Faculté de Pharmacie AMIENS 3ème année (LS 5-3) BACTERIOLOGIE 2010 - 2011 Faculté de Pharmacie AMIENS 3ème année (LS 5-3) 1

Programme Anatomie fonctionnelle bactérienne Classification bactérienne Principales familles et espèces bactériennes d’intérêt médical Biologie des agents infectieux Physiopathologie des infections Outils de diagnostic Prévention, stratégie antibiotique

Bactériologie (Patricia ZAWADZKI) responsable de l’UE : G.Duverlie COURS MAGISTRAUX ENSEIGNEMENTS DIRIGES TRAVAUX-PRATIQUES

dates horaires Cours, ED, évaluations Mercredi 08/09/10 13h45-15h45 Cours 1 Mercredi 15/09/10 Cours 2 Mercredi 22/09/10 Cours 3 Mercredi 29/09/10 Cours 4 Lundi 04/10/10 9h-10h30 10h-30-12h ED1 Gpe1 (A+B) ED1 Gpe2 (C+D) Mercredi 06/10/10 Éval 1 + Cours 5 Lundi 11/10/10 ED2 Gpe1 (A+B) ED2 Gpe2 (C+D) Mercredi 13/10/10 Cours 6 Lundi 08/11/10 Éval 2 + Cours 7 Mardi 09/11/10 Cours 8 Mercredi 01/12/10 11h00-12h Éval 3 (à la place de LS5-7)

Gpe TP LS5-3 séance1 séance2 séance3 séance4 Groupe A Mardi 2/11/10 09-12h 14-17h Mercredi 3/11/10 Vendredi 5/11/10 Groupe C Lundi 15/11/10 16/11/10 Mercredi 17/11/10 Vendredi 19/11/10 Groupe D 22/11/10 23/11/10 Mercredi 24/11/10 Vendredi 26/11/10 Groupe B 29/11/10 30/11/10 Mercredi 1/12/10 Vendredi 3/12/10

Évaluation : contrôle continu 3 évaluations : qcm + qroc Note finale de l’écrit : moyenne des 3 évaluations Note finale LS5-3 : 70% écrit + 30% TP

Ouvrages, références 2002 2009 2007

Introduction le monde bactérien

Microbiologie : ensemble des disciplines concernant les micro-organismes (bactériologie, mycologie, virologie, parasitologie) Bactérie : organisme vivant microscopique unicellulaire procaryote doué de métabolisme et pouvant croître et se diviser aux dépens de substances nutritives (substrat)

Maladie infectieuse : ensemble des répercussions qu’entraînent dans un organisme la pénétration et/ou le développement d’un agent infectieux ou l’action de ses produits Dépend de l’agent infectieux et de l’hôte (« terrain »)

Les maladies infectieuses: 1ère cause de mortalité dans le passé les grandes épidémies la mortalité infantile ignorance des règles d’hygiène ignorances des causes des infections La peste de 1721 à Marseille

Découverte des Bactéries Fin XVII siècle : A. van Leeuwenhoeck Invente le microscope Observe « des animalcules » dans l’eau et la salive

Le 19ème siècle : bactériologie médicale Rôle des microorganismes Transmissibilité Méthodologie microbiologique Robert Koch 1843-1910 Louis Pasteur 1822-1895 Hans Gram

Le début du 20ème siècle Les antibiotiques L’essor de la virologie Le microscope électronique Alexander Flemming découvre la pénicilline (1928) Nobel 1948

Découverte des virus XIX siècle : transmission expérimentale Agents ultrafiltrants : Ivanowsky (TMV) « Virus » : Beijerinck 1898 Début de la vaccination : Jenner (Variole) XX siècle : génétique Bactériophages et échanges génétiques Classification de Lwoff (1953) André Lwoff 1902-1994 Dmiti Iwanowski 1864-1920 Martinus Beijerinck 1851-1931 Edward Jenner 1749-1823

La fin du 20ème siècle L’essor de la génétique La biologie moléculaire Rôle de l’ADN (Watson et Crick 1953) La biologie moléculaire OGM PCR L’extension de l’antibio-résistance Watson et Crick La double hélice (1953) Nobel médecine 1962 Kary Mullis PCR (1984) Nobel chimie 1993

Découverte des Prions Etude du Kuru : Gajdusek (Nobel 1976) Théorie du Prion : S. Prusiner (Nobel 1997) Stanley Prusiner Carleton Gajdusek

Les différents types de cellules animaux champignons plantes protistes supérieurs (n = 1 700 000 espèces) Eucaryotes (n = 260 espèces, très sous-estimé) (n = 9 000 espèces, probablement 10 fois plus) Eubactéries : « vraies » bactéries Archées : Méthanogènes, halophiles, ... Procaryotes Virus ? (n = 3 600 espèces, probablement >30 000)

