Mycobactéries


Mycobactéries (genre Mycobacterium)

mise à jour le mercredi 17 avril 2002

[ coloration | culture | tuberculose | mycobactérioses opportunistes | lèpre | compléments]

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(Groupe 21 du Bergeys'manual avec un genre unique)

Les Mycobactéries sont des bactéries colorées de façon particulières par la coloration de Ziehl Neelsen.
Elles sont très étudiées car responsables de deux graves maladies :

De nombreuses Mycobactéries commensales prennent une grande importance chez les immunodéprimés et surtout les Sidéens.


1. La coloration de Ziehl-Neelsen et à l'Auramine

Principe du ZIEHL

Les bactéries sont colorées fortement par la fuchsine phénolée concentrée à CHAUD (ou de préférence à FROID). Elles sont ensuite décolorées par l'ÉTHANOL puis par un ACIDE fort. Une contrecoloration par le Bleu de méthylène est réalisée pour colorer les autres bactéries.
Dans ces conditions certaines bactéries ne sont pas décolorées : elles apparaissent roses :
elles sont dites AAR (acido-alcoolo-résistantes)

Paroi et Causes de l'AAR

(voir Médecine et maladies infectieuses n°1996-11 et Précis de bactériologie clinique)

La structure de la paroi des Mycobactéries est particulière et peut être représentée ainsi :

Le squelette de la paroi est composé de peptidoglycane relié de façon covalente à un hétéroside, l'arabinogalactane, lui même estérifié par des acides mycoliques, acides gras particuliers à très longue chaîne (76 à 90 atomes de C, a ramifiés, b hydroxylés, avec des cycles propane...). Ils forment alors des CIRES.

La présence de ces cires de mycolates (60 à 90 atomes de C) d'arabino-galactane dans la paroi fixés sur le peptidoglycane est la cause de l'AAR par :

La couche externe, sorte de capsule, est de composition et structure forts complexes. On estime aujourd'hui qu'il y a :

Un autre facteur, le Cord Factor (dimycolinate de tréhalose) semble avoir un rôle dans la formation des amas particuliers de M. Il est situé plutôt vers l'intérieur (en tout cas pas en surface).

Coloration à l'auramine

On peut utiliser aussi l'auramine, molécule fluorescente à 434 (ou 370) nm.
Elle est utilisée à la place de la fuchsine avec un chauffage.
Au microscope à fluorescence on recherchera très facilement les bacilles fluorescents surtout sur les frottis pauvres (paucibacillaires). Il faudra toutefois confirmer par Ziehl en raison de faux positifs.


2. La culture des Mycobactéries

La culture des Mycobactéries est :

Une des causes de la lenteur de la multiplicaiton est le faible nombre de copies des gènes de RNA ribosomiaux.

Les milieux utilisés pour les Mycobactéries de la tuberculose incluent des inhibiteurs de la flore associée qu'un prétraitement limite.

Ce sont :

Les Mycobacterium tuberculosis forment des colonies en chou-fleur dites eugoniques contrairement à celle de M. bovis. (dysgoniques)

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3. La Tuberculose ou Phtisie (pulmonaire)

C'est une maladie extrèmement grave et répandue caractérisée par une grande fatigue, une fièvre au long cours et le plus souvent une toux persistante. C'est le grand fléau infectieux du XIX° dont la régression est d'abord liée à l'amélioration des conditions de vie. La tuberculose est donc la maladie de la misère ou un excellent indicateur de misère.

On considère qu'il y a aujourd'hui 10 millions de malades avec 3 millions de morts dans le Monde (soit plus que sida et paludisme réunis). 1,5 milliard de personnes seraient porteuses de la bactérie.

En France il y a eu en 1996, 8000 nouveaux cas et 1000 morts officiels. La mortalité a, grâce aux traitements, fortement diminuée.
Autres données : 12,8 à 15,8 cas par an pour 100 000 habitants (soit 9500 cas) atteignant 50 % d'étrangers. (55/100 000 en région parisienne). 50 % des tuberculeux sont séropositifs pour le HIV.
D'après le BEH 97, on constate une baisse régulière du nombre de cas en France.

