Relation Hote-Bacterie

L'infection est une maladie provoquée par des agents pathogènes vivants. On distingue deux types de bactéries responsables d'infections:
Les bactéries pathogènes :
- Les bactéries pathogènes sont des bactéries responsables d'une maladie même chez le sujet " sain " (ex typhoïde, choléra, tuberculose, méningite...).
- Le pouvoir pathogène conditionne le type de maladie et va dépendre de l'espèce bactérienne responsable de l'infection. Par exemple, le choléra dont l'agent est Vibrio cholerae est une maladie complètement différente de la méningite à méningocoque. Cette notion de pouvoir pathogène est à distinguer de celle de virulence.
Ces bactéries pathogènes peuvent (pneumocoque, Haemophilus, méningocoque..) ou non (Mycobacterium tuberculosis, Salmonella, Shigella, Vibrio cholerae..) appartenir à la flore humaine commensale. Pour certaines bactéries, comme le méningocoque (agent de la méningite cérébrospinale), le portage sain dans le nasopharynx est la situation de loin la plus fréquente, la maladie est l'exception puisqu'elle ne touche qu'un porteur sain sur 10 000. Ce point souligne que pour ces bactéries qui en réalité appartiennent à la flore commensale de l'homme bien que "pathogènes", il existe une susceptibilité individuelle qui peut être l'âge (plus fréquentes chez les jeunes enfants) ou propre à certains individus, de nature encore indéterminée.

La  virulence :

- La virulence est une notion quantitative alors que le pouvoir pathogène est une notion qualitative.
 Ainsi pour un même pouvoir pathogène, il peut y avoir des souches plus ou moins virulentes. Exemple : Shigella dysenteriae et Shigella flexneri sont toutes les deux responsables d'une dysenterie bacillaire, mais pas avec les mêmes doses. Quelques bactéries suffisent pour développer une infection avec S.dysenteriae alors que plusieurs milliers sont nécessaires avec S. flexneri. Cette espèce est donc considérée comme moins virulente que S.dysenteriae.

Les bactéries opportunistes :

Les bactéries opportunistes ne donnent habituellement pas de maladie chez les sujets sains. En revanche, elles peuvent devenir pathogènes chez les sujets aux défenses immunitaires altérées.
Ces bactéries sont souvent des bactéries commensales qui vivent à la surface de la peau et des muqueuses de l'homme
Chez le sujet normal, elles ne donnent pas d'infections, mais à la faveur d'une immunodépression ou d'une antibiothérapie, elles vont être contre-sélectionnées et proliférer leur donnant ainsi un avantage sélectif.
     Le type de maladie (et donc le pouvoir pathogène) dont ces bactéries sont responsables est, en général, monomorphe : colonisation de la porte d'entrée avec développement d'une inflammation non spécifique à ce niveau (pneumonie, infection urinaire, infection sur cathéter,….), éventuellement suivie d'une généralisation, septicémie avec des localisations secondaires possibles (endocardite, abcès profond, ostéites, méningites...)

Facteurs non spécifiques :

Les barrières

A/ Les barrières qui s'opposent à l'implantation des bactéries correspondent :

- aux flores saprophytes/commensales: la composition de cette flore varie en fonction de l'âge, de l'alimentation, de l'administration d'antibiotiques...
- aux substances microbicides des revêtements cutanéo-muqueux: défensines, Na Cl, acides gras, HCl, sels biliaires, mucus...
- aux facteurs mécaniques : desquamation, péristaltisme intestinal, cellules ciliées.
les barrières qui  s'opposent à la croissance bactérienne :
 - La disponibilité en nutriment pourrait être le facteur limitant.
 - Le seul réel nutriment qui fait défaut in vivo est le Fe3+ . Sa concentration dans les tissus biologiques est de 10-18 M et ceci en raison de sa liaison à la transferrine et la lactoferrine dans le secteur extracellulaire.
  - Cette faible concentration en Fe3+ impose à tous les pathogènes de posséder des systèmes de captation du Fe3+ afin de se procurer ce nutriment nécessaire à leur métabolisme.

Facteurs de virulence des bactéries pathogènes

- En dehors des intoxinations, la première étape du pouvoir pathogène est la colonisation de l'hôte au niveau de la porte d'entrée.
En pratique, cela se traduit par :
une adhésion aux cellules épithéliales des muqueuses à l'aide de pili ou d'adhésines non fimbrillaires. L'adhésine des pili est située au sein de fimbriae. Cette adhésine est la molécule qui va interagir avec un récepteur sur les cellules de l'hôte. Dans le cas des adhésines non fimbrillaires, la protéine est située sur la membrane externe des bactéries. Dans certains cas (Escherichia coli entéropathogène), ce récepteur est sécrété par la bactérie à l'intérieur du cytoplasme des cellules de l'hôte.
Une fois la porte d'entrée colonisée, plusieurs types de pouvoir pathogène peuvent s'exprimer:

- Le pouvoir pathogène est due à la diffusion d'une toxine à distance de la porte d'entrée

