MYCOBACTÉRIES

MYCOBACTÉRIES

Les mycobactéries sont des micro-organismes de grande importance écologique et médicale. De nombreuses espèces habitent les milieux naturels sans faire preuve de propriétés pathogènes: ce sont des saprophytes. D’autres peuvent causer des infections opportunistes (nosocomial infections ) chez les malades immunodéprimés, mais d’autres encore sont strictement parasites, et certaines, très pathogènes, produisent des maladies graves chez l’homme et les animaux (tabl. 1).

1. Classification

Les mycobactéries se distinguent des Actinomycètes par l’absence complète de tout mycélium aérien, et se présentent le plus souvent sous la forme de bâtonnets (2 à 5 猪m de long sur 0,2 à 0,3 猪m de large) positifs à la coloration de Gram et résistants à l’alcool acide (acido-alcoolo résistance). Dans la méthode de Ziehl-Nielsen, ces bacilles colorés en rouge par la fuchsine retiennent cette coloration en présence du mélange acide chlorhydrique-éthanol, qui décolore les autres micro-organismes. Runyon a classé les mycobactéries selon deux critères (fig. 1): vitesse de croissance et synthèse de pigments. Les mycobactéries à croissance lente qui forment des pigments soit à la lumière (photochromogènes), soit à l’obscurité (scotochromogènes) représentent les groupes I et II. Les organismes à croissance lente non pigmentés (non-chromogènes) et ceux à prolifération rapide constituent les groupes III et IV. Mycobacterium leprae est rangé dans un V^e groupe, sa culture in vitro n’ayant pas été réalisée. Les mycobactéries d’importance médicale ou écologique faisant partie des groupes de Runyon sont mentionnées au tableau 2, qui spécifie également leur caractère pathogène éventuel.

2. Structure fine des mycobactéries

La cellule mycobactérienne contient un cytoplasme renfermant le génome (une molécule d’ADN bicaténaire circulaire) et les ribosomes (particules de 70 unités Svedberg, ou 70 S, formées de deux sous-unités 30 S et 50 S). Le cytoplasme est enveloppé d’une membrane mince et déformable entourée à son tour par une paroi épaisse et rigide conférant à la cellule sa forme et sa résistance. L’architecture cellulaire des mycobactéries ressemble à celle des corynébactéries et des Nocardia, d’où la création du supergroupe CMN renfermant ces trois genres. La distinction entre organismes CMN est surtout fondée sur l’analyse de l’ADN et de la paroi.

Le génome

Le génome de chaque micro-organisme a une composition en bases qui lui est propre: le pourcentage, en guanine-plus-cytosine (p. 100 GC), permet donc de préciser sa position taxonomique. Ainsi, le p. 100 GC de l’ADN corynébactérien varie entre 50 et 60, le mycobactérien entre 62 et 70, le nocardique entre 67 et 70. Le degré d’homologie entre deux ADN différents donne une mesure de la parenté existant entre les deux organismes qui renferment ces ADN. On l’évalue en chauffant les deux ADN jusqu’à séparer les brins constituants: la formation d’hélices hybrides entre brins hétérologues reflète l’homologie entre les deux ADN testés. Un micro-organisme nouvellement isolé pourra donc être attribué à un genre donné par la valeur du p. 100 GC et à une certaine espèce sur la base du test d’hybridation avec des souches de référence.

La paroi

De nombreuses propriétés des mycobactéries (entre autres leur résistance vis-à-vis des désinfectants, des solvants, des inhibiteurs et des enzymes) sont dues à l’épaisseur et à la structure de leur paroi. Cette dernière est formée de deux hauts polymères interconnectés: le peptidoglycane et le lipopolysaccharide pariétal (fig. 2). Certains composants de la paroi ont une valeur «diagnostique», puisqu’ils permettent de préciser la position taxonomique d’un micro-organisme.

Le peptidoglycane ou muréine est constitué de chaînes polysaccharidiques linéaires où l’acétylglucosamine s’alterne à son ester lactyl, l’acide muramique. Le carboxyle de ce dernier est lié par un lien peptidique au tétrapeptide L-alanine-D-glutamine-méso-diaminopimélate (mDAP)-D-alanine. La formation d’un lien peptidique entre le -NH² en 﨎 du mDAP et le -COOH terminal de la D-alanine crée un réseau tridimensionnel conférant à la muréine la résistance qui lui est propre (fig. 3a). Le mDAP est un composant diagnostique pour les organismes CMN (peptidoglycane de type IV): dans les streptomycètes, par exemple, on retrouve L-DAP (type I).

