L homme et les microbes, une histoire commune. Pr Frédéric Bauduer Université Bordeaux Segalen PACES - UE 7B Année universitaire

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1 L homme et les microbes, une histoire commune Pr Frédéric Bauduer Université Bordeaux Segalen PACES - UE 7B Année universitaire

2 Les différents types de microbes Virus (dépendants des cellules eucaryotes pour leur réplication) Bactéries Parasites uni- ou pluri-cellulaires Champignons 2

3 Microbes et hommes: des partenaires indissociables de longue date 3

4 Les microbes sont apparus sur terre bien avant l homme! rrrrrrrr rrrrrrrr rrrrrrrr rrrr rr rr rr rr rr rr 4

5 Arbre phylogénétique du monde vivant Procaryotes 5

6 La mitochondrie: une bactérie devenue indispensable (théorie endosymbiotique de Margulis) Il y a ~ 1 à 2 Milliards d années adaptation aux conditions aérobies 6

7 Notre corps est colonisé par de nombreuses bactéries et levures Dans l organisme humain, il y a davantage de bactéries que de cellules! : 10 15, plus de 1000 espèces Fœtus «stérile» puis ensemencement lors: du passage de la filière génitale à l accouchement, de la respiration, de l alimentation = colonisation bactérienne Sites les plus riches: tube digestif (Escherichia coli), peau (staphylocoque), vagin (Lactobacillus) «Sanctuaires» (stériles): sang, LCR, urine 7

8 Le corps humain est un écosystème Ecosystème = milieu naturel: différents organes (= biotope) + êtres vivants: microbes (= biocénose) Homéostasie: T, ph, hydratation «Biocénose physiologique»: bactéries/levures de la flore intestinale «Biocénose pathologique»: virus ou bactéries pathogènes - parasites du tube digestif (helminthes), intra-cellulaires (Plasmodium), ou superficiels (poux, puces) 8

9 9

10 Rôles de la flore intestinale Résistance à l infection Inhibition de l implantation de bactéries exogènes par un effet barrière Stimulation chronique du système immunitaire implanté dans les muqueuses (animaux axéniques davantage sensibles aux infections bactériennes) Transformation de substances Digestion de certains composés Modification des sels biliaires Métabolisation de certains médicaments (antibiotiques ) Synthèse de vitamines en appoint de l apport alimentaire (K) Physiologie de l intestin Préservation du tissu intestinal et maintien du transit Production d énergie au profit de la muqueuse 10

11 Microbes et histoire des hommes: quelques exemples 11

12 Un microbe responsable de la grande famine d Irlande A partir de 1700 forte croissance démographique: introduction de la pomme de terre subdivision des terres pour les héritiers + nourriture de base de l Irlande : infection de la pomme de terre par Phytophthora infestans (mildiou) Sur les 8 Millions d habitants: 1 Million de morts + 1 Million d émigrés 1850: 1 habitant de New-York sur 4 est né en Irlande! 12

13 La tuberculose Originaire du vieux monde (inconnue des Amérindiens avant le contact avec les Européens) Complexe Mycobacterium: grandes similarités génétiques Agents spécifiques de l homme (tuberculosis, africanum, canettii), des rongeurs (microti) ou à spectre large (bovis) 13

14 La tuberculose: concept classique Apparition ~ 8000 BP au Néolithique lors du contact avec les bovidés M. bovis M. tuberculosis (Nowak, 1991) 14

15 Nouveau scénario évolutif de M. tuberculosis Régions variables (insertions/délétions) de 100 souches de tous ces types Ancêtre commun: M. prototuberculosis (3 Millions BP) M. bovis et M. tuberculosis ont évolué de façon parallèle Brosch et al

16 Paléopathologie de la tuberculose Mal de Pott Confirmation: mise en évidence de l ADN de Mycobacterium par biologie moléculaire (PCR) 16

17 Signes de tuberculose sur des momies égyptiennes Néo-ossification et fistules ( BC) Nouveau né ( BC): adhésions pleurales 17

18 La lèpre Mycobacterium leprae: bactérie appartient au même groupe que le bacille tuberculeux relations historiques entre ces 2 maladies Mutilations des extrémités des membres, effondrement de l arête nasale, chute des incisives supérieures, ulcérations oculaires êtres effrayants et repoussants réactions de fuite et de rejet au Moyen Age Immunité croisée entre tuberculose et lèpre diminution de l incidence de cette dernière depuis l urbanisation liée à la révolution industrielle au XIXe siècle nouveaux cas dépistés en Inde en 2003 Théorie classique: originaire d Inde - introduction en Europe lors du retour des troupes d Alexandre le Grand Données récentes: Afrique de l Est berceau du bacille de la lèpre 18

19 Analyse phylogéographique de M. leprae (Monot et al. 2009) 19

20 Analyse phylogéographique de M. leprae Colons européens Route de la soie (1e siècle ap JC) Traite des esclaves Types génétiques ancestraux (Monot et al. 2009) 20

21 Paléopathologie de la lèpre Signes osseux de lèpre sur squelettes et momies d Egypte 21

22 Des microbes au service des hommes: quelques exemples 22

23 La Pénicilline: un antibiotique d origine microbienne! Découverte effectuée par Alexander Fleming en 1928 Penicillium notatum 23

24 Les microbes au service des biotechnologies: le génie génétique Bio-réacteurs permettant la production d une protéine d intérêt thérapeutique par l intermédiaire de bactéries transformées par génie génétique Exemple: Escherichia coli et fabrication de l insuline 24

25 Les microbes au service de la thérapeutique: la thérapie génique Thérapie génique: transfecter* des cellules avec un virus porteur du gène dont on veut rétablir la fonction Essais dans diverses maladies génétiques: mucoviscidose, hémophilie *= faire pénétrer le virus (vecteur) dans la cellule 25

26 Microbe et plaisir du vin Château d Yquem (Sauternes) Raisin colonisé par Botrytis cinerea (champignon) normalement phytopathogène «pourriture noble» (arôme) sous le climat du Sauternais (matins brumeux / AM ensoleillés) Si conditions climatiques défavorables pas de production (9 fois au XXe siècle) 26

27 La bière Eau + malt + houblon + levure: Saccharomyces cerevisiae 27

28 Le roquefort: l œuvre de P. roqueforti lait de brebis chauffage Adjonction de Penicillium roqueforti (pain de seigle ou industrie) Affinage dans les caves ~ 3 mois Salage (sel marin) Plusieurs retournements/j Emballage «alu» pour stabiliser le Penicillium AOC depuis 1926, Roquefort (Aveyron) 28

29 Tant qu il y aura des hommes, il y aura des microbes 29