Chapitre 15

1
Chapitre 15
QUESTIONS À COURT DÉVELOPPEMENT
1.
Comment les plasmides et la lysogénie peuvent-ils transformer E. coli, un organisme
normalement inoffensif, en agent pathogène ?
Une bactérie comme E. coli, normalement inoffensive, peut transporter un plasmide. Ce
plasmide est un petit génome sur lequel se trouvent des gènes qui codent pour une
entérotoxine. Lorsqu’elle exprime le gène présent sur le plasmide, la bactérie produit la
toxine et la libère dans l’organisme hôte. La toxine entraîne des dommages tissulaires
sévères, si bien que le plasmide est à l’origine de la transformation de la bactérie
normalement inoffensive en agent pathogène.
Un bactériophage peut introduire son ADN viral dans le chromosome bactérien et
devenir un prophage : la bactérie qui contient un prophage est une bactérie lysogénique.
La bactérie peut acquérir de nouvelles propriétés si elle exprime des gènes viraux qui
codent par exemple pour des enzymes qui la rendent résistante à des antibiotiques ou
pour la synthèse d’une toxine.
2.
La cyanobactérie Microcystis æruginosa produit un peptide qui est toxique pour les
humains. Selon le graphique ci-dessous, quel facteur influe sur la virulence de la
cyanobactérie ? À quel moment cette bactérie est-elle le plus toxique ? Justifiez votre
réponse. À quel moment de l’année peut-on s’attendre à des cas plus nombreux
d’intoxication ?
1
2
L’intensité de la lumière est le facteur qui influe sur la virulence de la cyanobactérie.
La dose nécessaire pour produire des symptômes chez la moitié des sujets atteints est plus
petite lorsque l’intensité lumineuse est la plus grande.
L’intensité lumineuse est plus grande en été. Par conséquent, on peut s’attendre à ce que
les cas d’intoxication soient plus nombreux à cette époque de l’année.
3.
Comment chacune des stratégies suivantes contribue-t-elle à la virulence d’un agent
pathogène?
a) Production de leucocidine, une enzyme
b) Modification des antigènes de surface après son entrée dans l'hôte
c) Production d’une endotoxine
d) Croissance intracellulaire
e) Présence de fimbriæ
Chacune des stratégies suivantes contribue à la virulence d'un agent pathogène de la
façon suivante :
a) Production de leucocidine : cette enzyme tue les leucocytes, qui sont des cellules de la
défense immunitaire, d’où une diminution de la résistance de l’hôte et la facilitation
de l’infection.
b) Modification des antigènes de surface quelques jours après son entrée dans l'hôte :
les anticorps produits ne sont plus spécifiques au moment où ils rejoignent l’agent
pathogène sur les lieux de l’infection, d’où la facilitation de l’infection.
2
3
c)
Production d’une endotoxine : l’endotoxine l’endotoxine est une substance
vasoactive qui diminue le débit cardiaque, ce qui entraîne une chute de la pression
artérielle et une dépression subséquente de la résistance de l’organisme, d’où la
facilitation de l’infection.
d) Croissance intracellulaire : les microbes sont capturés mais ne sont pas digérés par
les enzymes du phagocyte. En outre, les microbes se multiplient à l’abri du repérage
immunitaire, d’où la facilitation de l’infection.
e)
Présence de fimbriæ : elles permettent l’adhérence aux cellules hôtes et freinent les
effets du nettoyage naturel effectué par les muqueuses.
4.
Parcourez les chapitres 21 à 26 du manuel et décrivez les facteurs de virulence pour
chacun des agents pathogènes responsables des infections suivantes :
a) Streptococcus pyogenes dans la scarlatine : présence de la protéine M dont les
propriétés sont antiphagocytaires ; production de l’exotoxine érythrogène qui cause
l’érythème.
b) Hæmophilus influenzæ type b dans la méningite : présence d’une capsule de
sérotype b.
c) Virus de la poliomyélite : effet cytocide du parasite intracellulaire des neurones
moteurs situés dans la corne antérieure de la moelle épinière.
d) Giardia lamblia dans la giardiase : la grande quantité de protozoaires dans
l’intestin grêle entrave l’absorption des nutriments.
e) Escherichia coli O157:H7 dans la colite hémorragique : production d’une
exovérotoxine.
