Microsoft PowerPoint - Cours Bact\351rio G\351n\351rale 7

24/09/2008
Chap VII
La capsule, le glycocalix
Introduction
la capsule est un composant superficiel important de la virulence des bactéries
(G+ et G-) qui intervient dans la préparation de vaccins (Ag K).
Définitions
Le glycocalix (capsule au sens large) correspond à toute substance qui entoure la
paroi de certaines bactéries et qui n’est jamais délimitée par une membrane.
On distingue:
-un glycocalix sans signification anatomique qui correspond à un
composant extracellulaire (visqueux et plus ou moins diffusible) et éliminable par
simple lavage: slime layer ou couche mucoïde
-un glycocalix ayant une signification anatomique (couche cohérente
visible au microscope) qui correspond à une :
*couche muqueuse, qui peut être éliminée par des procédés doux
*capsule proprement dite, difficile à éliminer; elle correspond souvent à
un gel très hydraté de polysaccharides (liaisons covalentes)
*microcapsule muqueuse
*microcapsule
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Mise en évidence
1- Examen à l’état frais
L’examen direct montre un halo réfringent entourant le corps bactérien
2-Examen direct en présence de protéines non spécifiques
L’utilisation de sérum à un pH convenablement choisi (acide) augmente l’indice de
réfraction
3-Examen direct en présence d’anticorps spécifiques
On observe un phénomène de gonflement de la capsule (augmentation de l’indice de
réfraction)
4- Examen après coloration
Coloration négative (MO) méthode de Burri à l’encre de chine
Coloration positive (MO) colorants fluorescents
Ultrastructure (ME) couche mal définie, coloration négative et ombrage métallique
Disposition, structure et ultrastructure
épaisseur: de 0,2 µm (microcapsule) à >1µm (capsule)
aspect: plusieurs germes enclos dans une même capsule (Klebsiella, Pneumococcus) ;
consistance glaireuse= zooglée Leuconostoc mesenteroïdes) ; gaine rigide; capsule très fine
visible en fluorescence (certains Bacillus)
organisation: souvent absente, parfois présence de fibrilles perpendiculaires à la paroi (E. coli)
ou hétérogénéité biochimique (capsule polypeptidique et polysaccharidique chez B.
megaterium) ; variations d’épaisseur
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Composition chimique
1-Capsule polysaccharidique
Correspond à la structure la plus fréquente et la plus variable
Homopolysaccharide
Correspond à la polymérisation d’un seul type d’ose (plusieurs millions de daltons)
glucose (dextranes ou glucanes): Leuconostoc mesenteroïdes (source industrielle de
dextranes)
fructose (levanes ou fructosanes): Streptococcus salivarius
galactose (galactanes): Mycoplasma mycoïdes (sans paroi) mais aussi fucose , rhamnose…
Hétéropolysaccharide:
Ces capsules hétéroploysaccharidiques résultent de la polymérisation d’un motif de base (ose
+ acide uronique) et forment un gel fortement hydraté; elles sont fréquentes en pathologie
humaine:
polyosides pneumococciques: motif d’acide D-glucuronique et de D-glucose(b 1-4), grande
variété antigénique (80 types)
polyosides streptococciques(groupes A et C) : motif d’acide D-glucuronique et de DNacétylglucosamine; la capsule est présente au début de la phase exponentielle de croissance,
puis elle est hydrolysée par la streptohyaluronidase
polyosides K des entérobactéries, motif variés, très acides (80 types chez E. coli)
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2- Capsule peptidique
surtout chez les bactéries G+
Bacillus anthracis, polypeptide d’acide D-glutamique
Capsulogénèse
Expression phénotypique du caractère capsule
Importance du milieu de culture
Streptococcus salivarius (levanes) et Leuconostoc mesenteroïdes (dextranes): saccharose;
les halophiles: NaCl;
les pneumocoques: source de carbone
Importance de la pression de sélection
capsule in vivo, perte de la capsule in vitro
Importance des conditions physiologiques optimales
exemple des Streptocoques (phase exponentielle de croissance)
Facteurs génétiques
Perte par mutation, récupération par transformation (Streptococcus pneumoniae)
Expérience de Griffith et col.
