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Bactériologie
Mycobactéries
Cours de Bactériologie
 


 

Les mycobactéries sont des bactéries à paroi riche de lipides (acides mycoliques) et de glycolipides (arabinogalactame, lipoarabinomannane), apparentées aux bactéries à Gram positif.

Ce sont des bacilles acido-alcoolo-résistants (BAAR), propriétés tinctoriales mise en évidence par la coloration de Ziehl-Neelsen.

Les mycobactéries sont capables de croître dans les macrophages et résistent aux antibiotiques antibactériens usuels.

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Ce sont des bactéries aérobies strictes qui requiert de l’oxygène pour leur croissance rapide ou lente.

Ces bactéries sont responsables de maladies chroniques (tuberculose, lèpre) et d’infections opportunistes au cours du SIDA.

Il existe plus de 50 d’espèces de mycobactéries saprophytes.

Certaines sont pathogènes :

1- Mycobactéries de la tuberculose : Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium bovis, Mycobacterium africanum ;

2- Mycobactérie de la lèpre : Mycobacterium leprae ;

3- Mycobactéries atypiques: les mycobactéries opportunistes (SIDA) : Mycobacterium avium, Mycobacterium kansasii…

Mycobactéries de la tuberculose :

La tuberculose est due à plusieurs espèces de mycobactéries : M tubercu-losis , M. bovis, M. africanum.

Ce sont des bactéries strictement humaine transmises par voie aérienne, hautement virulente (l’inoculum infectant par aéro-sols est de l’ordre de 1-3 bactéries), à croissance lente (20 h temps de génération), capables de survivre et de croître dans les macrophages( bactéries à croissance intracellulaire facultative).

En pratique, M tuberculosis (ou bacille de Koch, BK) est le pathogène de loin le plus souvent isolé au cours de cette maladie.

L’impact de la tuberculose en Santé Publique est considérable, surtout dans le tiers-Monde.

D’après l’OMS ( 1990), l’ incidence de la tuberculose était de : 3 344 506 cas déclarés / an , avec des taux d’incidence de 25/105h en Europe , 30/105 h en Amérique du Nord, de 70/105 h en Afrique, de 70/105 h dans les pays de l’Est de la Méditerranée, 120/105 h en Asie, et de 60/105 h dans le Pacifique Ouest.

En France, l’incidence est de 17/105h, avec 52 cas de méningite tuberculeuse en 1992 ( incidence 9 méningites /103 primo-infections tuberculeuses).

On a récemment vu une augmentation de la tuberculose dans le monde, atteignant près de 24 % dans le Tiers-Monde.

En Europe, on a observé un ralentissement de la décroissance de l’incidence de la maladie.

Enfin, on a aussi observé l’émergence de souches résistantes aux antituberculeux (INH, rifampicine, éthambutol...).

A - La tuberculose :

La tuberculose est avant tout une infection pulmonaire, localisation de 85 % des cas.

L’évolution de la maladie varie en fonction de l’âge des patients.

Les jeunes enfants (<3 ans) font des miliaires tuberculeuses généralisées avec méningites.

Les enfants de 3-15 ans font des primo-infections asymptomatiques avec chancre d’inoculation, adénopathie médiastinale : c’est le ‘’complexe primaire d’inoculation’’.

Les jeunes adultes 15-25 ans ont une propension pour présenter une tuberculose cavitaire des sommets.

Les vieillards font des réactivations de tuberculose ancienne ou des surin-fections avec miliaires, cavernes, pneumonies progressives graves. Les formes extra-pulmonaire représentent 15 % des tuberculoses.

Il s’agit de méningites, de formes ostéo-articulaires (mal de Pott), urogénitales, séreuses (péricardites pleurésies, péritonites), ou encore ganglionnaires.

B - Physiopathologie de la tuberculose :

La tuberculose est une maladie chronique liée à l’interaction complexe entre les bactéries et le système immunitaire.

La réaction immunitaire T (CD4-dépendante) de l’hôte (terrain génétique) est déterminante pour l’expression clinique de la maladie.

La contamination se fait par aérosols (droplets nuclei avec 1-3 bactéries > 5 µ) transmis par la toux, la parole, les éternuements, à partir des patients, surtout ceux hautement contagieux présentant des cavernes tuberculeuses.

L’inoculum infectant est faible < 100 bactéries et les contacts sont souvent répétés.