Le lipopolysaccharide périphérique des mycobactéries est constitué d’arabinogalactane-mycolate. Il s’agit de chaînes d’arabinofuranose et de galactopyranose porteuses de ramifications latérales d’arabinofuranose, dont les extrémités sont estérifiées par les acides mycoliques (fig. 3b). Les deux monosaccharides susmentionnés sont donc des composants diagnostiques de la paroi mycobactérienne (de type A).

Les acides mycoliques sont des acides gras de haut poids moléculaire porteurs d’une chaîne latérale en 見 et d’un -OH en 廓. Le groupement carboxyl étant greffé sur le polysaccharide sous-jacent, c’est l’extrémité lipophile des mycolates qui forme saillie vers l’extérieur de la cellule (couche hydrophobe de l’enveloppe). Les mycolates issus des différents genres d’organismes CMN ont des tailles et des structures différentes, d’où la valeur diagnostique. Ainsi, les acides corynomycoliques possèdent des chaînes de 20 à 40 carbones, les nocardiques de 36 à 66, et les mycobactériens 60 à 90. Dans ces derniers on retrouve en outre des groupements oxygénés (méthoxy-, céto- et carboxy-) additionnels.

3. Composants mycobactériens agissant sur le système immunitaire de l’hôte

Certains composants du cytoplasme et de la paroi des mycobactéries ont des propriétés antigéniques: injectés à un animal de laboratoire, ils y induisent la synthèse d’anticorps spécifiques. Certains autres composants agissent en tant qu’immunomodulateurs: ils modifient de façon non spécifique (en la stimulant ou en la déprimant) la réponse immunitaire induite par un antigène quelconque. L’adjuvant de Freund est un mélange obtenu par dispersion de corps mycobactériens dans une émulsion huile-eau: il s’agit d’un réactif très utilisé en immunologie pour augmenter la production d’anticorps dressés contre des antigènes faibles. Le principe actif de cet adjuvant correspond à une fraction du peptidoglycane mycobactérien (muramyl-dipeptide ou MDP): ce produit est employé en tant qu’immunostimulant dans le cancer et les syndromes immunodépressifs. Par contre, certains composants de nature glycolipidique répriment la réponse immunitaire; ils pourraient être responsables de la tolérance observée dans la lèpre lépromateuse contre M. leprae .

L’immunoélectrophorèse bidimensionnelle représente la technique la plus élaborée pour le fractionnement des antigènes mycobactériens. Sous l’effet d’un champ électrique, ceux-ci migrent dans un gel en fonction de leur taille et de leur charge, et sont mis en évidence par les anticorps correspondants (voir dans la fig. 4 les lignes de précipitation des complexes antigènes-anticorps colorés au bleu de Coomassie). L’antigène A60 issu de Mycobacterium bovis – et révélé par cette technique – a été employé en tant que réactif dans un test immunologique pour la tuberculose. La réactivité croisée entre antigènes correspondants permet de préciser la position taxonomique des organismes CMN dont ces antigènes sont issus: cette évaluation est faite par immunodiffusion ou par immunoélectrophorèse. Les réactions immunitaires déclenchées chez les animaux, après l’introduction d’antigènes mycobactériens, ne se limitent pas seulement à la synthèse d’anticorps, c’est-à-dire à l’immunité humorale . Des réactions d’immunité cellulaire sont également produites, telle la réaction à la tuberculine décrite par R. Koch à la fin du siècle dernier, et depuis lors employée pour déceler l’infection tuberculeuse. Les phénomènes d’hypersensibilité retardée, dont la réaction à la tuberculine est un exemple, mettent en évidence la résistance acquise contre la tuberculose: cette résistance est essentiellement due à l’immunité cellulaire.

