Microorganismes Agents de Maladies

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  • LV342 cours 4 Catherine Esnault 2012 1

    Cours de Microbiologie Gnrale

    LV342 Cours 4

    Microorganismes agents de maladies

    chez lhomme

    Catherine Esnault, Matre de Confrences

    Universit Pierre et Marie Curie (Paris 6)

    UFR 927 Sciences de la Vie

    Licence de Sciences et Technologie

    Mention Sciences de la Vie L3

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    Relations avec un hte ou d'autres organismes

    dfinitions Saprophytisme :

    microorganisme se dveloppant dans l'environnement aux dpends de la matire

    organique morte. Exemple : champignons.

    Commensalisme :

    microorganisme se dveloppant sur un hte sans le gner et en l'aidant indirectement.

    Par exemple, les bactries de la peau et des muqueuses.

    Symbiotisme :

    association troite de deux ou plusieurs organismes dissemblables. On parle

    d'endosymbiose lorsqu'un microorganisme se trouve l'intrieur de son partenaire.

    Exemple : lichen, symbiose algue-champignon

    Mutualisme :

    association de deux ou plusieurs organismes, dans laquelle tous les membres sont

    avantags par bnfice rciproque. C'est un symbiotisme au sens large, chaque

    membre pouvant aussi tre autonome. Exemple : rhizobium-lgumineuse

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    Dfinitions (suite) Syntrophisme (du grec "se nourrir mutuellement") ou cross feeding : association de

    deux microorganismes, qui cooprent pour une activit mtabolique globale bien

    prcise sans que leur dpendance mutuelle ne puisse tre remplace par une simple

    addition de substrat ou de nutriment. C'est un cas particulier du symbiotisme.

    Exemple : le rumen

    Parasitisme :

    microorganisme profitant de l'association aux dpends de l'hte. Les

    microorganismes pathognes ainsi que l'ensemble des virus sont des parasites,

    mme si en mdecine ce terme est plutt rserv aux microorganismes eucaryotes.

    La parasitologie est ltude des maladies provoque par les parasites eucaryotes.

    Exemple : la maladie du sommeil provoque par Trypanosome

    Opportunisme :

    microorganisme commensal profitant d'une faiblesse de l'hte pour devenir

    pathogne. Exemple : E. Coli intestinal devient pathogne dans les voies urinaires.

    Cette situation est un bon exemple indiquant qu'il n'y a pas de frontires strictes entre

    les catgories dfinies ci-dessus :

    Symbiotisme Mutualisme Commensalisme Parasitisme

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    Localisation des microorganismes

    Peau

    Voies respiratoires suprieures

    Poumons

    Les voies digestives

    Le tractus urognital

    Infection : multiplication dun microorganisme pathogne dans un organe

    Maladie : infection qui produit des symptmes

    Exemple dinfection aigu la diphtrie, par contre la tuberculose est une infection chronique (fatale), la peste pulmonaire une infection fulgurante. Il peut exister des infections sans maladie, inapparente (gonorrhe) ou la typhode (porteur sain).

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    Chez un individu immuno-dprim on observe des infections

    dites opportunistes (flore naturelle non pathogne) ex sidens.

    On appelle virulence la capacit dun microbe raliser une

    infection.

    On appelle facteur de virulence un produit qui contribue

    linfection de lhte.

    Remarque pour certaines maladies comme la tuberculose cest

    la rponse immunitaire qui est responsable de la maladie

    (voir endotoxine) en effet ce sont les cytokines (mdiateurs)

    librs par les cellules lymphodes qui sont responsables des

    dommages chez lhte .

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    Les tapes de linfection

    Adhsion une surface (suite par exemple une blessure

    Adhsion gnralement spcifique (Neisseria.gonnorrha)

    Les facteurs dadhsion:capsule, fimbri, pilus, flagelles

    Invasion: lymphe et sang

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    Facteurs de virulence (1)

    contribuent la colonisation et linvasion de lhte

    Colonisation: apports nutritionnels de lhte

    causent des dommages lhte

    Toxicit et pouvoir denvahissement

    Toxicit: Clostridium tetani, Corynebacterium diphteri

    Envahissement: Streptococcus pneumoni

    Mesure de la virulence: LD5O Nombre de bactries entranant la mort de

    50 % des animaux

    Exemple: Streptococcus pneumoniae (S5O) et Salmonella enterica (S5OOO)

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    Les facteurs de virulence (2)

    Contrle de linvasion: caillot

    Lyse: streptokinase

    Production: coagulase

    Les toxines

    Exotoxines:hmolysine, toxine diphtrique, botulinique, ttanique.