APPLICATIONS CLINIQUES
N. B. Certaines de ces questions nécessitent que vous cherchiez des réponses dans les
différents chapitres du livre. Vous pouvez aussi revoir les applications cliniques du
chapitre 4.
3
4
1.
Le 8 juillet, un homme de 47 ans se rend à une clinique médicale et on lui prescrit
des antibiotiques pour traiter ce qu'on croit être une sinusite. Mais son état s'aggrave
et il est incapable de manger pendant 4 jours parce qu'il souffre de raideur et de
douleurs intenses dans la mâchoire. Le 12 juillet, il est hospitalisé pour des spasmes
faciaux si graves que les contractures musculaires bloquent sa mâchoire. Lors de son
admission, le patient signale au médecin que, le 5 juillet, alors qu’il était en camping,
il s'est infligé une blessure par perforation à la base de l'orteil avec un vieux bout de
racine ; il a nettoyé la plaie mais, préférant ne pas interrompre ses vacances, n'a pas
consulté de médecin.
Quelle question le médecin doit-il poser à son patient en regard de l’incident
lié à la blessure à l’orteil ? Quelle est la cause probable des signes et symptômes
intenses de ce patient ? Quel est le réservoir qui héberge l’agent pathogène en cause ?
Décrivez le mécanisme physiopathologique qui a conduit à l’apparition des spasmes
intenses de ce patient. Pourquoi l’antibiotique administré n’a-t-il pas diminué les
signes et les symptômes ? (Indice : voir le chapitre 22 et la figure 22.5.)
La question à poser est la suivante : « Avez-vous déjà été vacciné contre le tétanos et,
si oui, quand l’avez-vous été ? »
La toxine tétanique peut être responsable des signes et symptômes intenses de
ce patient, en particulier les spasmes intenses de la mâchoire. Le tétanos est une
infection causée par des bactéries qui germent dans une plaie profonde, comme
celle de l’orteil, et qui produisent ensuite une exotoxine qui diffuse dans le sang.
L’infection est liée à l’entrée des bactéries dans l’organisme, mais c’est la toxine
qui est responsable des symptômes et des signes de la maladie.
Les réservoirs du tétanos sont le sol et les objets souillés par la terre et la
poussière. Les racines peuvent être le réservoir de la bactérie sous forme de spores.
Le mécanisme physiopathologique qui conduit à l’apparition des spasmes
intenses traduit la relation entre la toxine et ses effets sur l’organisme (signes et
symptômes). La toxine tétanique, une neurotoxine libérée par la bactérie depuis le site
d'infection, pénètre dans le système nerveux central par l’intermédiaire des nerfs
4
5
périphériques ou du sang. Dans le SNC, la toxine tétanique bloque la transmission de
l'influx nerveux qui provoque le relâchement musculaire. Par exemple, durant le
fonctionnement normal d’un muscle, un influx nerveux déclenche la contraction d’un
muscle squelettique ; au même moment, le muscle antagoniste reçoit un signal
provoquant son relâchement afin qu'il ne s'oppose pas à la contraction. La toxine, en
bloquant le signal de relâchement, cause la contraction des deux muscles en même
temps — il en résulte les spasmes caractéristiques du tétanos. Les muscles de la
mâchoire sont atteints dès le début de la maladie, rendant l'ouverture de la bouche
difficile. Peu à peu, d'autres muscles squelettiques sont touchés, y compris les
muscles responsables de la déglutition. Les spasmes des muscles respiratoires
finissent par causer la mort.
L’antibiotique administré n’a pas diminué les signes et les symptômes parce
que ces derniers sont dus à la toxine et non à la bactérie et qu’un antibiotique agit
seulement sur des bactéries.
2.
Pour chacun des exemples suivants, expliquez s'il s'agit d'une infection ou d'une
intoxication par les aliments.
a) Des personnes qui ont mangé des crevettes pêchées à Matane, au Québec,
présentent, de 4 heures à 2 jours après le repas, les symptômes suivants : diarrhée,
crampes, faiblesse, nausées, frissons, maux de tête et fièvre.
b) Des personnes qui ont mangé du barracuda pêché en Floride présentent, de 3 à 6
heures après le repas, les symptômes suivants : malaises, nausées, vision trouble,
difficultés à respirer et engourdissement.
