ULaval:MED-1206/Microbiologie et infectiologie/Pathogenèse et virulence

Microbiologie – Pathogenèse et virulence

MIC-061. Un équilibre fragile

• Tension entre sensibilité/résistance de l’organisme et le pouvoir pathogène des microorganismes
• Postulats de Koch (étiologie des maladies infectieuses)
  • On doit retrouver le même agent pathogène chez tous les maladies.
  • Cet agent doit pouvoir être isolé en une culture pure.
  • L’agent pathogène extrait de la culture pure doit provoquer la maladie si inoculé dans un animal sain.
  • L’animal inoculé doit présenter le même agent pathogène qu’au départ.

Relation d’équilibre	Théorie germinale
Microorganismes omniprésents : air, eau, sol, végétaux, animaux. Homme : environnement privilégié pour microorganismes --> favorise l’équilibre entre microorganismes et humains. Tout le monde gagne à la collaboration harmonieuse vs le désordre. Mais l’équilibre est dynamique, donc fragile : la santé n’est pas un état permanent.	Pasteur et les levures dans la fermentation du vin --> lien microorganismes et changements dans la matière organique --> théorie germinale des Mx (les microorganismes peuvent causer maladies)

Défenses du corps humain	Pouvoir pathogène
Peau et muqueuses Cellules immunitaires et Ig	Pénétrer tissus Se protéger de l’immunité par capsules ou enzymes de dégradation Libérer toxines

MIC-063. Modes transmission des infections

• Virus endogènes : microbes présents dans l’organisme, normalement inoffensifs, agressent le corps.
  • Vaginite

• Virus exogènes : microbes viennent de l’extérieur (malades, porteurs sains ou asymptomatiques, environnement)
  • Grippe
  • ITSS
  • Infections nosocomiales

Par contact			Par un véhicule	Par vecteurs
Direct	Indirect	Gouttelettes		Mécanique	Biologique
Contact physique entre source et hôte (aucun objet intermédiaire), p. ex. toucher, relations sexuelles	Propagation du pathogène par objet inanimé contaminé (ex : serviette, literie, jouet, pièce de monnaie)	Tousser, éternuer, rire, parler < 1 m	Eau Nourriture Air Soluté	Pattes ou corps de l’insecte (transport passif)	Arthropode : pique animal infecté puis pique un autre animal, transmettant le pathogène --> processus actif et complexe

Portes d’entrée

Muqueuses	voies respiratoires tube digestif voies urogénitales conjonctive
Peau	protection importante contre la maladie (impénétrable lorsque qu’intacte) larves des ankylostomes peuvent creuser un chemin mycètes vivent de la kératine dans l’épiderme microbes s’introduisent dans les ouvertures naturelles follicules pileux, conduits des glandes sudoripares/sébacées
Voie parentérale	déposition directe sous la peau/dans les muqueuses piqûres, morsures, coupures, crevasses (tuméfactions, assèchement de la peau) --> bactéries des sillons épidermiques/orifices glandulaires se retrouvent dans milieu chaud et humide de la plaie (favorise l’infection)

Portes de sortie

Voies respiratoires	·       gouttelettes de mucus ·       expulsés par toux/éternuement
Voies gastro-intestinales	·       fèces/salive (lors de vomissements)
Voies urogénitales	·       sécrétions provenant pénis/vagin
Voie sanguine	·       insectes (piqûre, morsure) ·       aiguilles, seringues contaminées
Peau	·       pellicules de la peau (squames), écoulement liquide séreux/purulent

Infections nosocomiales :

• Infections acquises en milieu hospitalier
• 5-10% des patients hospitalisés en développent.
• Conditions nécessaires à acquisition d'une infection nosocomiale (3 nécessaires)
  • Réservoir hospitalier
  • Affaiblissement de l’hôte
  • Présence de chaîne de transmission.

MIC-064, 65. Virulence et pathogénicité

Virulence

Pathogénicité

Degré de pathogénicité (dépend de potentiel d’agression + sensibilité/défense de l’hôte) Quantitatif et mesurable (taux de morbidité/mortalité ou nombre de microorganismes nécessaires pour causer infection – DL50) Variable pour un même pathogène : Exaltation : accroitre virulence (transferts successifs du pathogène dans plusieurs hôtes sensibles --> expression maximale des gènes de virulence, ex. la capsule du S. pneumoniae) Atténuation : pression sélective, perte d’information génétique, vieillissement des cultures, T°, composés chimiques Vaccins avec organismes atténués: peu de pouvoir pathogène mais pouvoir immunogène + fort que vaccins avec organismes morts (anti-tuberculose, variole, poliomyélite, rougeole, choléra de Pasteur)

Aussi nommé pouvoir pathogène Moyens d’agression du microbe (ne prend pas en compte l'hôte) Qualitatif

En résumé

Virulence	Pathogénicité
quantitatif	qualitatif
tient compte de... ·       potentiel d’agression du microbe ·       sensibilité de l’hôte ·       moyens de défense de l’hôte	tient compte de... ·       moyens d’agression du microbe

MIC-066 à 70. Les étapes du processus infectieux

1. Pénétrer dans l’organisme hôte par une porte d’entrée
2. Adhérer aux cellules hôte de façon à ne pas être expulsé
3. Invasion : franchir les défenses de l’hôte et y résister.
4. Atteindre tissus cibles et provoquer dysfonctions physiologiques.

