BACTÉRIOLOGIE

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Bactériologie médicale

La bactériologie médicale, comme d'autres sciences, est étroitement liée à l'évolution des techniques. Malgré des intuitions parfois anciennes sur l'origine infectieuse de certaines maladies (Fracastor et ses théories sur la contagion, au xvie siècle, Semmelweis et son concept sur la transmissibilité de la fièvre puerpérale dans les maternités de Vienne en 1844), ce sont des faits d'observation puis des faits expérimentaux (grâce à la mise au point de l'outil essentiel, le microscope, dont A. Van Leeuwenhoek est l'inventeur indiscuté) qui ont permis d'aboutir à la véritable révolution microbiologique de l'ère pasteurienne. Une liste chronologique, non exhaustive, des découvertes de quelques bactéries agents de maladies infectieuses dominantes, de leur pouvoir pathogène et des mécanismes de défense de l'hôte infecté, montre (cf. tableau) comment en quelques décennies de la seconde moitié du xixe siècle est née la bactériologie médicale et, avec elle, l'immunologie.

Bactériologie : découvertes de 1848 à 1905

Tableau : Bactériologie : découvertes de 1848 à 1905

Les cinquante années triomphales de la bactériologie (1848-1905). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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L'abord de la bactériologie médicale est indissociable des études de microbiologie générale et de biologie moléculaire qui ont permis de décrire la physiologie et la génétique des bactéries. Ces études ont conduit à mettre au point les procédés d'isolement, d'identification, de typage et la caractérisation des propriétés de virulence, de pathogénicité, de résistance aux agents antimicrobiens, etc.

L'isolement des bactéries

La première étape du diagnostic bactériologique est l'obtention, en culture pure, de la souche bactérienne responsable des dommages observés chez le malade, pour pouvoir ensuite l'étudier. Durant le processus infectieux, les bactéries se sont adaptées aux conditions de vie chez l'hôte, leur prélèvement va consister à les transférer dans un environnement différent où elles risquent de ne pas survivre. Cela impose, d'une part, un délai très bref entre la collecte du produit à analyser et la mise en culture au laboratoire, et, d'autre part, l'utilisation d'un milieu de culture à la composition et à la température d'incubation aussi proches que possible de celles du milieu naturel d'origine (différentes sécrétions ou tissus de l'hôte infecté, sérosités, pus, sang, biopsies d'organes, etc.). Comme les exigences particulières des bactéries dont la présence est soupçonnée sont encore inconnues à ce stade du diagnostic, la règle est d'ensemencer divers milieux empiriques, enrichis ou non en facteurs de croissance (sang ou extraits sanguins, par exemple) et, dans le cas d'associations bactériennes multiples, d'utiliser des milieux sélectifs contre les bactéries commensales, pour favoriser ainsi la croissance spécifique des bactéries pathogènes incriminées a priori. Certaines bactéries ne sont pas cultivables en milieu artificiel ; les bactéries parasites intracellulaires obligatoires (Chlamydies, Rickettsies) sont isolées par ensemencement sur cultures de cellules eucaryotes, mais d'autres telles que Treponema pallidum (agent de la syphilis) ou Mycobacterium leprae (agent de la lèpre) et sans doute d'autres agents encore insoupçonnés ne bénéficient, à ce jour, pas encore de milieux définis permettant leur croissance in vitro.

L'identification

Dans de nombreux cas, un diagnostic de présomption peut être porté dès le stade de collection du produit infecté à analyser ; l'examen microscopique extemporané des préparations non fixées (bactéries immobiles ou présentant une mobilité particulière, portant éventuellement une capsule identifiable par sa réfringence, présence de spores, etc.), puis l'examen après fixation et colorations standards telles que les colorations de Gram ou le bleu de méthylène, ou spécifiques, telles que la coloration de Ziehl-Nielsen pour les bactéries acido-alcoolo-résistantes, etc., permettent d'identifier des morphologies caractéristiques d'un genre bactérien (aspect en haltère des Corynébactéries, amas en grappe de raisin des Staphylocoques, aspect incurvé des cellules de vibrion, aspect hélicoïdal des spirochètes, entre autres). Des colorations différentielles, telle la coloration de Giemsa, apportent des informations supplémentaires en teintant les cellules des tissus de l'hôte, ce qui permet d'établir une relation entre la présence des bactéries et une réaction cellulaire, immunitaire, et de localiser éventuellement des bactéries dans le cytoplasme des cellules de l'hôte. Après isolement sur milieu sélectif ou non, de multiples informations sur la taille et la morphologie des colonies, sur leur pigmentation parfois, d'éventuelles réactions colorées en présence d'indicateurs de pH (certains milieux sélectifs contiennent, en plus de la substance inhibitrice pour les contaminants, des substrats dégradables) permettent de conforter le diagnostic évoqué au moment des examens au microscope. Le diagnostic est confirmé par les résultats d'une série d'épreuves standardisées pour chaque famille de bactéries (galerie d'identification) : recherche du type trophique, en aérobiose et en anaérobiose ; révélations d'enzymes exocellulaires telles que catalase, oxydase, uréase, tryptophanase, protéases, lipases, amylases, désoxyribonucléase, etc. Des études en taxonomie numérique utilisent des épreuves de croissance en milieu minimal (solution équilibrée de sels minéraux) additionné d'une source unique de carbone (auxanogramme), d'analyse de la voie métabolique des hydrates de carbone (voie oxydative ou fermentaire) et du métabolisme des composés azotés (réduction des nitrates en nitrites, par exemple). Dans certains cas, le diagnostic d'espèce ne peut être porté sur le seul profil des caractères biochimiques, il est indispensable de compléter l'identification par le typage antigénique de la souche étudiée (groupage des streptocoques, sérotypie des Salmonella, des Vibrio, des méningocoques, etc.). La sérotypie à l'aide d'immun-sérums spécifiques des antigènes de paroi (antigène somatique O), ou des déterminants flagellaires (antigène H), éventuellement complétée par une lysotypie (étude de la sensibilité de la souche bactérienne à certains bactériophages spécifiques) et un antibiogramme (étude de la sensibilité de la souche à des antibiotiques de référence), permet d'identifier précisément des variants phénotypiques au sein d'une espèce. Le sérotype, le lysotype et l'antibiotype (profil de sensibilité déterminé par l'antibiogramme) sont des marqueurs épidémiologiques utilisés pour dépister l'origine de la contamination et l'éventuelle propagation de la souche bactérienne, en cas d'épidémie. En bactériologie médicale de routine, les développements techniques ont permis de mettre au point des galeries d'identification normalisées comportant une batterie d'épreuves nécessaires et suffisantes au diagnostic le plus souvent infaillible des principales espèces pathogène [...]

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Écrit par :

  • : docteur en médecine, docteur ès sciences
  • : docteur en médecine, chef de service du laboratoire de microbiologie à l'hôpital de Nanterre
  • : Ingénieur agronome, docteur ès sciences, directeur de recherche à l'Institut national de recherche agronomique, directeur de l'unité de recherches laitières et génétique appliquée
  • : docteur en médecine
  • : chef de travaux du cours de bactériologie systématique à l'Institut Pasteur.

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Voir aussi

Pour citer l’article

Jean-Michel ALONSO, Jacques BEJOT, Michel DESMAZEAUD, Didier LAVERGNE, Daniel MAZIGH, « BACTÉRIOLOGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 novembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/bacteriologie/