Les Virus Eucaryotes Archées Bacteries Virus viroïdes Bactériophages

Tailles des micro-organismes Microscopie optique Microscopie électronique Rayons X Tailles des micro-organismes RMN

Principales différences entre Procaryotes et Eucaryotes 2 à 100 µm 0,1 à 10 µm taille Cellule procaryote Cellule eucaryote

Principales différences entre Procaryotes et Eucaryotes Membrane nucléaire Cellule eucaryote Cellule procaryote

Principales différences entre Procaryotes et Eucaryotes Plusieurs chromosomes 1 chromosome Nombre de chromosomes Cellule procaryote Cellule eucaryote

Principales différences entre Procaryotes et Eucaryotes Cellule eucaryote Cellule procaryote Mitochondries Chloroplastes Appareil de Golgi Réticulum endoplasmique Organites

Principales différences entre Procaryotes et Eucaryotes Cellule procaryote Phagocytose Cellule eucaryote

Principales différences entre Procaryotes et Eucaryotes Division Mitose Multiplication Cellule procaryote Cellule eucaryote

Principales différences entre Bactéries et Virus présente Division cellulaire + ADN et ARN 0,1 - 10 Bactéries absente Croissance réplication Reproduction - Métabolisme ARN ou ADN Acides nucléiques 0,01 - 0,25 Taille (mm) Virus

Taxonomie bactérienne et nomenclature Taxonomie : science permettant de classer les organismes en groupes d’affinité (taxons) Nomenclature :règles permettant l’attribution d’un nom à chaque taxon BUTS : -classification bactérienne -identification bactérienne -comparaison des souches entre elles (enquête épidémiologique) Référence dernière édition2004

Marqueurs taxonomiques Carte d’identité Marqueurs taxonomiques Ensemble des propriétés d’une souche Marqueurs phénotypiques Structuraux Culturaux et nutritionnels Métaboliques Marqueurs génotypiques GC%, Séquences (ARN…) Hybridation ADN/ADN Empreintes génétiques Propriétés exprimées Structure du génome

Variants au sein d’une même espèce : biochimiques : biotypes ou biovars antigéniques : sérotypes ou sérovars pathogéniques : pathotypes ou pathovars enzymatiques : zymotypes ou zymovars de sensibilité aux bactériophages : lysotypes ou lysovars de sensibilité aux antibiotiques : antibiotypes

Marqueurs structuraux Gram Marqueurs structuraux Gram et morphologie Mobilité Présence de capsule, de spore… Constituants bactériens Pariétaux Antigéniques …… Spores Capsules

Marqueurs culturaux et nutritionnels Besoins en facteurs de croissance Conditions de croissance Délais Température Aspect des cultures Gélose chocolat Hémolyse Colonies R et S

Rapports avec l’oxygène 1 : aérobie strict 1 2 3 4 2 : microaérophile 3 : anaérobie strict 4 : aéro-anaérobie 1 2 3

Marqueurs métaboliques Les plus utilisés (automates d’identification) Besoins énergétiques (auxanogramme) Métabolisme énergétique Oxydatif ou fermentatif Rapports avec l’oxygène Présence de divers enzymes ou voies métaboliques

Marqueurs métaboliques Milieu de KLIGLER (4 marqueurs) 20 marqueurs Méthodes traditionelles (galeries d’identification) Procédés actuels (miniaturisés, automatisés, informatisés)

Marqueurs métaboliques 1 2 Milieu chromogène Galeries API 20 E 1: E. coli 2: Proteus mirabilis

Marqueurs génétiques : taxonomie moléculaire Structure générale du génome (G+C%) Séquences d’ARNr (conservées au cours de l’évolution) Hybridation ADN/ADN Importance des banques de données Séquences de génomes, d’ARNr, caractères des souches types

Comparaison de 13 souches de la même espèce par RAPD (random arbitrary priming : amplification aléatoire d’1ADN polymorphe) Etalonnage de taille 11 Souches reliées 2 Souches non reliées

Nomenclature en Bactériologie En théorie (Latin) Règne, embranchement, classe, ordre, famille, genre, espèce, sous-espèce, variant, souche En pratique courante Genre + espèce ± sous-espèce et souche : Escherichia coli (E. coli), Staphylococcus aureus, (S. aureus) Noms d ’usage : colibacille, staphylocoque doré, ...

Nomenclature règne : Procaryotae    - domaine : Bacteria      - phylum : Proteobacteria        - classe : Gammaproteobacteria          - ordre : Entérobacteriales            - famille : Enterobacteriaceae              - genre : Escherichia                - espèce : Escherichia coli

Nomenclature (Binaire et latine) Italique, sans accent Escherichia coli, Vibrio cholerae Majuscule Genre Espèce minuscule à proscrire : « Colibacille » « Bacille cholérique »