4. Maladies mycobactériennes majeures

Tuberculose et lèpre sont parmi les maladies infectieuses les plus anciennes et les plus répandues. On évalue à environ 45 millions le nombre de malades chroniques, qui seraient la source d’infection pour 100 millions de personnes par an. La paratuberculose est une des maladies infectieuses majeures des animaux domestiques. La tuberculose bovine et la tuberculose aviaire sont aussi importantes. Dans toutes les mycobactérioses, la composante immunitaire joue un rôle essentiel. En réalité, les maladies mycobactériennes sont le résultat d’un jeu complexe entre les différents composants immunologiquement actifs du parasite et les groupes de cellules immunitaires de l’hôte. Certains groupes de lymphocytes T sont stimulés par les antigènes mycobactériens à produire des lymphokines qui activent les macrophages. Alors que les macrophages issus d’un individu non préparé par injection d’antigène succombent du fait de la prolifération intracellulaire des mycobactéries virulentes phagocytées, les macrophages activés par les lymphokines tuent les parasites. La vaccination antituberculeuse consiste à inoculer des bactéries atténuées (par exemple la souche BCG de M. bovis obtenue par Calmette-Guérin) afin d’induire une immunité cellulaire antimycobactérienne. Celle-ci confère à l’individu vacciné une protection contre une infection ultérieure par le bacille tuberculeux.

La tuberculose

La tuberculose est une mycobactériose que provoquent chez l’homme et chez l’animal deux mycobactéries pathogènes, Mycobacterium tuberculosis et M. bovis . Jusqu’à la moitié du siècle, environ 20 p. 100 des cas de tuberculose étaient produits par M. tuberculosis introduit par la voie respiratoire, et 80 p. 100 des cas par M. bovis introduit par la voie digestive (lait de vaches tuberculeuses). Ce pourcentage se vérifie encore actuellement dans les pays en voie de développement, alors que dans les pays occidentaux l’abattage obligatoire des animaux présentant une réaction positive à la tuberculine a réduit fortement les cas d’infection de l’homme par M. bovis .

L’introduction de M. tuberculosis dans le poumon induit la formation d’un foyer inflammatoire (granulome) limitant la progression de la primo-infection. Chez la majorité des sujets, l’infection primaire est suivie de guérison, tandis que dans certains cas l’infection s’étend (tuberculose primaire progressive). L’individu guéri n’est pourtant pas à l’abri d’une infection ultérieure par des bacilles venant de l’extérieur ou d’un foyer apparemment guéri (tuberculose postprimaire). Les lésions, dans ce second cas, sont plus étendues que dans le cas de la tuberculose primaire. La dégénérescence des tissus infiltrés aboutit à la formation de cavernes souvent riches en mycobactéries et source de dissémination des agents tuberculeux. Les lésions produites sont décelables alors par l’analyse clinique et surtout par l’examen radiologique. Les bacilles, véhiculés par le sang dans les divers tissus, peuvent y produire des foyers d’infection (tuberculose extrapulmonaire). Parmi les tissus affectés préférentiellement, on peut citer les articulations (arthrite tuberculeuse), les reins (néphrite tuberculeuse), l’appareil digestif (entérite tuberculeuse) et les méninges (méningite tuberculeuse).

Le diagnostic de la tuberculose est avant tout clinique. La mise en évidence de mycobactéries dans l’expectorat, dans les différents liquides d’élimination (selles, urines, etc.) ou dans la matériel de biopsie confirme le diagnostic. La coloration de Ziehl-Nielsen permet de révéler des bactéries acido-alcoolo résistantes pouvant être cultivées sur milieux sélectifs. La réaction à la tuberculine (injection intradermique de filtrat autoclavé de culture mycobactérienne) révèle un état d’hypersensibilité dû à une infection par des bacilles tuberculeux. Le test cutané à la tuberculine (remplacée actuellement par une fraction de celle-ci, dite PPD) ne décèle pas seulement la primo-infection (virage): elle indique également l’apparition de l’immunité antituberculeuse (résistance à l’infection due à l’immunité cellulaire). Un développement récent des techniques diagnostiques est représenté par l’analyse sérologique visant à titrer dans le sang des malades le niveau des anticorps élaborés contre les antigènes mycobactériens.