La transmission digestive qui requiert un inoculum massif >108 bactéries se faisait par le lait contaminé (M. bovis) et est devenue rare depuis la pasteurisation systématique du lait.

Très rarement, la tuberculose peut être transqmise par voie sexuelle, transplacentaire ou cutanée.

1- Phase pré-immune de l’infection (< 6-8 semaines) :

Chancre d’inoculation pulmonaire :

Après contamination par aérosols, la lésion initiale est le chancre d’inoculation pulmonaire.

Les cibles des bactéries sont les macrophages alvéolaires de zones les mieux ventilées (segments inférieurs des lobes moyen et inférieur , segment antérieur des lobes supérieurs , lingula).

Les bactéries pénètrent les macrophages par les CR3-CR1 et les récepteurs de la fibronectine, et se multiplient dans ces cellules en inhibant les fusions phagolysosomes, et en résistant aux enzymes lysosomiaux (acides mycoliques).

Cette résistance est due à la paroi des mycobactéries riches de lipides (acides mycoliques) et de glycolipides (arabinogalactame, lipoarabinomannane).

Cette multiplication intramacrophagique entraîne une alvéolite acellulaire, marquant le chancre d’inoculation, qui est habituellement unique (25%>1), contenant des macrophages et quelques polynucléaires avec rares BK, une exsudation de fibrine avec vasodilatation capillaire.

Cette alvéolite évolue avec l’apparition en 3-4 semaines de cellules géantes et épithélïodes, constituant avec un afflux de lymphocytes un granulome inflammatoire à la 8ème semaine.

A partir du chancre d’inoculation, les bactéries disséminent d’une part vers les ganglions lymphatiques du hile et du médiastin, formant le ‘’complexe primaire d’inoculation’’ , et d’autre part par voie sanguine vers tous les tissus (ganglions lymphatiques, moelle osseuse, rein, cerveau) et les régions apico-dorsales des poumons.

La phase pré-immune est caractérisée par l’absence d’inhibition de la croissance bactérienne et la dissé-mination sans granulome aux tissus.

C’est la période de risque majeur de méningite tuberculeuse.

2- Phase immune de l’infection (6-14 semaines) :

La phase immune de l’infection correspond à l’ induction de l’immunité cellulaire T avec formation de granulomes inflammatoires. Les événements cellulaires de l’immunité antituberculeuse sont d’abord :

1- La présentation des antigènes bactériens immuno-dominants (> 20 protéines majeures) aux lymphocytes CD4 par les macrophages chargés de bactéries intracellulaires ; ces macrophages produisent de Il-1 qui stimule la prolifération des cellules CD4 productrices d’INF-γ ;

2- L’activation des macrophages bactéricides et le recrutement des monocytes activés par les cytokines.

Ces événements contribuent à la formation des granulomes tuberculeux constitués de macrophages activés producteurs d’Il-1 et TNF (cellules épithélioïdes) ou fusionnés (cellules géantes de Langhans) au centre du foyer inflammatoire et de lymphocytes CD4 αß et CD3 γδ cytotoxiques recrutés, entraînant la destruction des macrophages et une réaction fibroblastique périphérique entraînant un enkystement.

L’évolution du granulome se fait vers la nécrose caséeuse, qui est une nécrose tissulaire et bactérienne formant un milieu semi-solide très hostile (pas d’oxygène, pH acide, pas de nutriments) avec de rares bactéries extracellulaires quiescentes.

Cette nécrose, considérée comme très efficace pour contrôler la multiplication bactérienne ne survient que lorsque la croissance n’est pas entièrement contrôlée.

Les conséquences de la réponse immune sont le contrôle de la bactériémie qui disparaît , la destruction des bactéries tissulaires dans les granulomes et l’ apparition de la résistance acquise contre la tuberculose (hypersensibilité retardée HSR et résistance à la surinfection).

Cette réponse immune est remarquablement efficace puisque la guérison après contact avec M. tuberculosis survient dans près de 97 % des cas (avec enkystement des bactéries qui peuvent rester quiescentes des années.

La maladie-tuberculose ne se développe que dans 3 % des cas : soit une dissémination d’emblée avec tuberculose aiguë et peu de granulomes, soit constitution d’une caverne tuberculeuse avec des granulomes évoluant vers la nécrose caséeuse et le drainage du caséum vers l’extérieur.