Une intoxication est causée par l’ingestion de nourriture qui contient une toxine. Les
effets toxiques se manifestent rapidement. Dans l’exemple b), il s’agit donc d’une
intoxication.
Une infection est causée par l’ingestion de nourriture contaminée par des bactéries.
L’infection se déclare après la multiplication des bactéries et leur production de
toxines. Ce processus exige un certain temps, d’où le délai dans l’apparition possible
5
6
des symptômes. La variation dans le temps peut être due à la quantité de bactéries
ingérées au départ. Dans l’exemple a), il s’agit donc d’une infection.
3.
De l'eau de lavage contenant des bactéries Pseudomonas est stérilisée et utilisée pour
nettoyer des sondes intracardiaques. Trois patients qui ont subi un cathétérisme
cardiaque sont atteints de fièvre, de frissons et d'hypotension. L'eau et les sondes
étaient stériles. L’endotoxine produite par les bactéries est responsable de
l’apparition des signes et symptômes.
Décrivez le mécanisme physiopathologique qui relie l’endotoxine d’une part à
l’apparition de la fièvre et des frissons et d’autre part à l’apparition de l’hypotension.
Y a-t-il un lien avec le fait que l’eau et les sondes étaient stériles ? Justifiez votre
réponse.
En réaction à des endotoxines, les macrophagocytes produisent de l’interleukine 1
(IL-1) qui est transportée par le sang jusqu'à l'hypothalamus dans l’encéphale, où se
trouve le centre thermorégulateur du corps. Sous l'action de l'IL-1, l'hypothalamus
libère des lipides appelés prostaglandines, qui modifient la valeur de référence de la
température du corps et règlent le thermostat de l'hypothalamus à une température
plus élevée. La fièvre en est la conséquence.
Les frissons sont des réactions de l’organisme associées à la fièvre. Comme
le thermostat de l’hypothalamus est déréglé à la hausse, l’organisme doit produire
de la chaleur. Les contractions musculaires (frissons) sont un moyen pour
l’organisme d’augmenter la température du corps.
Comme la fièvre, la chute de la pression artérielle produite par les endotoxines
est liée à la libération d'une substance, le facteur nécrosant des tumeurs (TNF), dans
le sang par les macrophagocytes. Un des effets du TNF est d'affaiblir les capillaires
sanguins ; leur perméabilité est augmentée et ils perdent de grandes quantités de
liquide plasmatique. La déperdition de liquide crée une hypovolémie responsable de
la chute de la pression artérielle, d’où l’état de choc.
6
7
Les endotoxines peuvent aussi entraîner la libération de substances
vasoactives qui provoquent une vasoconstriction cutanée intense : la résistance
vasculaire de la peau augmente et la circulation sanguine en périphérie diminue ; une
partie du sang est emprisonnée dans le système veineux, et le retour veineux se
trouve fortement réduit, et il s’ensuit l’effondrement de la pression artérielle.
La stérilisation de l’eau de lavage contenant Pseudomonas a détruit la bactérie
par la chaleur. Pseudomonas est une bactérie à Gram négatif. La destruction de ces
bactéries à Gram négatif a entraîné la libération de l’endotoxine contenue dans leur
paroi. L’endotoxine n’a pas été détruite par la stérilisation et est demeurée dans l’eau
de lavage. L’eau a contaminé les sondes intracardiaques lors du lavage. Les patients
ont eu des réactions typiques dues à l’effet pathogène des endotoxines.
4.
La prévention contre le SIDA met l’accent sur les relations sexuelles protégées et sur
la non-réutilisation de seringues usagées. On précise que la maladie n’est pas
transmissible par la salive, ou très rarement. Par contre, bien des gens sont
convaincus que le virus se transmet par simple contact. Comment expliquez-vous
que, dans la très grande majorité des cas de transmission du virus, la contamination a
lieu au cours de relations sexuelles ?
Le virus du SIDA utilise les voies génitales comme porte d’entrée privilégiée pour
accéder rapidement au sang. La muqueuse buccale n’est pas une porte d’entrée
privilégiée. Par conséquent, la transmission par la salive ou par un simple baiser est
très rare parce que ces portes d’entrées n’offrent probablement pas au virus un accès
assez rapide à la circulation sanguine.