La lèpre

La lèpre est une mycobactériose due à M. leprae . Elle affecte tous les tissus du corps (sauf le système nerveux central), mais les lésions les plus apparentes intéressent la peau et les nerfs. Les malades qui, à certains stades de la lèpre, éliminent des quantités considérables de bacilles par les muqueuses, sont la source principale de contagion. Toutefois, la découverte récente de bactéries identiques au bacille lépreux chez des tatous, des singes, et dans certains lieux privilégiés, a fait envisager la possibilité d’une transmission de la maladie différente de celle qui se fait entre humains. Dans la maladie lépreuse, on distingue un pôle tuberculoïde (la forme hyperréactive ou TT) et un pôle lépromateux (le stade anergique ou LL), séparés par des formes intermédiaires (ou borderline, BT, BB et LL). Généralement, la maladie débute par une forme indéterminée évoluant parfois en stade TT, où la barrière immunologique bloque l’infection en dressant une immunité antilépreuse. Chez une minorité des patients, toutefois, l’affection évolue graduellement du stade TT vers la forme borderline, qui parfois progresse vers le pôle lépromateux, devenant irréversible en l’absence de thérapeutique opportune.

Dans la lèpre tuberculoïde et borderline, les lésions des nerfs périphériques causent une dégénérescence des fibres nerveuses, suivie par des paralysies, des altérations sensorielles et une détérioration du trophisme cutané. Par contre, l’anergie immunologique lépromateuse est caractérisée par une inactivité des phagocytes vis-à-vis du bacille de Hansen. Cela est dû essentiellement à l’incapacité des lymphocytes T à activer les macrophages, qui phagocytent donc les bacilles lépreux sans pouvoir les détruire. La production d’un glycolipide phénolique à propriété immunosuppressive ainsi que la synthèse réduite d’interleukine 2 semblent impliquées dans ce phénomène de tolérance.

Le diagnostic de la lèpre est fondé sur l’identification de l’agent étiologique dans les lésions périphériques multibacillaires et sur l’image histologique. Les tests cutanés d’hypersensibilité retardée aident à établir le pronostic de la maladie. À l’inoculation intradermique de lépromine (homogénat phéniqué de tissu lépromateux inactivé par la chaleur) font suite soit une infiltration tissulaire dans les cas hyperréactifs (TT, BT, BB), soit une réaction négative dans les cas d’anergie (BL et LL). La réaction est évaluée après un ou deux jours (test de Fernandez) et après un mois (test de Mitsuda): elle révèle la présence d’une immunité cellulaire.

Une énigme bactériologique

M. leprae a été mis en évidence dans un granulome lépromateux par G. H. Armauer Hansen, à Bergen, en 1873. L’identification du bacille de Hansen est faite d’habitude par la technique de Ziehl-Neelsen: M. leprae apparaît sous la forme de bâtonnets rouges, parfois assemblés dans des amas (globi).

La découverte de micro-organismes accessoires (c’est-à-dire ne s’identifiant pas à M. leprae ) dans les lésions lépreuses est attribuée à Bordoni-Uffreduzzi (1888). Environ trois quarts de siècle plus tard, ces mêmes bactéries furent redécouvertes indépendamment par L. Barksdale, J. Delville et C. Reich, et furent appelées «diphtéroïdes» à cause de leur ressemblance avec Corynebacterium diphtheriae . Ces organismes ont été ensuite identifiés comme étant un groupe particulier de corynebactéries, d’où leur dénomination LDC (Leprosy-Derived Corynebacteria). La ressemblance morphologique des LDC isolés parmi des patients de tous les pays, de même que leur présence si fréquente dans les lésions de lèpre et leur absence dans la peau normale suggèrent une relation probable entre ces bactéries (dont le rôle est inconnu) et la lèpre.

L’impossibilité de multiplier M. leprae in vitro a été un obstacle majeur à la recherche sur la lèpre. Néanmoins, l’inoculation de M. leprae dans le capiton plantaire de la souris est suivie d’une multiplication limitée des bactéries, atteignant en six mois un plateau. Une prolifération plus importante et diffuse a lieu chez la souris athymique. L’injection d’homogénats de lépromes chez le tatou à neuf bandes (Dasypus novemcinctus ) produit dans un certain nombre de cas une maladie généralisée avec multiplication bactérienne dans tous les organes, et mort de l’animal après environ deux ans.