C - La résistance acquise anti-tuberculeuse :

La résistance acquise antituberculeuse est de longue durée, entretenue par les réinfections et par l’exposition aux bactéries de l’environnement.

Les réinfections exogènes se voient après un inoculum massif, ou chez des sujets fragilisés (malnutrition, SIDA, vieillard…).

Les réactivations endogènes surviennent au cours de déficits immunitaires ou après traitement par des corticoïdes.

D - Diagnostic de la tuberculose :

1- Prélèvements :

Dans la tuberculose pulmonaire, on pratique des prélèvements des sécrétions bronchiques (crachats, tubage gastrique, aspiration bronchique).

Dans la tuberculose extra-(pulmonaire, les prélèvements proviennent de foyers ouverts (urines), ou de foyers fermés ( pus de ponctions et biopsies de plèvre, méninges, ganglions...).

2- Examen microscopique des prélèvements :

L’examen microscopique direct des prélèvements cherche à visualiser les BAAR par coloration de Ziehl-Neelsen ou fluorescence: il s’agit de bacilles 2-4 µ intra et extracellulaires associés à une réaction inflammatoire.

3- Isolement et identification en culture :

L’isolement et identification de M tuberculosis se fait par culture sur milieux de Löwenstein-Jensen et Coletsos.

Les colonies typiques en chou-fleur apparaissent en 3 semaines à 2 mois d’incubation à 37°C.

L’espèce est identifiée par des tests biochimiques (niacine-test, catalase) et des sondes moléculaires spécifiques d’espèce.

L’antibiogramme se fait sur milieu de Löwenstein-Jensen en testant l’INH, l’éthambutol, la rifampicine, la streptomycine et la pyrazinamide.

Pour les biopsies, l’examen anatomopathologique est de grande valeur, montrant les granulomes gigantocellulaires typiques avec le caséum.

Parmi les autres méthodes parfois utilisées, on peut aussi avoir recours à la PCR pour accélérer le diagnostic de M tuberculosis et la culture accélérée sur milieu liquide 7H10 et détection par fluorométrie en 10-14 jours ( intérêt pour l’antibiogramme).

L’inoculation au cobaye ne se fait plus en routine.

E - Hypersensibilité retardée (HSR) :

Le diagnostic indirect est basé sur l’intradermo-réaction(IDR) à la tuberculine (extraits bactériens protéiques) montrant l’hypersensibilité aux antigènes de BK.

Il existe des tests sérologiques (ELISA) peu contributifs en pratique.

F - Traitement de la tuberculose :

M tuberculosis est une bactérie aérobie stricte, à croissance lente (20 h ou plus) présentant une fréquence élevée des mutations : INH (isoniaside) 5/106 , rifampicine 1/ 107 , pyrazinamide 1/107 , éthambutol 1/105 , streptomycine 4/105.

Selon ces propriétés, on peut définir trois populations bactériennes tenant compte du taux de bactéries dans les lésions histologiques:

L’objectif du traitement est d’ empêcher la sélection de mutants résistants aux antibiotiques et d’éliminer les bactéries persistantes pour prévoir les rechutes.

En France, le taux de résistance primaire à INH est de 3 %, à la streptomycine de 4 %, à la rifampicine de 0,1 %.

Les antibiotiques antituberculeux ont des activités variables selon la localisation et l’état physiologique des bactéries.

Mycobacterium leprae :

M leprae est l’agent de la lèpre (bacille de Hansen).

C’est un BAAR responsable d’une infection chronique cutanée et nerveuse (superficielle).

Il n’existe qu’un seul réservoir, l’homme. Cette mycobactérie à croissance intracellulaire stricte est non cultivable.

A - Lèpre :

C’est une maladie d’un grand polymorphisme.

D’après la classification de l’OMS (clinique, histologie, immunologie), on distingue :

1- Des formes stables, la lèpre tuberculoïde et la lèpre lépromateuse ;

2- Des formes frontières instables (borderline). Parmi les individus en contact avec le bacille, seul un faible nombre développera la maladie.

La lèpre tuberculoïde (sujets “résistants”) est caractérisée par des macules érythémateuses, hypopigmentées, évoluant vers des plaques étendues (léprides).

