Cours IFSI - Infectiologie et hygiène : Les micro-organismes pathogènes

Les micro-organismes sont des êtres vivants de taille microscopique. Il en existe des milliers d’espèces différentes dans notre environnement. Si certains ont un fort pouvoir pathogène pour l’homme, la plupart d’entre eux sont indispensables à sa survie ainsi qu’au bon fonctionnement de la planète (équilibre atmosphérique, purification des eaux, fertilisation des sols…).

A l’état naturel, les micro-organismes sont stables. Ils se développent dans des milieux comme l’environnement (sol, surfaces, eau, air) ou sur un hôte spécifique (végétal, animal), appelés réservoirs. Ils se reconstituent à chaque fois que l’on cherche à les éliminer. On parle de flore saprophyte lorsque dans l’environnement, les micro-organismes se nourrissent de matières en décompositions. En revanche, on parle de flore commensale lorsque ces agents microscopiques consomment les produits d’un organisme vivant, sans le nuire, voire en lui procurant certains avantages (protection, nutrition...). Chez l’homme par exemple, la flore cutanée empêche la colonisation de la peau par d’autres organismes pathogènes, tandis que la flore intestinale assure un rôle métabolique dans la digestion. L’homme vit donc au quotidien avec des milliers de micro-organismes, dont il est parfois lui-même porteur. D’ailleurs, sans eux, la vie humaine ne serait pas possible…

Si la plupart des espèces sont inoffensives pour l’homme, certaines sont plus ou moins pathogènes, on parle alors d’agents infectieux. Leur pouvoir pathogène est strict lorsqu’ils provoquent une maladie chez un hôte dont les défenses immunitaires sont normales (ex : tuberculose, grippe…). D’autres peuvent être pathogènes de façon occasionnelle, c’est le cas notamment des micro-organismes des flores commensales de l’homme qui, lorsqu’ils ne se trouvent plus dans leur milieu habituel, peuvent devenir agressifs et provoquer des maladies (ex : les bactéries Escherichia Coli de la flore digestive sont souvent à l’origine d’infections urinaires). Parfois, des agents non pathogènes se révèlent offensifs chez des sujets immunodéprimés, ont dit alors que ce sont des micro-organismes opportunistes (ex : pneumocystose, aspergillose…).

Un agent infectieux peut être transmis par le biais d’un environnement souillé, d’un vecteur (moustique, tique…) ou de façon interhumaine (horizontale = d’homme à homme ;  verticale = in utéro). Pour ce faire, deux modes sont possibles :

• les transmissions de contact
  • directes : contact avec une personne infectée (poignée de main, relation sexuelle…) ;
  • indirectes : contact avec un objet souillé par une personne infectée (surface, objets, transfusion…) ;
• les transmissions aéroportées : émises lors de la parole, la toux, l’éternuement…
  • par gouttelettes : grosses particules présentes à court termes sur une distance de 1 à 3 mètres ;
  • par aérosols : petites particules présentes à long termes à une distance de plus de 3 mètres.

Une fois dans l’organisme, l’agent infectieux se développe, envahit les cellules humaines et les détruit. Les agents pathogènes les plus connus à ce jour sont les bactéries, les virus, les champignons et les parasites.

Les bactéries

Les bactéries sont des micro-organismes de taille microscopique allant de 1 à 5 micromètres (μm). Leur forme diffère en fonction de la composition de leur paroi, elles peuvent donc être sphériques (cocci), en bâtonnets (bacilles) ou encore incurvées/spiralées (spirochètes, vibrions)… La composition lipidique (peptidoglycane) de cette paroi permet, grâce à des processus de coloration, d’identifier les bactéries. La plus connue est la coloration de Gram qui, grâce à l’utilisation du violet de gentiane et d’alcool, différencie les bactéries à Gram positif (de couleur violet, paroi riche en peptidoglycane) des bactéries à Gram négatif (de couleur rose, paroi pauvre en peptidoglycane). Cependant, d’autres colorations existent comme celle de Ziehl-Neelsen utilisée pour les mycobactéries,  des bacilles acido-alcoolo-résistants (BAAR) insensibles à la coloration de Gram.

Les cellules bactériennes sont des cellules procaryotes, c’est-à-dire qu’elles n’ont pas de noyau qui sépare leur matériel génétique (ADN) du cytoplasme. En plus de l’ADN, celui-ci contient des ribosomes et des plasmides. Les plasmides sont des petits fragments d’ADN extérieurs au noyau, capable d’autoréplication, et qui confèrent aux bactéries certaines propriétés comme la résistance aux antibiotiques. D’autres éléments peuvent également se retrouver sur certaines bactéries : la capsule, pour une meilleure résistance au système immunitaire de l’hôte ; le flagelle, pour une meilleure mobilité ; ou encore les pili, pour une meilleure adhésion aux substrats.

