Vibrio au MEB Forme spiralée Spirillus coloré au Gram 35 Anatomie bactérienne Eléments obligatoires : Eléments inconstamment présents - paroi -capsule - membrane cytoplasmique - pili (pilus commun et pilus sexuel) - mésosome - flagelles - Cytoplasme - vacuoles, substances de réserve - ribososomes - plasmides -chromosome - spore La cellule procaryote est dépourvue de : * véritable noyau * mitochondrie * réticulum endoplasmique * appareil de Golgi 36

19 37 Moyens d étude de la structure bactérienne Bactérie = être vivant, unicellulaire, de petite taille (1 à 10 µm) microscopie optique (x 1000 à 1500) - examen à l état frais à forme, mobilité éventuelle - coloration à morphologie, groupement (bleu de méthylène, Gram, ) microscopie électronique (x > ) à structure fine des bactéries fractionnement des bactéries Constituants libérés, séparés, analysés 38

20 4.1 Le cytoplasme Hydrogel colloïdal: Ribosomes et autres structures Génomes: ADN chromosomique et plasmidique 39 Ribosomes Nombreux : ~ / bactérie Constitution : comportent 2 sous unités (50S et 30S) constituées de protéines + ARN (23S et 16S) Rôle dans la synthèse protéique : 2 sites essentiels - Site aminoacyl : accueille l acyl-tarn -Site peptidyl : accueille la chaîne d aminoacide en cours de constitution Cible d antibiotiques qui agissent en perturbant la synthèse protéique 40

21 Des granulations et substances de réservesr Amidon Glycogène Acide polyhydroxy butyrique Etc Des vacuoles de gaz Flottaison des bactéries 41 Chromosome -Pas de membrane nucléaire -Filament unique d ADN bicaténaire. circulaire. surenroulé fois plus long que la bactérie (masse ~ 2000MDa) - Double brin disposé en boucles dont les pieds sont fixés dans une masse d ARN (rôle de structuration) -Protéines fixées dessus: - ADN et ARN polymérases - topoisomérases ADN 80%, ARN 10%, protéines 10% (GC% = critère taxonomique) 42

22 Chromosome Identification : mise en évidence de gènes g : - amplification génique - hybridation avec sondes - séquençage -PCR temps réel Épidémiologie : comparaison des génomesg - extraction des génomes - coupure par enzymes de restriction - séparation des fragments en gel d agarose, -comparaison des profils de restriction Cible d antibiotiquesd Cible d agentsd intercalants 43 Identification : mise en évidence de gènes g : Épidémiologie : comparaison des génome: g Cible d antibiotiques d : - quinolones : inhibition des topoisomérases - rifamycine : inhibition de la transcription par blocage des ARN polymérases - nitro-imidazolés : fragmentation de l ADN chez les anaérobies strictes Cible d agentsd intercalants : colorants s intercalant dans l empilement des bases, ce qui relâche l ADN. 44

23 Plasmides Chez certaines bactéries, à côté du chromosome, présence d un ou deplusieurs plasmides ADN double brin, surenroulé, cytoplasmique, de réplication autonome De 1 à 1000 kb (en moyenne 0,5 à 5% de la taille du chromosome) Information génétique - Pour sa propre réplication - Pour la synthèse des pili sexuels -accessoirement, pour des propriétés non indispensables au métabolisme Transférable à d autres bactéries par conjugaison Plusieurs catégories de plasmides: Facteur F : transfert de fragments de chromosome par conjugaison plasmides de résistance aux antibiotiques (multirésistance possible) (ex: b-lactamases hydrolysant les b-lactamines, enzymes modificateurs des aminosides ) autres plasmides : par ex, gènes intervenant dans le pouvoir pathogène (facteurs de colonisation, toxines) Les enveloppes LA MEMBRANE CYTOPLASMIQUE Située sous la paroi, interface entre cytoplasme et structures externes Constitution en double feuillet lipidique (7,5 nm) La microscopie électronique montre l aspect trilamellaire avec - Des protéines dispersées - une double couche de phospholipides (phosphatidyl glycérol, phosphatidyléthanol amine Absence de cholestérol (différence cellule eucaryotes ) 46