La recrudescence dans les pays issus de l'ex URSS est très préoccupante. On atteint en 1996 des incidence de 75,6 cas pour 100 000 habitants en Russie, de 194,7 en Géorgie, de 105,9 en Roumanie. (voir Le Monde du jeudi 25 mars, données issues de Eurosurveillance vol-3-Nov 1998). S'ajoute le nombre important de multirésistances.

Tuberculose pulmonaire dans le monde (Euréka septembre 1999 p 59) :
estimation pour 1999 de tuberculose pulmonaire en phase contagieuse : (nombre pour 100 000)
EUROPE : 23 Moyen-Orient 57 Pacifique 54 Amérique (du sud) 23 Afrique 108 Asie du Su Est 90

Quelques hommes ou femmes célèbres ayant eu la tuberculose : Molière, Frédéric Chopin, Sarah Bernhardt, Albert Camus, Franz Kafka, André Gide, Simone Weil...

Pour illustrer le problème de la tuberculose avec des exemples familiaux, mon père a fait une tuberculose vers 1949 au retour de l'occupation en Autriche dans des conditions sanitaires d'après guerre. Il a été soigné par "gavage" dans un sanatorium car les antibiotiques n'étaient pas encore disponibles et que l'on pensait au rôle favorisant de la malnutrition. Un de ses fils, marin sur un bateau militaire a contracté une tuberculose vers 1965 et a été soigné par perfusion de grandes quantités d'antibiotiques dans un sanatorium de Briançon.

introduction (extrait de Bactériologie médicale Flammarion)

HISTOIRE DE LA MALADIE

CULTURE DE MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS : HISTORIQUE


LA TUBERCULINE : DÉCOUVERTE

la bactérie ou le complexe tuberculosis

Les bactéries provoquant la tuberculose sont extrèmement proches du point de vue génomique mais on distingue historiquement trois genres de Mycobactéries tuberculeuses ou bacille de Koch (1882) conservés aujourd'hui :

Ces bactéries sont des bacilles de 2-5 µm sur 0,3 µm, non capsulé, non sporulé.

Elles sont aérobies strictes, parfois microaérophiles à l'isolement.

Elles sont très résistantes à l'état desséché, quelques années !

la maladie

  • adénopathies
    Ils vont se disséminer vers les ganglions (adénopathies) puis vers l'ensemble de l'individu.
    Dans tous les cas, le sujet infecté développe une hypersensibilité cellulaire à la tuberculine
    (donc au bacille).
  • Les bacilles sont généralement tués, en particulier par manque d'oxygène, mais peuvent rester à l'état quiescent dans les follicules, situation relativement fréquente avec les pathogènes.

    L'évolution ultérieure peut se faire soit vers une guérison spontanée, avec stérilisation totale et guérison acquise, soit vers la maladie elle-même :

    Elle correspond au réveil des bacilles quiescents. Chez certains malades, au niveau pulmonaire, le caseum du follicule se ramollit, sous l'action de facteurs inconnus provoquant une réaction cellulaire (HS de type IV) exagérée, créant la caverne par évacuation du contenu liquide dans le poumon. Les bacilles, retrouvant une bonne oxygénation se multiplient activement et en dehors des cellules. La guérison est rare à ce stade (1/3 des cas où il y a guérison ou stabilisation) et le malade est extrèmement infectieux. Chez 1/3 des malades, la mort survient en quelques années, et le dernier tiers en 10 à 15 ans.
    L'immunodépression, et en particulier le SIDA, est un facteur déclenchant et agravant.

    Chez d'autres malades, la stérilisation est totale et la guérison acquise.

    D'autres localisations sont possibles : plèvres (enveloppes du poumon), rein, articulations, organes génitaux, péricarde, cerveau (méningite tuberculeuse)…

    le mode de contamination

    La contamination est essentiellement due à la libération des bacilles à partir des cavernes : ils sont alors éliminés par les "postillons" et les crachats.

    (image captée sur un site internet (New York City ?))