5.
Les patients traités par chimiothérapie pour leur cancer ont normalement une plus
faible résistance à l'infection. Mais voilà qu'un patient recevant un médicament
anticancéreux inhibant la division cellulaire (antimitotique) est résistant à Salmonella
7
8
durant la durée de son traitement (il ne peut contracter la maladie). Proposez un
mécanisme possible pour expliquer cette résistance.
Le traitement antimitotique altère la division cellulaire. Le cytosquelette est un
organite important qui forme le réseau de fibrille emprisonnant les chromosomes lors
de la division cellulaire. L’effet perturbateur du médicament pourrait être lié à son
action sur le cytosquelette. Or, certaines bactéries, et cela pourrait être le cas de
Salmonella, utilisent le cytosquelette pour pénétrer dans une cellule hôte et l’infecter.
Si le cytosquelette n’est plus normal durant un traitement anticancéreux, l’organisme
hôte pourrait devenir résistant à l’infection à Salmonella en particulier.
6.
Dans le film Le hussard sur le toit, adapté du roman du même nom de Jean Giono,
l’héroïne contracte le choléra. Le héros reconnaît la maladie aux vomissements
intenses de son amie, à la froideur de son corps, à sa peau blafarde et à sa très grande
faiblesse. Dans un geste désespéré pour lui sauver la vie, il la frictionne
énergiquement des heures durant afin de raviver la circulation sanguine. Ses efforts
sont finalement couronnés de succès.
Le choléra est une toxi-infection causée par la bactérie Vibrio choleræ
sérotype O:1, qui produit une entérotoxine choléragène. Cette exotoxine provoque un
état de choc sévère, une acidose métabolique et, sans traitement d’hydratation, une
mort rapide dans les 24 à 48 heures.
Démontrez que l’entérotoxine choléragène possède les propriétés pathogènes
générales des exotoxines. Reliez les effets de l’entérotoxine à l’état de choc observé
dans les cas sévères de choléra.
Une épidémie de choléra a sévi dans les années 1990 en Amérique latine, se
répandant du Pérou à la Colombie et dans six autres pays avoisinants. Quelle
caractéristique de l’agent pathogène lui confère sa grande capacité à se transmettre si
facilement ? (Indice : voir le chapitre 25 et la figure 25.11.)
8
9
De façon générale, les exotoxines sont des protéines produites et sécrétées par des
bactéries en croissance au cours de leur métabolisme ; l’exotoxine diffuse dans le
milieu environnant et son action pathogène s’exerce spécifiquement contre une
structure cellulaire, ce qui entraîne une perte fonctionnelle des cellules des tissus
atteints. Même à faible dose, leur toxicité est très grande.
Dans le cas du choléra, la bactérie Vibrio choleræ produit et sécrète, en phase de
croissance, une protéine toxique appelée entérotoxine choléragène, qui diffuse
localement. Cette exotoxine a pour cible spécifique les cellules épithéliales de la
bordure en brosse de l’intestin grêle ; elle dérègle la fonction d’absorption en
empêchant les échanges de liquides et d’éléments nutritifs de telle sorte que ces
derniers ne sont pas absorbés dans la circulation sanguine mais sont entraînés dans
l’intestin et perdus sous forme de diarrhées brutales et abondantes. Il s’agit là d’un
effet pathogène intense qui reflète la toxicité puissante propre aux exotoxines.
L’entérotoxine provoque de grandes pertes de liquides corporels et
d’électrolytes responsables, dans les cas sévères, d’une déshydratation très grave. La
déshydratation des cellules conduit à une hypovolémie qui réduit le débit cardiaque, ce
qui mène à une chute de la pression artérielle ; c’est l’état de choc.
La bactérie peut survivre dans plusieurs réservoirs en dehors de l’humain. Les
selles que les humains malades ou porteurs sains éliminent peuvent contaminer l’eau
et certains aliments (coquillages, crustacés, etc.). Les bactéries survivent bien dans
l’eau, de sorte que la transmission s’effectue facilement si les eaux d’alimentation ne
sont pas traitées.
9