24 Invaginations de la membrane cytoplasmiques : mésosomes 47 Membrane cytoplasmique : nombreuses fonctions Responsable des échanges - transferts passifs : barrière osmotique -pénétration active et sélective : perméases de nombreuses enzymes :enzymes de la chaine respiratoire ou impliquées dans la production d énergie. =>Rôle métabolique majeur (même rôle que la mitochondrie dans cellule eucaryote) Mésosome : porte un site d attachement du chromosome Intervient dans la régulation de la division bactérienne par scissiparité (ADN 2 chromosomes puis septum de division) Cible de substances antibactériennes : - phénols, antiseptiques -antibiotiques polypeptidiques : fixation sur les phospholipides Lieu de fixation des flagelles et d initiation de leur mouvement 48

25 La paroi Enveloppes cellulaires = membrane plasmique + paroi Paroi Paroi = «exosquelette» forme de la cellule 49 Mise en évidence Comment étudier la composition de la paroi? l isoler des autres constituants cellulaires! Méthodes : Extraction chimique ou désintégration des bactéries (broyage avec abrasifs, ultrasons, congélations-décongélations successives, enzymes) Purification : centrifugation différentielle Lavage à l eau distillée 50

26 Microscope électronique Des saccules aplatis, froissés, déchirés (le cytoplasme s est échappé). Surface lisse Forme de la bactérie conservée 51 Composition chimique La paroi : 20% du poids sec Comment analyser les constituants de la paroi? Isolement des parois, purification puis hydrolyse Quels sont ses constituants principaux? Des osamines Des acides aminés De quoi s agit-il plus Des acides précisément??? Des oses simples Des lipides Comment toutes ces molécules sont-elles imbriquées pour former une paroi rigide??? 52

27 A. Les osamines Osamine? Une base de sucre simple Avec une fonction amine Présence dans la paroi des bactéries de 4 osamines : La galactosamine La N-acétylglucosamine L acide muramique L acide N-acétylmuramique 53 L acide muramique : Liaison avec les polyosides Liaison avec les peptides Rôle prépondérant dans la structure de la paroi 54

28 B. Les acides aminés Tous les acides aminés sont-ils représentés dans la paroi bactérienne? NON 3 acides aminés majeurs : Alanine (forme D et L) Acide glutamique Lysine ou acide diamino-pimélique (forme L ou méso) Forte analogie entre les 2 aa, alternance entre les 2 dans les différentes espèces bactériennes 2 fonctions NH : ponts peptidiques, jonctions entre différentes chaines peptidiques rigidité et solidité de la paroi Lysine DAP 55 C. Les acides teichoïques Présents uniquement chez les bactéries Gram + Localisés dans la paroi et/ou le feuillet externe Localisés dans la membrane, ils sont alors liés à un glycolipide (poly-glycosyl-diglycéride) et sont nommés acides lipoteichoïques Liaison covalente des acides teichoïques avec le NAG dans le peptidoglycane Il existe aussi des acides teichuroniques, dont les sous-unités sont liées par covalence au peptidoglycane 56

29 Les acides teichoïques sont : O O Des polymères de polyolphosphates, avec jusqu à 30 monomères de base. Polyol = résidu ribitol ou résidu glycérol Associés à des sucres (glucose, galactose), des osamines (galactosamine) et des acides aminés (alanine) 57 D. Les oses simples De nombreux oses ont été mis en évidence : Glucose Galactose Mannose Fucose Certains sont spécifiques (Chez Streptococcus du groupe A) Rhamnose Nature des oses, associations dans les chaines polyosidiques spécificité des antingènes de paroi 58