    Le lait peut aussi transmettre la tuberculose mais en France on peut considérer ce mode comme disparu. Il y a en 1999 (Le Monde 15 juillet 99) environ 400 bovins atteints sur un cheptel de 21 000 000 de bêtes. Une polémique importante est toutefois en cours sur la commercialisation de viande de bovins tuberculeux anglais sans qu'il soit possible de préciser s'il s'agit de simples soupçons de tuberculose bovine ou de cas prouvés. La contamination des bovins peut être liée à un réservoir animal : le blaireau. Il contamine aussi le renne et le bison.
    Le faible nombre de cas de tuberculose à M. bovis tend à montrer que cette voie de contamination est très certainement pratiquement nulle, et ce d'autant que les malades sont souvent des personnes âgées chez lesquelles on peut imaginer une reviviscence d'une contamination très ancienne.

    le diagnostic

    Le diagnostic se fera par :

    La détection de l'allergie tuberculinique peut être faite à l'occasion de contrôles systématiques alors que les deux autres techniques seront orientées par le diagnostic clinique : toux persistante, asthénie, fièvre... ou encore par la découverte de cas dans l'entourage. La radiographie systématique autrefois la règle est aujourd'hui beaucoup moins pratiquée car le bénéfice par rapport au risque de tumeurs induites est réduit.

    Les produits (crachats par ex.) seront homogénéisés (grâce à la L-cystéine, la soude, le lauryl sulfate) et décontaminés (pour les produits polymicrobiens par la soude et le lauryl sulfate) afin de libérer les mycobactéries des particules purulentes et d'éliminer un maximum de bactéries. La centrifugation permet une concentration des bactéries.

    Cette culture est très lente (jusqu'à un mois), se fait en aérobiose sur les différents milieux évoqués. Les milieux liquides sont plus sensibles avec une détection par émission de 14CO2, de fluorescence ou de modification de couleur d'un colorant.

    Un certain nombre de tests sont réalisables :

    Il est possible de réaliser une recherche spécifique de DNA de BK par amplification génique :

    traitement

    Avant l'existence des antibiotiques, la mort des malades était quasiment inéluctable.
    Depuis la découverte de la streptomycine (1944 Waksman), on traite la tuberculose. Toutefois, les résistances sont nombreuses et la molécule la plus récente à 30 ans. Le taux de mutants est important pour des raisons mystérieuses :

    Elles nécessitent l'association d'antibiotiques (éthambutol, isoniazide, PAS, ...), le repos, l'amélioration de l'alimentation ... De nouveaux antibiotiques sont apparus comme la rifampicine (1968) ou la pyrazinamide (environ 1980) particulièrement actifs sur le BK. Des quinolones nouvelles (sparfloxacine) peuvent représenter une alternative ou un complément en cas de problème ou de résistances.

    L'air des montagnes est favorable ! À moins que l'isolement en sanatorium pratiqué longtemps ait d'abord pour but, louable, d'éviter la contamination de l'entourage.

    nom chimique spécialité posologie
    Isoniazide (INH) Rimifon 4 mg/kg/j (adulte) 10 mg (enfant)
    Rifampicine Rifadine, Rimactan 10 mg/kg/j (colore en rouge les urines)
    Pyrazinamide Pirilène 15 à 30 mg/kg/j
    Éthambutol Dexambutol, Myambutol 20 mg/kg/j

    L'apparition de souches multirésistantes, en particulier à New York, a conduit l'OMS a utiliser un programme particulier le DOTS (acronyme anglosaxon pour traitement de brève durée sous surveillance directe). Il s'agit de traiter les malades durant le temps nécessaire en s'assurant de la prise effective des médicaments prescrits. On atteint ainsi une cure de 90 % des malades contre moins de 50 % auparavant. Cette approche a bien montré son efficacité puisque les multirésistances ont pratiquement disparu.
    La situation en Russie, et particulièment dans les prisons surpeuplées, fait craindre une épidémie majeure.
    (voir Le Monde du 18 nov 1999)

    prophylaxie


    4. les Mycobactérioses opportunistes

    D'autres Mycobactéries sont pathogènes. Mais elles sont essentiellement opportunistes et deviennent très fréquentes chez les Sidéens en raison du déficit de l'immunité cellulaire qu'ils présentent. Des Mycobactéries sont aussi retrouvées comme saprophytes dans les eaux, le sol ... C'est en particulier le cas de Mycobacterium avium.

