26/09/2008 Chap IX La spore et le cycle sporal Introduction La spore (découverte par Cohn en 1873) correspond à une forme de résistance en dormance (> milliers d’années) ; elle correspond à une endospore qui se développe par un processus de différenciation cellulaire (impliquant des kinases membranaires). Définition :la spore correspond à une forme de résistance qui se développe dans le cytoplasme de certaines espèces bactériennes lorsque les conditions extérieures deviennent défavorables. Sporulation Forme végétative Spore Germination Mise en évidence Microscopie optique : -en contraste de phase: structure brillante et réfringente -après coloration: Benito-Trujillo au vert malachite à chaud (TP) = coloration Schaeffer-Fulton. On ajoute sur un frotti bactérien un colorant : vert malachite tous en chauffant, lavage, puis contre coloration à la Safranine. On obtient une spore verte dans une bactérie rose. Résultats: présente chez certains bâtonnets G+ (Bacillus, Clostridium), de 0,2 à 2 µm ovoïde ou allongée, centrale, subterminale ou terminale, et déformante ou non. 1 26/09/2008 Morphologies Non déformante centrale déformante terminale Non déformante subterminale Non déformante terminale Contraste de phase Spores déformantes Terminales Centrales Terminales 2 26/09/2008 Spores terminales déformantes + capsule Coloration de Benito-Trujillo au vert malachite 3 26/09/2008 Au microscopie électronique : -protoplasme sporal: avec un cytoplasme condensé (40% eau) -paroi sporale: fine couche de PG identique à celui de la cellule végétative -cortex : PG élastique particulier assurant la déshydratation du cytoplasme en bloquant l’entrée d’eau -une ou plusieurs tuniques -exosporium: structure membranaire facultative de fonction inconnue 4 26/09/2008 Cellule végétative Tuniques Cortex Composition chimique -composition chimique globale (dipicolinate de Ca, augmentation du % des protéines et diminution du % des glucides) + déshydratation : 10-30% d’eau -composition chimique des différentes structures: l’exosporium : lipoprotéines La (les) tunique(s) : protéines spécifiques de la sporulation riches en ponts disulfures Le cortex : acide dipicolinique qui chélate fortement les ions divalents (Ca) ; il protège notamment le DNA de la chaleur. PG avec moins de ponts interpeptidiques. le protoplasme : très déshydraté = gel épais et acide : SASP = petites protéines acides, synthétisées spécifiquement au cours de la sporulation, elles protègent l’ADN Propriétés de la spore Thermorésistance : plusieurs mn à 121°C (3mn pour Clostridium) en chaleur humide (mais tuées en quelques secondes à 150°C qui conserve la qualité nutritive des aliments), jusqu’à 170°C en chaleur sèche radiorésistance, résistance physicochimique (nombreux agents chimiques, dessiccation) sensibilité au formol, au phénol et partiellement à l’eau oxygénée 5 26/09/2008 Le cycle sporal: 7h / environ 1h par stade / 100 gènes -modèle : Bacillus subtilis -stade 0: forme végétative -stade I: formation du filament axial -stade II: formation du septum de sporulation (div. asymétrique) -stade III: formation de la préspore (avec une membrane externe inversée) -stade IV: formation de la paroi sporale et du cortex -stade V: formation de la (ou des ) tunique(s) -stade VI: maturation -stade VII: libération Le cycle sporal 6 26/09/2008 Sporulation et germination - la spore présente un métabolisme inactif - la germination nécessite une période de latence préalable, elle est activée par la présence d’éléments nutritifs (L-ala) et se traduit par une entrée d’eau (gonflement irréversible), une augmentation de l’activité métabolique, une perte des différents types de résistance, une perte du dipicolinate de Ca et une prolifération de la forme végétative Conclusion la sporulation joue un rôle important en pathologie , impliquant essentiellement les Bacillus et les Clostridium: Clostridium difficile (flore normale, commensale) qui peut sporuler à la suite d’un traitement antibiotique et devenir pathogène (exotoxines) Clostridium tetani (plaies souillées par la terre) Clostridium botulinum (conserves familiales) Clostridium perfringens (toxine = gangrène gazeuse) en provoquant généralement des infections secondaires dans des plaies préalablement infectées (en conditions d’anaérobiose) Bacillus anthracis (charbon) = pneumonie fatale La spore pose un véritable problème, car elle résiste à un grand nombre de méthodes de désinfection, qu’elles soient physiques ou chimiques. Agents sporicides: formol, oxyde d’ethylène, β-propionolactone 7