30 E. Les lipides Présents en faible quantité Pratiquement absents chez les bactéries Gram + Lipides simples dans les lipopolysacchararides des bactéries Gram - 59 F. Les acides mycoliques Ne sont présents que chez quelques espèces : les bactéries acido-alcoolo-résistantes (mycobactéries) Acides gras à longue chaine (C=60), ramifiés, présentant des méthylénations : Exemple : acide α-mycolique Figure III.2 Les acides corynémycoliques ont été isolés chez les corynébactéries, ce sont des acides à plus courte chaine (C = 32 à 36) 60

31 Structure moléculaire: organisation Gram + : Paroi épaisse (15 à 80 nm), aspect homogène, composée principalement de peptidoglycane Gram - : Paroi fine (6 à 15 nm), aspect hétérogène, membrane externe en plus du peptidoglycane Élément de base commun à la paroi de toutes les bactéries : le peptidoglycane 61 Organisation (le peptidoglycane) Structure de base de toutes les parois 40 à 80% de la masse sèche de la paroi selon les espèces Polymère d un poids moléculaire élevé Résistance à la pression proche de celle du béton armé 62

32 Coloration de Gram? Que met-elle en évidence? basée sur des différences au niveau de la paroi des bactéries Comparaison de la composition chimique de la paroi des bactéries Gram + et Gram - Bactéries Gram + Bactéries Gram - Osamines Acides aminés % 50 % - nombre 4 à acide diaminopimélique - lysine Acides teichoïques Oses 20 à 60 % 20 à 60 % Lipides cours de Microbiologie 1 TS1 2,5 BC % % Application : la Coloration de Gram Basée sur une différence de composition chimique de la paroi des bactéries Le cytoplasme des bactéries fixe le colorant violet, la mince couche de peptidoglycane des bactéries Gram rend la paroi perméable à l éthanol qui décolore le cytoplasme des bactéries Gram alors que chez les bactéries Gram + le colorant violet reste fixé. Coloration différentielle Fixation du frottis Coloration primaire Mordançage : complexation avec le cristal violet et les composés cellulaires Décoloration à l éthanol Contre-coloration pour créer un contraste de teinte Hans christian Gram 64

33 Peptidoglycane = glucosaminopeptide Un monomère : Une molécule de N-acétylglucosamine (NAG) Une molécule d acide N-acétylmuramique (NAM) Un tétrapeptide Ala-Glu-Lys-Ala ou Ala-Glu-DAP-Ala Liaison glycosidique NAG NAM 65 Assemblage des monomères : macromolécule de structure réticulée : chaines polysaccharidiques. N-acétyl glucosamine. acide N-acétyl muramique chainons tétrapeptidiquest trapeptidiques (ex : L-Ala D-gly L-Lys D-Ala). branchés sur l acide muramique. et reliés entre eux par une courte chaîne peptidique 66

34 Un mucopeptide polymérisé pour former un réseau NAM = «ciment» grâce à deux types de liaisons 67 Organisation de la Paroi des bactéries Gram + Peptidoglycane épais Acides teichoïques liaison covalente avec le groupement 6-hydroxyle du NAG 68

35 Organisation de la paroi des bactéries Gram Structure + complexe : Lipopolysaccharide (LPS) et lipide A Membrane externe : bicouche phospholipidique, avec protéines enchâssées (de structure, porines) Lipoprotéines de Braun (ancrage) Fine couche de peptidoglycane dans l espace périplasmique Membrane plasmique 69 Le lipopolysaccharide (LPS) Egalement appelé endotoxine Toxique pour différentes espèces animales dont l homme Toxicité spécifique Fortement lié à la surface cellulaire Libéré après la lyse de la cellule Composé de 3 parties : le lipide A, le core et la chaine latérale ou polysaccharide 0 70