    On les classe en :

    Divers tests biochimiques permettent l'identification.
    Les maladies sont très proches de la tuberculose mais ne s'installent que chez les immunodéprimés.

    Un cas particulier : Mycobacterium xenopi.
    Une épidémie de mycobacteriose à Mycobacterium xenopi s'est déroulée à la clinique du sport à Paris sur des patients opérés au niveau articulaire. Il semble que la contamination soit de type nosocomiale : l'eau utilisée pour laver les instruments était contaminée par la bactérie, saprophyte semble-t-il de l'eau. Le mode de contamination habituel semble ressembler fort à celui observé avec Legionella (aérosols d'eau chaude par ex.) et déclenche une maladie très proche de la tuberculose pulmonaire tandis que la contamination articulaire provoque une sorte de tuberculose osseuse.

    La bactérie est de culture difficile et lente et résiste aux antituberculeux classiques. Le traitement utilise un tétrathérapie antibiotique et la chirugie pour les lésions osseuses. Son efficacité est difficile à mesurer.

    Il faut noter que les infections à Mycobacterium xenopi sont rares et ne touchent, sauf en cas d'infection nosocomiale, que des immunodéprimés (sidéens par ex.). [voir Le Monde du 5 février 2000]

     

    Schéma d'identification d'une mycobactérie atypique(La Pitié Salpétrière)

    Ensemencer : (avec 1 anse d'une suspension de colonie de BAAR à 1 mg/ml en eau distillée stérile)

    à 30°C 1 gélose ordinaire

    1 tube de Lowenstein-Jensen

    à 37°C 1 gélose ordinaire

    1 tube de Lowenstein-Jensen

    1 tube de Lowenstein-Jensen à l'obscurité

    1 tube de Lowenstein-Jensen avec thiosemicarbazone

    20 mg.dm-3 (Tb1) .

    1 tube de Lowenstein-Jensen avec thiosemicarbazone

    500 mg.dm-3 (Tb1)

    puis SI colonies non pigmentées :

    à 37°C 1 tube de Lowenstein-Jensen avec PAS 5 mg.dm-3 (Tb1)

    1 tube de Lowenstein-Jensen avec Éthambutol

    20 mg.dm-3 (Tb1)

    à 42°C 1 tube de Lowenstein-Jensen

    Tests possibles :

    Catalase à 22°C

    Catalase à 68°C

    Uréase (Urée Tryptophane)

    ONPG

    hydrolyse du Tween 80

    b-glucuronidase

    CFA (test de brunissement des colonies en présence de citrate de fer III ammoniacal en 21 j.)

     

    Résultats : (voir tableaux plus complets dans Le Minor- Véron par exemple ...)

    pigmentation à l'isolement
    vitesse de croissance
    type action de la lumière
    Nitrates
    croissance à 30°C
    M. aurum pigmentée 3-4 jours
    M. phlei pigmentée 3-4 jours
    ONPG +
    M. marinum pigmentée 3-4 jours photochromogène non réduits
    croissance 30°C
    M. flavescens pigmentée 7 jours scotochromogène réduits
    Tb1 R, Uréase +
    M. kansasii pigmentée ou non pigmentée 14 jours photochromogène réduits
    Tb1 S
    M. gordonae pigmentée 14 jours scotochromogène non réduits
    Tb1 R
    M. scrofulaceum pigmentée 21 jours scotochromogène non réduits
    M. xenopi pigmentée plus de 28 j. scotochromogène non réduits
    très disgonique, Éthamb R
    M. fortuitum non pigmentée 56 jours réduits
    CFA +
    M. chelonei non pigmentée 63 jours non réduits
    CFA -
    M. radish non pigmentée 7 (à 14) j. non réduits
    Éthamb S
    M. avium, intracellulare non pigmentée 14 jours non réduits
    Éthamb R
    M. ulcerans non pigmentée plus de 28 j. non réduits
    croissance 30°C, Éthamb R


    5. la Lèpre

    bactérie

    C'est le bacille de Hansen (1873) ou Mycobacterium leprae.

