Pseudomonas aeruginosa

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Pseudomonas aeruginosa
Pseudomonas aeruginosa au microscope électronique à balayage
Pseudomonas aeruginosa
au microscope électronique à balayage
Classification classique
Règne Bacteria
Division Proteobacteria
Classe Gammaproteobacteria
Ordre Pseudomonadales
Famille Pseudomonadaceae
Genre Pseudomonas
Nom binominal
Pseudomonas aeruginosa
(Schroeter, 1872) Migula, 1900
Taxons de rang inférieur
  • Voir texte.
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Pseudomonas aeruginosa, autrement connue sous le nom de bacille pyocyanique, est une bactérie gram-négative du genre Pseudomonas. Les bacilles sont fins, droits et très mobiles grâce à un flagelle polaire : ciliature monotriche, dépourvus de spores et de capsules. Ils apparaissent la plupart du temps isolés ou en diplobacilles.

Elle est pathogène et fréquemment rencontrée dans les infections nosocomiales.

Germe ubiquitaire, vivant en milieu humide (robinets, bouchons), très résistant à de nombreux antiseptiques, fréquent en milieu hospitalier, entraînant l'apparition (du fait de sa résistance aux antibiotiques) de véritables souches d'hôpital.

Les formes de pathologie qu'elle engendre sont diverses : infection de l'œil, des plaies surtout brûlures et plaies opératoires, des urines (surtout après sondages), des poumons (par exemple après bronchoscopie), des méningites d'inoculation, des septicémies comme stade terminal d'infections graves ou complication chez des malades soumis à un traitement immunodépresseur, des leucémiques, etc...

Sommaire

[modifier] Étymologie

Le mot est composé du grec pseudo, 'simili' ou 'imitation', et monas, 'unité'. On l'a employé dans les débuts de la microbiologie pour désigner les "germes". Aeruginosa, qui veut dire vert-de-gris en latin (le résultat de la corrosion du cuivre), réfère à un pigment que cette bactérie contient.

[modifier] Identification

Comme d'autres Pseudomonas, P. aeruginosa sécrète un certain nombre de pigments: entre autres la pyocyanine (bleu-vert), la fluorescéine (jaune-vert fluorescent ) et la pyorubine (brun-rouge). In vivo elle sécrète aussi un biofilm, principal agent de sa résistance. C'est une bactérie lactose négative, c'est-à-dire dépourvue d'enzymes dégradant le lactose, pourvue d'une odeur de raisin in vitro. Une reconnaissance préliminaire en laboratoire identifie ses colonies sur les géloses de type MacConkey (géloses contenant entre autres du lactose) à leur apparence de perles beiges, alors que les colonies de bactéries lactose positives sont roses. Pour une identification assurée on recherche la présence des enzymes de type oxydase (élastase et protéase parmi d'autres) que cette bactérie sécrète. La production des deux pigments pyocyanine et fluorescéine, et la température de croissance optimale de 42°C confirme l'identification. (! Parfois le germe n'a pas de pyocyanine ni même de fluorescéine caractéristique du groupe fluorescent ---> ne pas se baser uniquement sur l'aspect de la culture ; pour la croissance à 42°C, il faut toujours faire un boullion témoin à 37°C car la souche peut être morte et, sans témoin, on pourrait croire que le test de croissance à 42°C est négatif alors qu'en fait le germe est mort).

Pseudomonas en culture sur gel d'agar
Pseudomonas en culture sur gel d'agar

P. aeruginosa utilise des flagelles pour la mobilité, des systèmes introduisant des protéines effecteurs dans les cellules hôtes, et un lipopolysaccharide qui supprime les réponses immunitaires des hôtes en plus d'intervenir directement dans l'établissement d'infections persistantes[1]. Parmi les sécrétions de P. aeruginosa on trouve donc des protéines (élastase et protéase) qui détruisent l'intégrité des tissus de l'hôte en dégradant leurs protéines telles que l'élastine, la collagène et les transférines[2],[3]. On trouve aussi des toxines de poids moléculaire faible comme la pyocyanine, affectant différents types de sites dans la cellule hôte[4],[5].

P. aeruginosa cause également de la corrosion microbienne dans le diesel et le carburant d'aviation (microorganismes utilisant l'hydrocarbone). Il crée des masses gélatineuses sombres parfois appelées à tort "algues".

P. aeruginosa est une bactérie très robuste, naturellement très résistante aux antibiotiques et s'adaptant rapidement aux attaques médicamenteuses. Ainsi, sans sélection ni renforcement par des antibiothérapies antérieures, il ne sera souvent sensible à quelques antibiotiques: ticarcilline avec acide clavulanique, gentamicine, ciprofloxacine, ceftazidime, et pipéracilline seule ou avec ajout de tazobactam. Si l'infection survient chez un patient qui a récemment reçu plusieurs antibiotiques, la bactérie sera vraisemblablement encore plus résistante et d'autant plus dangereuse. La résistance de P. aeruginosa aux antibiotiques a été partiellement attribuée à des pompes de flux dans son biofilm, expulsant activement les composants antimicrobiens[6],[7],[8].

Chez les plantes, P. aeruginosa induit des symptômes de pourriture molle (soft rot) chez Arabidopsis thaliana [thale cress] et la laitue (Letuca sativa) [9],[10]. C'est un agent pathogène puissant chez Arabidopsis[11] et chez certains animaux: Caenorhabditis elegans[12],[13], Drosophila[14] et Galleria mellonella[15]. Les associations de facteurs de virulence sont les mêmes pour les infections végétales et animales[16],[9].