36 Chaine latérale O : 4 hexoses répétés en longue chaine, comprenant des sucres inhabituels (abéquose). Responsable de la spécificité antigénique d une espèce donnée Core : 5 hexoses (dont NAG), 2 heptoses puis 3 résidus d un sucre en C8 (KDO : 2- céto-3-désoxyoctonate) Liaison covalente Lipide A : glycophospholipide : polymère d unités disaccharidiques de glucosamine reliées à de longues chaines d acides gras. Responsable de la toxicité. 71 Comparaison des parois Aspect en microscopie électronique Présence d'une membrane externe Présence d'un espace périplasmique Peptidoglycane Bactéries à Gram positif Une couche épaisse et amorphe. Non Non ou très mince et pas formellement démontrée Épais (10 à 80 nm), représente 40 p. cent du poids sec, détermine la morphologie bactérienne. Bactéries à Gram négatif Deux couches séparées par un espace clair. Oui Oui Mince (2 à 6 nm), représente moins de 10 p. cent du poids sec, détermine la morphologie bactérienne. Acides teichoïques Présents Absents Présence de protéines Possible : liaisons covalentes avec le peptidoglycane, rôle éventuel dans le pouvoir pathogène, rôle éventuel dans l'antigénicité spécifique. Fréquente Présence de polysaccharides Possible : antigènes spécifiques de groupe pour certaines espèces Possible Lipopolysaccharide s cours Absents de Microbiologie TS1 BC Présents 72

37 PAROI: Cas particuliers Mycobactéries 60% de lipides de PM élevé et ramifiés : acides mycoliques et cires coloration de Ziehl Mycoplasmes : absence de paroi Chlamydia : absence de peptidoglycane Bactéries à paroi anormale : protoplastes, sphéroplastes 73 Fonctions de la paroi Comment mettre en évidence le rôle de la paroi? Grâce à des expériences où l on supprime cette paroi! Utilisation d une enzyme spécifique, le lysosyme Coupe les liaisons B1-4 des chaines polyosidiques du peptidoglycane 2 expériences successives : Bactéries Gram + : Bacillus subtilis Bactéries Gram - : Escherichia coli 74

38 Attaque du lysosyme sur la paroi de Bacillus subtilis Perméabilité La paroi est détruite, la cellule gonfle et éclate On place les bactéries dans une solution de saccharose Equilibrage de pression osmotique La paroi est détruite, la cellule n éclate pas, elle prend une forme sphérique Obtention de protoplaste : Cellule vivante mais ayant perdu ses propriétés antigéniques, ne fixant plus les bactériophages, ne se divisant plus 75 Attaque du lysosyme sur la paroi de Escherichia coli On place les bactéries dans une solution de saccharose La paroi est détruite, la cellule n éclate pas, elle prend une forme sphérique Obtention de sphéroplaste : Cellule vivante ayant gardé toutes les propriétés de la bactérie initiale ; membrane externe reste intacte La paroi donne sa forme à la bactérie La paroi protège la cellule de la plasmolyse, contrairement à la membrane plasmique perméable à l eau Le peptidoglycane n est pas directement impliqué dans les propriétés antigéniques, la division cellulaire ou la fixation des bactériophages 76

39 Rôle antigénique Les agents antigéniques des bactéries se situent au niveau des enveloppes de celle-ci, et plus particulièrement dans la paroi Paroi : structure différente entre les bactéries Gram + et Gram Agents antigéniques différents entre les bactéries Gram + et Gram 77 Constituant majeur quantitativement? Le peptidoglycane Bactéries Gram + Rôle antigénique? NON Chez Staphylococcus : acides teichoïques, sous unités polyosidiques Chez Streptococcus : 2 catégories d antigènes Antigènes C (polyosides) Antigènes M, T et R (protéines) Groupes sérologiques A, B, C, D, E 1 groupe = 1 antigène C (polyosides ) Exemples : Groupe A : Streptococci pathogènes pour l homme, antigène C contient rhamnose et NAG Groupe G : antigène C à rhamnose et N-acétylgalactosamine Protéine M la plus importante Permet de différencier 56 types sérologiques au sein du groupe A Support de la virulence des souches 78

