Mycobacterium tuberculosis
Mycobacterium tuberculosis est l’agent étiologique de la tuberculose. Cette bactérie, appartenant à la famille Mycobacteriaceae, a été découverte en 1882 par Robert Koch et, pour cela, elle est aussi appelée bacille de Koch.
En 1920, Albert Calmette et Camille Guérin ont mis au point un vaccin contre la tuberculose: le BCG ou bacille de Calmette-Guérin, une souche de Mycobacterium bovis qui a perdu sa virulence par repiquages successifs. En 1944, Selman Waksman a découvert le premier antibiotique actif sur Mycobacterium tuberculosis. Puis, d’autres drogues, actives contre ce bacille, comme l’isoniazide ou la rifampicine, ont été découvertes.
Caractérisation
Mycobacterium tuberculosis sont des bacilles immobiles dont les dimensions varient de 0,2 à 0,3 µm de diamètre et de 3 à 5 µm de longueur, légèrement incurvés et à bords arrondis. Ce sont des bactéries aérobies qui ne possèdent ni capsule ni spores et ne produisent pas de toxines.
Le bacille de Koch est sensible à la chaleur, aux rayons UV et aux rayons X. L’alcool à 70º le détruit en 5 min. Cependant, il est résistant au froid et à la sécheresse, aux acides dilués, aux antiseptiques et aux détergents.
Bien qu’il est la structure d’une bactérie Gram positive, il colore difficilement par le biais de cette technique (c’est le cas de toutes les mycobactéries). Ceci est dû au fait que la paroi cellulaire des mycobactéries soit très riches en lipides structuraux qui lui procurent une grande hydrophobicité. Ainsi, au cours du processus de coloration de Gram, l’action des mordants et des différenciateurs aqueux est entravée.
La grande quantité de lipides confère aussi à ces bacilles une propriété appelée acido-alcoolo-résistance. Ils sont visualisés par la méthode de Ziehl-Neelsen, au cours de laquelle le principal colorant, la fuchsine phéniquée de Ziehl, se fixe solidement aux lipides de la paroi cellulaire et n’est pas supprimé par le mélange d’alcool et d’acide chlorhydrique. Les bacilles acido-alcoolo-résistants apparaissent alors colorés en rouge, tandis que les bactéries non-acido-alcoolo-résistantes apparaissent en bleu, la couleur du colorant de contraste, le bleu de méthylène.
Culture
Le temps de culture de Mycobacterium tuberculosis est très lent, son temps de division est d’environ 20 heures. Sa culture nécessite d’un milieu enrichi, par exemple le milieu de Löwenstein-Jensen (utilisé dans l’isolement des mycobactéries), un milieu solide à base d’œufs, de sels minéraux, de glycérine, d’asparagine, de fécule de pomme de terre et de vert de Malachite.
Après environ 21 jours de culture en aérobie, les colonies de Mycobacterium tuberculosis peuvent être observées. Elles sont de couleur beige, sèches, avec une surface rugueuse et une forme caractéristique de chou-fleur.
Techniques d’identification
Les méthodes standards d’identification des mycobactéries sont la culture et l’analyse morphologique des colonies en milieu solide associé à l’utilisation de tests biochimiques. Pour l’identification de Mycobacterium tuberculosis, trois tests sont utilisés : cette bactérie présente un test de la niacine positif, un test nitrate réductase également positif et une faible activité de la catalase à 22ºC qui disparait à 68ºC. Toutefois, ces tests sont fastidieux et laborieux.
L’utilisation de sondes moléculaires est actuellement la forme d’identification et de distinction des mycobactéries la plus utilisée. Ces sondes, produites commercialement, sont de rapide utilisation (environ 2 heures), sensible et spécifique.
Habitat
Le réservoir naturel de Mycobacterium tuberculosis est l’être humain et sa transmission se fait directement par voie aérienne, par l’intermédiaire de gouttelettes de salive, les gouttelettes de Flügge, expulsées par le malade lorsqu’il tousse, éternue ou parle. Environ 2 millions de bacilles de Koch sont expulsés par le tuberculeux quand il éternue. Parfois, les animaux domestiques, chiens et chats, peuvent être contaminés.
Mécanisme de l’infection
Un malade tuberculeux souffrant d’une infection pulmonaire émet, en parlant, en éternuant ou en toussant, des gouttelettes de Flügge qui transportent 1 à 3 bacilles de Koch (par gouttelette). Ces gouttelettes, inhalées par les individus en bonne santé, arrivent jusqu’aux alvéoles pulmonaires.
Les bacilles sont phagocytées par des macrophages circulants au sein desquels ils se multiplient, ils sont libérés après l’éclatement des cellules et phagocytés une nouvelle fois.
Entre temps, les macrophages libèrent des cytokines qui recrutent d’autres macrophages et d’autres cellules mononucléaires du système immunitaire qui s’agglutinent autour du foyer infectieux primaire jusqu’à la formation d’un tubercule. Ce tubercule peut rester intact pendant plusieurs mois voire des années, il peut diminuer en taille ou se calcifier. Dans 90 % des cas, l’infection est asymptomatique et est appelée primo-infection latente.
Dans les autres cas, si le système immunitaire est affaibli, la maladie peut se développer. Les bacilles peuvent traverser la barrière des alvéoles et être expulsés par le malade (primo-infection patente).
Après des jours, des mois ou des années, une personne qui passe par un état immunodéprimé peut subir une infection secondaire par réactivation d’un foyer latent (endogène) ou par une réinfection (exogène) et développer la maladie.
Dans de rares cas, les bacilles migrent et infectent d’autres organes (infection extra-pulmonaire) comme les ganglions, les os, les reins ou dans une forme plus grave, les méninges.
References:
Alexander, D.C. and Liu, J.. (2006). Mycobacterial genomes. In: Chan, R.V.L. et al. Bacterial Genomes and Infectious Diseases. New Jersey: Humana Press Inc. p151-174.
Cole, S.T. et al. (1998). Deciphering the biology of Mycobacterium tuberculosis from the complete genome sequence. Nature. 393, p537-544.
Gengenbacher, M. and Kaufmann, S. (2012). Mycobacterium tuberculosis: success through dormancy. FEMS Microbiology Reviews. 36 (3), p514-532.
Murray, P. et al. (2013). Mycobacterium. In: Medical microbiology. 7th ed. Philadelphia: Elsevier Inc. p235-347.