    Il n'est obtenu en culture qu'in vivo :

    Il mesure de 1-8 µm sur 0,25-0,30 µm. Il est AAR et capsulé.

    maladie

    La maladie a frappé le Monde entier et elle est aujourd'hui surtout confinée dans les zones tropicales où elle atteint environ 1 million de personnes grâce à l'action des traitements (5,3 millions en 1985). En 2001, l'OMS estime que ses efforts ont provoqué un net recul (90 %) depuis 1981. Six pays ont une situation non complètement maîtrisée : Brésil, Inde, Madagascar, Mozambique, Birmanie et Népal.

    La durée d'incubation est de quelques mois à 10 ans.

    Le bacille se multiplie très lentement (G= 10 à 20 jours dans les coussinets plantaires de la souris).

    Il est intracellulaire strict et il ne cultive pas dans les tissus profonds.(seulement sur la peau glabre et au niveau des nerfs périphériques)

    Deux formes principales entre lesquelles on peut en distinguer d'autres :

    - la lèpre tuberculoïde : Incubation de 3 à 5 ans. On observe des lésions cutanées (grandes taches hypochromiques sur peau foncée ou chamois sur peau claire, à bords nets, insensibles et sans sudation), des lésions nerveuses des nerfs périphériques entraînant des atrophies musculaires et des troubles sensitifs et conduisant à des lésions mutilantes.
    La quantité de bacilles dans les lésions est faible à nulle.
    Ces lésions sont essentiellement dues à une forte réaction immunitaire de type hypersensibilité retardée (type IV) contre les Ag bacillaires, au niveau de la peau et à l'atteinte par les bacilles souvent présents dans la gaine de Schawnn des axones et donc des nerfs où les réactions immunitaires n'ont pas lieu (ATTENTION : ces données mériteraient une confirmation ou une contestation).
    L'immunité est donc relativement bonne.

    - la lèpre lépromateuse : Incubation de 7 à 10 ans. On observe le même type d'atteintes cutanées mais très mutilantes avec formations de nodules (granulomes) cutanés donnant un faciès léonin associées à une rhinite fortement bacillaire. La mort survient en 5-6 ans.
    Dans ce cas les bactéries sont nombreuses dans les macrophages : l'immunité est mauvaise, sous forme d'une sorte de tolérance immunitaire au bacille non comprise aujourd'hui.

    Quant à la cause des lésions ! Mystère et boule de gomme ! On peut imaginer une hypersensibilité.

    Des formes intermédiaires existent et des passages d'une forme à l'autre sont aussi possibles.

    Les Ac antibacilles existent dans le sang mais ne sont pas protecteurs. Ils peuvent être à l'origine d'HS de type III (phénomène d'Arthus) = HS à complexes immuns.

    mode de contamination

    La contamination interhumaine est aérienne à partir des lésions de rhinite. En milieu lépreux, tous les individus sont probablement contaminés. Seuls certains font la maladie. Le passage de la bactérie est soit pulmonaire soit cutané : on ne le sait pas aujourd'hui.

    Il existe un trouble de l'immunité cellulaire : tolérance immunitaire vis à vis de la bactérie.

    diagnostic

    traitement

    L'antibiogramme est évidemment impossible.
    Les antibiotiques utilisés sont les sulfones (dapsone), et surtout la rifamycine (1981 OMS : association
    rifamycine-dapsone-clofazimine tout particulièrement dans les formes multibacillaires)
    On a pratiqué l'isolement des malades.

    prophylaxie

    Pas de vaccin (même si le BCG peut procurer un certain degré de protection en association avec une suspension de M. leprae tués en cours de test)
    Le dépistage et traitement systématique peuvent faire reculer la maladie.

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    Ce texte a été écrit par Jean Noël Joffin (avec les contributions de Dominique Étienne, Isabelle Karzinsky et de Claudine Schuster) qui souhaite que vous lui transmettiez vos critiques. Merci. Mec, 17 avr 2002


    compléments


    règles de travail en mycobactériologie

    Le travail sur les mycobactéries de la tuberculose est TRÈS DANGEREUX (classe 3) si certaines précautions majeures ne sont pas prises, en plus des précautions habituelles du travail en microbiologie.