40 Antigène O : Bactéries Gram Enterobacteriaceae: Salmonella 3 antigènes principaux : Flagellaire H Somatique O des enveloppes K (Vi) Situé dans la paroi, et plus précisément dans les couches lipopolyosidique et lipoprotéinique de la membrane externe. Gros complexe associant glucides, lipides et protéines (LPS) Classification des Salmonelles (Kauffmann et White) : Classification en groupes antigéniques puis en sérotypes Basé sur la diversité des facteurs des antigènes H et O Facteurs O numérotés de 1 à 67 La spécificité antigénique dépend de la nature des lipopolyholosides et de leurs constituants sucrés en particulier, ainsi que de leur mode liaison Plus de sérotypes différents identifiés 79 Exemples de groupes sérologiques de Salmonella et de la constitution des polyholosides des antigènes O Espèces Groupe sérologique Antigène Glucosamine Galactosamin e S. Paratyphi A A 1 ; 2 ; S. Paratyphi B B 4 ; Heptose(s) Galactose Glucose S. Paratyphi C C 1 6 ; S. typhi D 1 9 ; S. anatum E 3 ; Mannose S. mississippi G 1 ; 13 ; S. Minesota L S. adelaïde O S. iverness P S. milwaukee U Fucose Rhamnose Abéquose Colitose Paratose 80 Tyvélose

41 But de l étude des caractères antigéniques : Sérotypage : rechercher et caractériser les antigènes spécifiques d une bactérie afin de l identifier. On dispose de batteries de sérums qui révèlent les antigènes présents par agglutination. Exemple sérotypage de E. coli dans le diagnostic des gastro-entérites infantiles (GEI) Sérodiagnostic : rechercher et mesurer dans le sérum d un malade le taux d anticorps apparus suite à une maladie. En présence de la bactérie responsable de la maladie, on observe une agglutination des antigènes avec les agglutinines présentes dans le sérum du patient. Exemple sérodiagnostic des brucelloses, leptospiroses 81 Rôle toxique Fixation des bactériophages Virus de la bactérie = bactériophage 1 ère étape de l infection d une bactérie par un bactériophage : fixation de celui-ci Site de fixation du bactériophage : la PAROI de la bactérie. Chez les bactéries Gram +, fixation au niveau des acides tëichoïques Antibiotiques et paroi Certains antibiotiques agissent en bloquant la synthèse de paroi, du peptidoglycane en particulier (cas de la pénicilline) Pénicilline sur bactéries en croissance paroi défectueuse lyse de la cellule Spécificité de l antibio : pas de peptidoglycane chez les eucaryotes (homme) Plus efficace chez les bactéries Gram + que les bactéries Gram Donc antibio modifiés pour les rendre plus solubles dans la membrane externe des bactéries Gram (ampicilline) 82

42 Limulus test Les endotoxines bactériennes sont recherchées dans tous les produits parentéraux. C'est-à-dire tous les produits administrés sous forme injectable. La limule (Limulus polyphemus) est un crabe «préhistorique. C est en constatant que l hémolymphe de la Limule coagulait en cas d attaque bactérienne que le principe du test a étédéveloppé. Il s agit d un test enzymatique faisant intervenir une cascade de réaction qui aboutit à la formation d un gel de coagulation ou, dans les tests plus évolués, à la libération d un colorant. 83 Conclusion Paroi : structure rigide qui donne sa forme à la bactérie et la protège de la plasmolyse Elle participe à la régulation des échanges entre l intérieur et l extérieur de la cellule Constituants principaux : des molécules complexes, composées de sucres, de lipides et d acides aminés Structure différente entre les bactéries Gram + et les bactéries Gram : Bactéries Gram + une couche épaisse de peptidoglycane associé à des acides teichoïques Bactéries Gram une fine couche de peptidoglycane dans l espace périplasmique et une membrane externe 84