Pénétrer dans l’hôte	Adhérence aux cellules hôtes	Processus d’invasion	Induction de dysfonctions physiologiques
Muqueuses : Voies respiratoires Tractus GI Voies urogénitale Conjonctive (le plus souvent voies respiratoires et GI)	Adhésines : ligands pour récepteurs sur cellules Composées de glycoprotéines ou lipoprotéines	Compétition pour le fer : Fer essentiel (oxydoréduction --> transport d’électrons, activation de l’oxygène, réduction du peroxyde, synthèse de l’ADN, des AA, des nucléotides, photosynthèse) mais peu disponible car séquestré dans lactoferrine, transferrine et ferritine Bactéries produisant sidérophores (catécholes et hydroxamates) s’approprient le fer : création de complexes avec Fe3+	Exotoxines : Gram + Protéines libérées quand bactérie croît Deux sous-unités (AB ou AB5) A : enzyme --> toxicité B : transférer enzyme dans cellule Action triple : Hausse AMPc (ex : choléra) Inhibition synthèse protéique (diphtérie, E. coli, P. aeruginosa) Inhibition neurotransmetteurs (ex : tétanos, botulisme) Très toxiques à petites doses Protéines donc dénaturées à 60°C pour 1 h (thermolabiles) à deviennent anatoxines (toujours immunogènes : vaccins) Souvent, bactéries ne se multiplient pas. Clostridium tetani, Clostridium botulinum Endotoxines sont très spécifiques (cytotoxines/neurotoxines/entérotoxines)
Peau : Si intacte, impénétrables sauf pour larves des ankylostomes et mycètes Microbes entrent par follicules pileux, glandes sudoripares et sébacées	Récepteurs : résidus d’hydrate de carbone ou protéines	Défenses Capsule protège contre complément et phagocytose Endotoxines C5a peptidase : inhibe complément Leucocidines : détruit neutrophiles/macrophages Modifier antigénicité des pilis ou autres protéines de surface Staph et Strep : protéines A et G réduisent efficacité des Ig Interférence avec phagocytose (inhibe fusion phagosome/lysosome, survie à l’intérieur du phagolysosome, échappe au phagosome)
Voie parentérale : piqures, morsures, coupures, crevasses par tuméfactions ou assèchement de la peau. Bactéries prolifèrent dans milieu chaud et humide de la plaie.	Liaison non spécifique : réversible Interactions hydrophobiques, électrostatiques, de van der Waals, browniennes	Enzymes extracellulaires (exoenzymes) --> spécificité d’action Cytolysines : favorisent dispersion. Certaines hydrolysent liens intercellulaires (collagénase, hyaluronidase) --> dispersion tissus profonds Hémolysines : forment complexes avec cholestérol à pores dans membrane à cytolyse. Surtout coques Gram + Bêta-hémolysine : destruction complète ; zone claire sur gélose sang Alpha-hémolysine : destruction partielle ; cerne verdâtre sur gélose sang Coagulases : Staph. Aureus ; forment caillot (pas de phagocytes) Fibrinolysines : sang plus fluide à meilleure propagation des bactéries Leucocidines : bactéries pyogènes (attirent et tuent leucocytes --> forme du pus ; inhibent chimiotactisme des leucocytes) Clostridium perfrigens : exotoxine aux effets multiples	Endotoxines : Gram – Lipopolysaccharides (LPS) libérés quand bactérie meurt et paroi se lyse Lipide A (toxique) Polysaccharide : antigène O Toutes les Gram – en produisent, même si non pathogènes Thermostables (pas d’antitoxines) Actives à doses élevées Toujours mêmes effets, seule l’intensité varie. Pyrogènes (fièvre) : phagocytes répondent à endotoxines par IL-1 --> hypothalamus --> fièvre Hémostase : endotoxines forment petits caillots dans capillaires --> nécrose tissulaire (coagulation intravasculaire disséminée) Choc : chute de TA causée par libération de TNF (augmente perméabilité capillaire) par les macrophages Libération substances vasoactives : prostaglandines, hausse pouls et FR, arrêt fonctionnement reins, confusion Frissons, affaiblissement, hypoglycémie
	Liaison spécifique : irréversible à permet présentation efficace des toxines. Adhésines et récepteurs : plusieurs liens àdevient irréversible. Avantage : pathogène délivre toxines directement aux récepteurs de l’hôte
	Flore indigène peut influencer adhérence : Modifier récepteurs d’adhésines en dégradant glycoprotéines Constituer elle-même un récepteur Inhiber multiplication des pathogènes (inhibiteurs ou compétition pour nutriments) Compétition pour sites d’adhésion

MIC-071. Comparaison exotoxines et endotoxines

Propriétés	Exotoxines	Endotoxines
Origine	Gram +	Gram –
Fonction dans le microorganisme	Produit par métabolisme de bactérie en croissance	LPS à libérées lors de destruction de la cellule
Nature chimique	Protéine ou petit peptide AB ou AB5, avec A la partie toxique et B pour faire entrer A	Lipide A du LPS Ag O immunogène
Physiopathologie	Action spécifique sur récepteur	Non spécifique : fièvre, faiblesse, choc
Stabilité thermique	Instable ; 60-80°C àdénaturation (anatoxine)	Stable
Toxicité	Élevée (1 microgramme)	Faible (> 100 microgrammes requis)
Immunologie	Dénaturation à anatoxine (vaccins) Neutralisée par antitoxine	Pas d’anatoxine Difficile à neutraliser par antitoxine
Pyrogène	Non	Oui
Dose létale	Faible	Élevée
Maladies représentatives	Gangrène gazeuse, tétanos, botulisme, diphtérie, scarlatine, choléra	Fièvre typhoïde, infections du système urinaire, méningite à méningocoques