[modifier] Contagion

Cette bactérie semble pouvoir être véhiculée par l'eau, par l'air et par des particules (poussières) ou surfaces contaminées( fomites).

[modifier] Son milieu de développement: le biofilm

P. aeruginosa, comme certaines autres bactéries gram-négatives, sécrète des agrégats structurés, parfois appelés biofilms[17], ou matrice composée de polysaccharides complexes dans laquelle s'insèrent les bactéries. Ces biofilms forment une barrière physique contre l'entrée d'agents antimicrobiens[18],[17], et sont partiellement responsables des infections des poumons persistantes par P. aeruginosa chez les patients immunocompromis atteints de mucoviscidose[18],[19],[20],[21]. La formation du et par le biofilm est contrôlée par des signaux de cellule-à-cellule, et des mécanismes de quorum sensing[22],[19],[23],[24],[25] basés sur la notion de perception du quota ("quorum sensing") et de masse critique: la nature et donc la fonction des molécules signalant les échanges de cellule-à-cellule changent à partir d'une concentration donnée des bactéries. Les bactéries entourées de biofilm sont moins actives métaboliquement donc moins réceptives aux agents antimicrobiens[26] et aux disruptions environnementales[17],[27],[28],[29],[30].

[modifier] P. aeruginosa et acide salicylique

L'acide salicylique est un métabolite phénolique produit par les plantes. Il joue un rôle notamment dans l'induction de réponse de défense des plantes contre des attaques pathogènes. Travaillant avec les plantes Arabidopsis thaliana et Caenorhabiditis elegans, Cryz et al. (1984)[1] ont montré que des Arabidopsis t. génétiquement modifiées (lox2 and cpr5-2) pour produire plus d'acide salicylique, réduisent la formation et l'attachement du biofilm fait par P. aeruginosa PA14 sur leurs racines. Le même effet a été démontré avec des Arabidopsis sauvages amendées avec de l'acide salicylique (ce qui augmente la concentration interne de cet acide dans la plante).

L'acide salicylique affecte trois facteurs de virulence connus de PA14: la pyocyanine, la protéase, et l'élastase. P. aeruginosa produit plus de pyocyanine lorsque l'hôte est manipulé génétiquement (lignée transgénique NahG) pour accumuler moins d'acide salicylique que la plante naturelle. L'acide salycilique inhibe donc la synthèse et la sécrétion de la pyocyanin "in vivo.

Des cellules de P. aeruginosa développées dans une culture de [peptone-tryptic soja] montrent une réduction par 50% de l'activité de l'élastase et de la protéase si on y ajoute de l'acide salicylique ou des dérivés: acide acétyl-salicylique, salicylamide, acide méthyl salicylique; ou encore de l'acide benzoïque, un précurseur métabolique de l'acide salicylique.

De l'acide salicylique ajouté à des pelouses infectées par P. aeruginosa a diminué de façon significative la capacité de ce dernier à tuer les vers, sans diminuer l'accumulation des bactéries dans l'intestin des nématodes. L'acide salicylique agirait donc directement sur P. aeruginosa, diminuant les facteurs de virulence de la bactérie.

Analysé par [microarray], on voit que l'acide salicylique affecte l'expression physiologique de 331 gènes chez P. aeruginosa, réprimant sélectivement la transcription d'exoprotéines et autres facteurs de virulence, diminuant ainsi sa virulence sans pour autant en affecter les gènes d'entretien. Ceci s'ajoute à son rôle connu comme molécule signal pour l'activation du système défensif de la plante.

[modifier] Seuils ou valeurs limites

France France
L'arrêté[31] du 14 mars 2007 relatif aux critères de qualité des eaux conditionnées, aux traitements et mentions d'étiquetage particuliers des eaux minérales naturelles et de source conditionnées ainsi que de l'eau minérale naturelle distribuée en buvette publique impose pour Pseudomonas aeruginosa un nombre de zéro bactéries par 250 ml à l'émergence et au cours de la commercialisation (analyses à commencer au moins trois jours après le prélèvement au captage, le conditionnement, avec échantillons conservés à température) ambiante.

[modifier] Infection à Pseudomonas aeruginosa

Il est possible de contracter une infection humaine à Pseudomonas aeruginosa. Il s'agit en général d'un germe hospitalier responsable d'infection nosocomiales, mais il se rencontre également en ambulatoire chez les patients malades de la mucoviscidose.

[modifier] Références

  1. ↑ a  b  [1], Cryz, S. J., Jr., T. L. Pitt, E. Furer, and R. Germanier, 1984, Role of lipopolysaccharide in virulence of Pseudomonas aeruginosa. Infect. Immun. 44:508-513
  2. ↑ Aumercier, M., D. M. Murray, and J. L. Rosner, 1990, Potentiation of susceptibility to aminoglycosides by salicylates in Escherichia coli. Antimicrob. Agents Chemother, 23:835-845
  3. ↑ Kawaharajo, K., J. Y. Homma, Y. Aoyama, K. Okada, K. Morihara, 1975, Effects of protease and elastase from Pseudomonas aeruginosa on skin. Jpn. J. Exp. Med. 45:79-88
  4. ↑ Lau, G. W., H. Ran, F. Kong, D. J. Hassett, and D. Mavrodi, 2004, Pseudomonas aeruginosa pyocyanin is critical for lung infection in mice. Infect. Immun. 72:4275-4278
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  31. ↑ Arrêté du 14 mars 2007 relatif aux critères de qualité des eaux conditionnées, aux traitements et mentions d'étiquetage particuliers des eaux minérales naturelles et de source conditionnées , ainsi que de l'eau minérale naturelle distribuée en buvette publique, J.O n° 81 du 5 avril 2007 page 6431