43 Figure III Capsule élément le plus superficiel inconstante polysaccharidique (polymère de 1-2 sucres) mise en évidence : à l encre de chine à halo clair ou coloration fuschine sérum. 86

44 Capsule Rôles : 1. Protection contre la phagocytose 2. agents physiques et chimiques 3. Support antigénique nique Implications médicales : Pouvoir pathogène : augmente la résistance à la phagocytose Diagnostic : à antigènes solubles dans les liquides de l organisme Épidémiologie : typage sérologique Vaccins : à base de polymères capsulaires purifiés 87 Capsule particulière: slime Feutrage de fibres polysaccharidiques = structure réticulée lâche Difficile à mettre en évidence si quantité importante SLIME Implications : Propriétés d adhésion (biofilm), responsable de l attachement : des bactéries entre elles entre bactéries et surfaces solides (biomatériaux, cathéters, prothèses) entre bactéries et surfaces cellulaires (buccales, respiratoires) : facteur de Colonisation entre bactéries et supports inertes : plaque dentaire 88

45 Formation d un biofilm - protège les bactéries de la dessiccation, - concentre ou modifie les nutriments exogènes, - protège contre les antiseptique, désinfectants, antibiotiques APPENDICES EXTERNES FLAGELLES FILAMENTS AXIAUX PILI SEXUELS PILI COMMMUNS (FIMBRIAE) spirochètes 90

46 Flagelles Mise en évidence colorations spéciales en microscopie optique longueur : 6 à 15 µm nombre variable suivant les espèces : 1 ou plus disposition variable Filaments axiaux spirochètes polaire ( aux extrémités) péritriche (autour de la bactérie) 91 Flagelles Structure et composition chimique assemblage de protéines : flagelline attachés à la membrane cytoplasmique par une structure protéique complexe et mobile par rotation Rôles assurent la mobilité de certaines bactéries: Chimiotactisme flagellines sont antigéniques: Classification 92

47 Flagelles: structure Pili sexuels peu nombreux (1 à 4) longs - creux - extrémité distale renflée codés par des gènes plasmidiques (facteur F) rôle dans la conjugaison bactérienne : permettent le rapprochement des 2 bactéries et un contact cellulaire étroit 94

48 Pili communs (fimbriae) chez les bactéries à Gram visibles uniquement en microscopie électronique structure fibrillaire protéique (piline et adhésine), 2 à 3 µm de long rigides, régulièrement disposés à la surface facteurs de pathogénicité :. adhésion aux cellules eucaryotes, favorise la colonisation des muqueuses (E. coli et muqueuse vésicale, gonocoque et urètre). protection contre la phagocytose sites de fixation de certains bactériophages 95 Protéines fibrillaires de surface chez certaines bactéries à Gram +, assimilables à des fimbriae monomères ou polymères de protéines dépassant de la paroi les acides lipoteichoïques leur sont associés rôle dans. Adhérence expression du pouvoir pathogène exemples : * protéine A du staphylocoque doré (adhésine) *protéine M du streptocoque du groupe A (antiphagocytaire) intérêt épidémiologique : sérotypage 96

49 4.4 Structure de résistance : la SPORE Mise en évidence FORME DE RESISTANCE de certaines espèces quand les conditions deviennent défavorables Mise en évidence par colorations spécifiques: Vert malachite Colration gram Coloration au vert Malachite exemples de bactéries sporulées : - aérobies : Bacillus anthracis, Bacillus subtilis - anaérobies : Clostridium perfringens, Clostridium botulinum, 97 La spore structure

50 La spore: Propriétés FORME DE RESISTANCE de certaines espèces quand les conditions deviennent défavorables La spore peut persister très longtemps dans l environnement paroi très épaisse résiste:. au froid. à la chaleur. à la dessiccation. aux antibiotiques. à certains antiseptiques conservation de toutes les aptitudes génétiquement déterminées peuvent redonner des formes végétatives quand les conditions redeviennent favorables: Germination 99 La spore: sporulation et germination 100