- Dans ce cas, la bactérie adhère, colonise et se multiplie au niveau de la muqueuse de la porte d'entrée et peut éventuellement provoquer une inflammation à ce niveau. Mais l'essentiel du pouvoir pathogène est du à la production d'une toxine dont les effets peuvent s'exercer à distance de la porte d'entrée
Vibrio cholerae (choléra) : Dans ce cas, il y a colonisation de l'intestin et production de la toxine cholérique qui va être responsable de la perte hydro électrolytique (cf. Bactériologie médicale - HYPERLINK "http://www.microbe-edu.org/etudiant/vibrio.html" Vibrio )
Escherichia coli entérotoxinogène : (diarrhée des voyageurs), même mécanisme que pour le choléra (cf HYPERLINK "http://www.microbe-edu.org/etudiant/vibrio.html" Vibrio )
Bordetella pertussis : (coqueluche). La muqueuse colonisée est l'arbre trachéo-bronchique. La production de la toxine va être responsable de la toux et des signes généraux et éventuellement cardio-vasculaires
Staphylococcus aureus : producteur de TSST (syndrome de choc toxique). Le staphylocoque colonise une muqueuse (vaginale par exemple) et la production de toxine qui diffusera sera responsable du choc.
Corynebacterium diphtheriae : (agent de la diphtérie). Le pathogène est responsable d'une angine, secondaire à la multiplication bactérienne, mais seules les souches produisant la toxine diphtérique pourront donner le croup et les signes généraux.

Les toxines bactériennes :

Les bactéries pathogènes produisent de nombreuses substances qui sont toxiques pour leur hôte. Lorsqu'il s'agit de protéines et qu'elles agissent à faibles concentrations, il s'agit de toxines. Dans certains cas (tétanos et botulisme par exemple), seule la toxine est pathogène et la multiplication du microorganisme ne participe en rien aux symptômes observés.

On distingue plusieurs types de toxines :

              A. Les toxines A-B

Ce type de toxines a deux composants, la sous unité B qui est responsable de l'interaction avec les cellules de l'hôte et la sous unité A qui contient l'activité enzymatique (toxique). Cette activité varie d'une toxine à l'autre et peut être une activité ADP ribosylante (toxine cholérique, toxine pertussique et toxine diphtérique) ou une activité protéolytique (toxine tétanique ou toxine botulinique). La sous unité B varie d'une toxine à l'autre et est responsable des spécificités tissulaires. Quant à la sous unité A, elle est conservée spécialement dans les régions responsables de l'activité enzymatique.
Le pouvoir pathogène résulte d'une inflammation au niveau de la porte d 'entrée secondaire à la multiplication bactérienne.
Shigella responsable d'une dysenterie
Neisseria gonorrhoeae responsable de la blennorragie.
Une famille de toxines est responsable de la formation de pores conduisant à la lyse cellulaire. A titre d'exemple, il s'agit de l'hémolysine d'Escherichia coli, de la listériolysine (hémolysine) de Listeria monocytogenes.

Les enzymes hydrolytiques :

Beaucoup de bactéries pathogènes produisent des protéases, DNAses, collagénases qui vont participer à la formation des lésions au siège de la multiplication bactérienne.
Exemple: Infection à staphylocoque doré (S.aureus)

Le pouvoir pathogène résulte d'une dissémination du microorganisme à partir de la porte d'entrée:

On distingue deux types de pathogènes selon que la multiplication bactérienne ait lieu à l'intérieur ou à l'extérieur d'un compartiment cellulaire :

          A/ Les bactéries à multiplication intra-cellulaire

Le plus souvent le compartiment dans lequel la multiplication prend place sont les macrophages
Mycobacterium tuberculosis (tuberculose)
Salmonella typhi (typhoïde)
Listeria monocytogenes (listériose)
Brucella (brucellose)
Legionella (Maladie des légionnaires)
Coxiella burnetti (Fièvre Q)
Pour certaines bactéries, le type cellulaire dans lequel la multiplication a lieu est les cellules endothéliales
Rickettsia (fièvre boutonneuse)
Pour les bactéries à multiplication intra-cellulaires, le plus important est d'éviter d'être dégradées par les macrophages:
soit elles inhibent la fusion phagolysosomale et se répliquent dans la vacuole (Salmonella),
soit elles sortent de la vacuole de phagocytose et se répliquent dans le cytosol, (Listeria, Rickettsia)
soit elles ne sont pas dégradées dans le phagolysosome.

Les bactéries à multiplication extracellulaire :

Il s'agit du pouvoir pathogène le plus fréquent. Les bactéries se multiplient dans le secteur extracellulaire et sont équipées pour résister à l'activité bactéricide du complément et à la phagocytose par les polynucléaires.
Septicémies (Escherichia coli, Staphylococcus aureus…)
Pneumonies (Streptococcus pneumoniae, Klebsiella pneumoniae...)
Pyélonéphrites (Escherichia coli, Proteus mirabilis..)
Méningites (Neisseria meningitidis, Streptococcus pneumoniae)
Endocardites (Streptococcus, Enterococcus...)
Ces bactéries à multiplication extra-cellulaires ont un tronc commun de facteurs de virulence qui sont :
la capsule polysaccharidique qui est essentielle dans la résistance à la bactéricidie sérique et/ou la phagocytose
la chaine latérale du lipopolysaccharide ou la sialyaltion du core
les systèmes de captation du fer afin de se procurer le fer ferrique
la production, inconstante, de certaines toxines