Transformation ( Avery, Mc Leod et Mc Carthy)
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Streptococcus pneumoniae
Expérience Griffith (1928)
Transformation des bactéries (Streptococcus pneumoniae)
C+ = germe capsulé
C-= mutant non capsulé
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Avery,Mc Leod et Mc Carthy (1944).
Gène S (C+) pour la
Formation d’une capsule
Mutant (C-) pour la
Formation d’une capsule
Biosynthèse
1- A partir de précurseurs endogènes de sucres chez E.coli (undécaprényle-P)
2- A partir de précurseurs du milieu de culture
c’est notamment le cas des capsules homopolysaccharidiques synthétisées à partir du saccharose:
Dextrane sucrase chez Leuconostoc mesenteroïdes avec accumulation de fructose dans le milieu;
levane sucrase chez Streptococcus salivarius avec consommation du glucose
Importance et fonctions de la capsule
Rôle protecteur, mais non vital
résistance à la dessiccation, réserve nutritive; mais ni altération du métabolisme, ni de la viabilité
par l’élimination de la capsule.
Facteur de virulence
protection contre la phagocytose (Pneumocoque, Bordetella pertussis, N. meningitidis)
absence d’activation ou dégradation du complément
préparation de vaccins anticapsules
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Activation et inactivation de la voie alterne du complément
Pour que la voie alterne soit activée, la composante C3b du complément doit se lier de façon
non-spécifique à la paroi cellulaire bactérienne. L'attachement du C3b permet la liaison du
facteur B. Ce dernier est ensuite clivé par le facteur D pour former la C3 convertase (C3bBb),
initiant du même coup la cascade du complément.
L’inactivation peut intervenir à différents niveaux :
Pas de liaison de C3b, dégradation de C3b, inhibition de la liaison de B.
Par ailleurs, la présence de la capsule peut interférer entre la reconnaissance du C3b et son
récepteur; malgré l'opsonisation, la bactérie ne sera pas phagocytée car les polysaccharides
capsulaires bloquent l'accès des récepteurs au C3b
Spécificité antigénique et pouvoir immunogène
Les polysaccharides (capsules polysaccharidiques) sont antigéniques
les polypeptides (capsules peptidiques) se comportent comme des haptènes
Critères d’identification
Intérêt diagnostique et épidémiologique incluant les porteurs sains (par exemple :
Pneumocoque, Meningocoque) :
Sérotypage d’un germe capsulé à partir d’un sérum spécifique ;
recherche d’Ac agglutinants dans le sérum du malade à partir de souches connues
Propriétés adhésives de certaines capsules
bactéries marines (polysaccharide compact)
Streptococcus mutans (caries dentaires)
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Formation de biofilm
Adhésion à des matériaux étrangers
(cathéters, drains, …)
S. epidermidis
Formation d’un biofilm: un mécanisme complexe
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Les biofilms jouent de nombreux rôles
"positifs" majeurs
Géologie transformation des flux de matière aux
interfaces, formation/altération des
minéraux, hydrobiologie
Agronomie colonisation de la surface des racines et des
feuilles de plantes…
Physiologie colonisation du tractus intestinal, de l'appareil
urogénital…
Industrie Dépollution/ Réacteurs à biomasses fixées ou
floculées
Impacts négatifs des biofilms
Unités de refroidissement des usines de production électrique, des usines chimiques…
Augmentation des énergies de pompage, Colmatages
Corrosions imprévues
Niches pour l'accumulation de pathogènes Utilisation massive de biocides
Transports maritimes, plates-formes off-shore, installations portuaires…
biofilm sur la coque des navires peut réduire leur vitesse de 10%
Perte de patrimoine culturel
Bâtiments, oeuvres, objets archéologiques…
Agroalimentaire
Contamination des produits alimentaires
Dégradation des qualités organoleptiques
Production et distribution d'eau
Dégradation des qualités organoleptiques (odeurs)
Accumulation de pathogènes (Légionelles)
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Impacts négatifs des biofilms
Dentaire
Attaque des alliages, infections
Mise en solution (lente) d'ions métalliques
Hôpitaux
Contamination des locaux et équipements (salles d'intervention, circuits de distribution
d'eau…) Ex: Hopital G.Pompidou: filtres pour points d’eau estimé à 3 M€/an
65% des infections nosocomiales impliquent des biofilms : cathéters, implants,
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Mise en évidence d’un biofilm bactérien par coloration à l’iode
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