    Entrotoxine: V.choler

    Autres cas: E.coli, S.enterica

    Endotoxines : Drives du LPS des gram- , Lipide A, core

    polysaccharide, O-polysaccharide

    Superantignes:

    stimulation massive des lymphocytes (Staphylococcus aureus)

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    Modification de cytosquelette et secrtion de

    type III

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    Ce pidestal est un rcepteur pour la bactrie Shigella qui va ainsi sinternaliser. Une fois internalise, elle dpolymrise

    lactine et provoque leffondrement de la structure des microvillosits de la brosse et la polymrise en nouvelles

    structures (comte dactine) qui vont permettre le passage de cellule en cellule (processus dinvasion). Ces

    modifications de lactine contribuent ainsi la phagocytose des bactries par des cellules qui nont pas naturellement

    cette proprit. Lentre dans les cellules fait que les bactries chappent au systme immunitaire.

    Modification

    de lactine

    EPEC :Enthero Pathogenic E Coli,

    Shigella. Par le SS de type III, EPEC

    injecte les protines Tir, il y a

    recrutement des protines cellulaires

    WASP et Arp2/3 dans la cellule et il

    se forme un pidestal qui va

    permettre le contact avec les

    adhsines bactriennes, les protines

    intimin .

    Nature, 2000, Donnenberg MS

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    Acquisition du fer

    Enterobactin is a 669-Da catecholate that is synthesized by Escherichia coli and

    Salmonella typhumuriun, but is used by all known enterobacteria

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    Survivre la phagocytose

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    Camouflage de Mycobacterium tuberculosis

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    Echapper aux anticorps

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    Endotoxine : le LPS

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    Ilots de pathognicit:structure gnrale

    V1-V4: gnes de virulence

    DR: squences rptes directes

    Int: gne de mobilit

    IS: squence dinsertion entire (Isc) ou dfective (Isd)

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    Phages et virulence

    Phages temprs et conversion lysognique

    Transferts horizontaux

    Toxine botulinique (Clostridium botulinum)

    Souche pathognes et non pathognes

    Toxine diphtrique: (Corynebacterium diphteri) phage et gne tox.

    Toxine cholrique: (Vibrio choler) phage CTX

    Shiga toxine: (Shigella)

    Phage et traitement antibiotique.

    Transfert E.coli (STEC)

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    Maladies et biofilms : Dfinitions

    Forme planctonique

    Forme attache ( sessile )

    Surface

    non-biologique

    (abiotique)

    biologique (biotique)

    Matrice* ou

    Slime (Staphylococcus

    epidermidis)

    * La matrice comprend un ou plusieurs exopolysaccharides (glycocalyx), des

    protines, des acides nucliques, des lments minraux, mtalliques etc.

    Elle enchsse les bactries

  • LV342 cours 4 Catherine Esnault 2012 19

    Les biofilms sont universels

    - toutes les surfaces sont colonisables (lentilles de contact, mail dentaire, pipelines, conduites deau potable, roches immerges, implants mdicaux)

    - le support peut tre une source de nutriments (cellulose du papier, chitine)

    - certains matriaux retardent ladhsion, aucun ne l empche totalement

    - aucune espce bactrienne connue nexiste que sous forme planctonique

    - les bactries cultives sur support solide ne forment par toujours un biofilm (Ex : culture sur milieu glos)

  • LV342 cours 4 Catherine Esnault 2012 20

    Biofilm

    microscopie lectronique balayage

    Biofilm sur support mtallique (conduite d eau)

    Donlan and Costerton (2002) Clin Microbiol Rev, 15, 2:167-193

  • LV342 cours 4 Catherine Esnault 2012 21

    Biofilm

    microscopie confocale

    Vue transversale d un biofilm

    Donlan and Costerton (2002) Clin Microbiol Rev, 15, 2:167-193

  • LV342 cours 4 Catherine Esnault 2012 22

    Biofilm

    modle structural actuel

    support

    canaux

    Flux hydriques

    Cellules vivantes : 15% vol.tot.

    Matrice : 85% vol.tot

    tours

    champignons

    Zones de dispersion

    Donlan and Costerton (2002) Clin Microbiol Rev, 15, 2:167-193

  • LV342 cours 4 Catherine Esnault 2012 23

    1m

    2m

    2m

    20m

    10m

    Cellules planctoniques

    Cellules attaches

    Microcolonie

    Biofilm

    Gense des biofilms

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    Gntique des