5. Autres mycobactérioses

La paratuberculose

La paratuberculose (maladie de Johne) est une mycobactériose des bovins, des caprins et des ovins. L’agent étiologique est Mycobacterium paratuberculosis . L’infection a lieu par l’inhalation de bacilles dans les cultures. La colonisation de l’intestin produit une entérite aiguë avec diarrhée, qui devient chronique par la suite. Les animaux malades maigrissent progressivement et meurent en état cachectique. La dissémination des mycobactéries par le sang produit tardivement des lésions au niveau des organes respiratoires et digestifs et des glandes exocrines. Les animaux éliminent des fortes quantités de bacilles par les selles, propageant ainsi la maladie. Par ailleurs, les formes asymptomatiques de la maladie (qui semblent être vingt fois plus nombreuses que les formes cachectiques) représentent la source majeure d’infection. Le diagnostic, qui est fondé sur l’identification de l’agent étiologique, est rendu malaisé par la difficulté de cultiver M. paratuberculosis sur milieu sélectif et par le long temps de génération. La distinction entre tuberculose et paratuberculose s’appuie sur la réponse cutanée à la tuberculine et à la johnine respectivement (réactions d’hypersensibilité retardée à des extraits bactériens). Cette distinction est pourtant essentielle, car une réaction positive à la tuberculine entraîne l’abattage obligatoire de l’animal dans les pays de la C.E.E.: cette pratique n’est pas appliquée dans le cas de positivité à la johnine. Il n’est pas exclu que l’homme puisse être contaminé par le bétail. Certains auteurs soutiennent que cette mycobactérie est à l’origine de la maladie de Crohn, une forme d’entérite chronique des humains.

La tuberculose atypique

Sous ce terme, considéré désuet dans les milieux scientifiques, sont comprises des mycobactérioses produites par des organismes autres que M. bovis ou M. tuberculosis . Alors que la fréquence de la tuberculose typique a continué à décroître dans les pays occidentaux, celle des formes atypiques est en progression constante. Les agents étiologiques les plus communs sont les mycobactéries du complexe Mycobacterium avium-Mycobacterium intracellulare-Mycobacterium scrofulaceum (MAIS), les deux premiers étant des non-chromogènes (groupe III) et le troisième un scotochromogène (groupe II). D’autres agents de tuberculose atypique appartiennent aux groupes I et IV de Runyon. Tous ces organismes se retrouvent dans l’environnement de nature hydrique (bassins de natation, sources naturelles, aquariums). L’homme, les animaux et les poissons seraient des sources d’infection d’importance mineure. La voie d’introduction de la bactérie dans l’organisme est le plus souvent une lésion ouverte de nature traumatique ou chirurgicale. Le foyer d’infection est représenté par un granulome avec macrophages et lymphocytes, qui peut évoluer en abcès. Des granulomes cutanés disséminés ont été décrits (granulomes des bassins de natation et des pêcheurs). La transmission entre humains par la voie respiratoire semble être rare. Les agents de la tuberculose atypique doivent être considérés en tant que pathogènes potentiels pour l’homme en bonne santé. Ils deviennent des pathogènes redoutables pour les individus porteurs d’altérations du système immunitaire ou soumis à un traitement immunodéprimant (thérapie à la cortisone après transplantation d’organes). Ces infections opportunistes sont devenues de brûlante actualité à la suite de la multiplication des cas de syndrome d’immunodéficience acquise (S.I.D.A.-A.I.D.S.) où les complications mycobactériennes sont parmi les plus fréquentes.

La mycobactériose ulcéreuse

Le terme de «Buruli ulcer» a été attribué à une mycobactériose cutanée observée à l’origine en Ouganda et, par la suite, dans d’autres pays d’Afrique, d’Asie et d’Amérique à proximité de l’Équateur. L’agent étiologique, Mycobacterium ulcerans , se retrouve dans certains environnements particuliers, surtout à proximité d’étangs et de cours d’eau. La pénétration se ferait par des lésions cutanées plantaires. Le granulome se formant au site d’infection est suivi par des phénomènes de nécrose et d’ulcération. L’ulcère indolore a tendance à s’étendre et à se compliquer par des infections surajoutées.

Encyclopédie Universelle. 2012.