Ces lésions cutanées s ‘accompagnent de signes neurologiques : perte de la sensibilité thermique, tactile, sensibilité douloureuse de la peau, hypertrophie des troncs nerveux, entraînant des troubles trophiques des phanères et des os (déformations, mutilations par ostéolyse).

La lèpre lépromateuse (sujets “sensibles”) est une forme grave, généralisée avec infiltration diffuse des tissus par les bacilles., associée à de nombreuses lésions cutanées disséminées type macules et nodules fermes et indolores (lépromes).

On voit un épaississement important du lobe des oreilles, faciès léonin, atteinte des muqueuses aérodigestives supérieures et un coryza chronique avec sécrétions purulentes et épistaxis, destruction du cartilage nasal (perforation de la cloison nasale...).

Les formes frontières évoluent vers l’une ou l’autre forme.

B - Physiopathologie de la lèpre et immunité :

La contamination se fait par voie transcutanée (contact peau ou sécrétions nasales), avec un rôle favorisant pour les excoriations.

Les bactéries ont un tropisme cutané et nerveux des parties exposées au froid (multiplication à 30°C, temps de génération : 13 jours).

Les mycobactéries sont phagocytées par les macrophages tissulaires et les cellules de Schwann et se multiplient dans toutes ces cellules.

Ceci induit une réaction cellulaire T très forte dans la forme tuberculoïde avec des granulomes cellulaires et peu de bactéries.

Dans la forme lépromateuse, la réaction cellulaire T est faible et les lésions cutanées sont sans réaction cellulaire et riches de bacilles.

C - Épidémiologie de la lèpre :

On compte environ 11 millions en 1975 ( en Asie, Afrique, Amérique du Sud, Indes).

Cette maladie est contagieuse par les malades lépromateux (multibacillaires ) en particulier par les écoulements de mucus nasal ( pouvant contenir jusqu’à 108 bactéries / mL).

La transmission se ferait par contact direct (cutanée et muqueuse).

L’incubation est de 3 - 5 ans.

Le tatou serait la seule espèce animale naturellement contaminée.

D - Diagnostic bactériologique de la lèpre :

L’ examen microscopique direct est la clé du diagnostic en permettant de visualiser les BAAR non cultivables dans les biopsies cutanées et les frottis nasaux

L’intradermoréaction à la lépromine (réaction de Mitsuda) peut aider au diagnostic sur le terrain.

E - Traitement de la lèpre :

On utilise les sulfones (dapsone), la clofazimine, et la rifampicine, antibiotique majeur contre cette maladie. Habituellement, 3 antibiotiques sont administrés par voie orale pendant 2 ans.

On a vu apparaître des bactéries résistantes sous antibiothérapie.

La maladie n’est plus contagieuse après 3-4 semaines de traitement.

Mycobactéries opportunistes :

Certaines mycobactéries à croissance rapide ou lente, souvent très résistantes aux antibiotiques, sont responsables d’infections opportunistes graves chez les sujets fragiles, notamment au cours du SIDA.

Il existe de nombreuses espèces de l’environnement : M. avium-intracellulare ( les plus importantes en pratique), M. kansasii, M xenopi, M. fortuitum, M. chelonei , M. malmoense , M. ulcerans M. scrofulaceum...

A - Les infections opportunistes :

Ce sont des mycobactérioses pulmo-naires dans 80-90 % des cas, pouvant ressembler à la tuberculose (M. avium intracellulare, M kansasii, M xenopi).

Il peut aussi s’agir de mycobactérioses ganglionnaires (M. scrofulaceum, M. avium-intracellulare), de formes cutanées (M. marinum, M. ulcerans) et de formes disséminées (SIDA).

B - Physiopathologie des mycobactérioses opportunistes :

Ces mycobactéries sont capables de se multiplier dans les macrophages et déclenchent une immunité cellulaire T.

Ces infections sont très bien contrôlées chez les sujets sains, ce qui n’est pas le cas des immunodéprimés.

C - Diagnostic des mycobactérioses :

Les bactéries BAAR sont visualisées dans les prélèvements de crachats et les hémocultures.

Selon les espèces, elles croissent sur milieu de Loewenstein-Jensen , rapidement en 24-48 heures ou lentement en 3-4 semaines

D - Traitement :

Ces mycobactéries sont souvent résis-tantes aux anti-tuberculeux, et seulement sensibles à certains antibiotiques, tels que pour M. avium la clarithromycine et à la sparfloxacine.

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