Les bactéries se développent dans des milieux favorables qui diffèrent selon les espèces : éléments nutritifs, température, humidité, pH, O2 (aérobie, anaérobie)… Elles se multiplient rapidement  par division cellulaire (ou scissiparité), si bien qu’en moins d’une demi-heure,  le nombre de bactéries est doublé. Néanmoins, pour qu’une infection se déclare chez un hôte, trois étapes sont nécessaires :

• la colonisation de la peau : les bactéries adhèrent à la peau ou aux muqueuses de l’homme et se multiplient. Elles peuvent être issues d’un réservoir exogènes (environnement) ou endogène (flore humaine) ;
• l’invasion : les bactéries franchissent la barrière cutanée-muqueuse grâce à une porte d’entrée (ex : lésion cutanée) ou à l’aide d’enzymes ou de toxines bactériennes ;
• l’infection : les défenses immunitaires du sujet sont mobilisées, mais insuffisantes face à l’envahissement de micro-organismes, c’est pourquoi des lésions cellulaires et des symptômes apparaissent.

Tableau illustrant différentes bactéries pathogènes pour l’homme, ainsi que leurs symptômes et pathologies associés (non exhaustif)

Les virus

Les virus sont des agents infectieux encore plus petits que les bactéries, ils mesurent de 20 à 500 nanomètres (nm). Ils peuvent aussi bien infecter les cellules animales et végétales que bactéries. Ils sont spécifiques à un hôte, si bien que leur transmission ne peut se faire qu’entre ces hôtes (ex : interhumaine). Il est donc rare qu’un virus franchisse la barrière des espèces (ex : de l’animal vers l’homme). Ces micro-organismes sont composés d’ARN (acide ribonucléique) ou d’ADN (acide désoxyribonucléique), matériel génétique qui leur permet de se reproduire. Il existe deux structures différentes de virus :

• les virus « nu » : ils sont composés d’une simple capside contenant le matériel génétique. Ils sont très résistants et se transmettent de manière indirecte ;
• les virus enveloppés : leur capside est elle-même contenue dans une enveloppe qui comporte des glycoprotéines à sa surface. Ils sont très fragiles et se transmettent exclusivement de manière directe.

La multiplication virale (ou réplication virale) nécessite obligatoirement l’infection d’une cellule . Elle s’effectue en six étapes qui sont les suivantes :

• l’attachement : le virus se lie à un récepteur membranaire d’une  cellule ;
• la pénétration : le virus est internalisé par la cellule, soit par fusion (fusion de l’enveloppe du virus avec la membrane de la cellule), soit par endocytose (formation d’une vésicule à l’intérieur de la cellule) ;
• la décapsidation : après avoir pénétré dans la cellule, le virus se délivre de sa capside et libère son matériel génétique (ADN ou ARN) ;
• la réplication : pour les virus contenant de l’ARN, le processus de transcription inverse est nécessaire en amont de la réplication. Il permet de synthétiser deux brins d’ADN à partir d’un brin ARN. Une fois l’ADN viral reconstitué, celui-ci va pouvoir s’intégrer dans l’ADN de la cellule hôte pour se multiplier dans le noyau. Le génome viral va d’abord être exprimé sous forme d’ARNm lors de la transcription , puis cet ARNm sera traduit en protéines lors de la traduction ;
• l’assemblage et la maturation : les nouveaux ARN et protéines formées s’assemblent. Le matériel génétique est encapsidé. Les nouveaux virus, appelés virions, acquièrent leur enveloppe par bourgeonnement grâce à la membrane plasmique de la cellule ;
• la libération des virions : une fois reconstitués, les virions sont libérés à l’extérieur de la cellule.

Toutes les infections virales débutent par une primo-infection, avec la présence ou non de symptômes. On parle d’infection aigue lorsque cette infection virale, bénigne ou fulminante, est limitée dans le temps et aboutit à la guérison ou le décès du sujet (ex : grippe, VHA). On parle d’infection latente lorsque, après la primo-infection, le virus se cache dans le noyau des cellules de l’hôte pour se réactiver plus tard, spontanément ou en cas d’immunodépression (ex : herpès, varicelle-zona). Les infections virales peuvent également être de nature chronique, le virus se réplique alors continuellement dans l’organisme de façon plus ou moins progressive (ex : VIH, VHB, VHC). Enfin, certaines infections peuvent se développer en cancer, on parle alors d’infections transformantes (ex : papillomavirus, VHB).

Légende : Tableau illustrant différents virus pathogènes pour l’homme, ainsi que leurs symptômes et pathologies associés (non exhaustif)

Les champignons

Les champignons, aussi connus sous le nom de fungi, sont des micro-organismes eucaryotes d’origine végétale. Ils sont responsables de maladies appelées mycoses. La plupart du temps, ces agents vivent en ubiquité dans l’environnement et se propagent par diffusion de spores dans l’air. Certains peuvent néanmoins appartenir à la flore commensale de l’homme.

Les champignons se transmettent par inoculation (lésion cutanée), par inhalation de spores/moisissures ou par contact d’une personne ou d’un animal infecté. Ils peuvent léser des cellules chez un individu dont l’immunité est normale, voire, être opportuniste chez des sujets immunodéprimés. Il en existe plusieurs types, dont les plus connus sont :

• les levures : candidas, malassezia, cryptococcus…
• les dermatophytes
• les moisissures : aspergillus
• autres : pneumocytis jiroveci

Légende : Tableau illustrant différents champignons pathogènes pour l’homme, ainsi que leurs symptômes et pathologies associés (non exhaustif)

Les parasites

Les parasites sont des êtres vivants appartenant au règne animal. Durand une partie, voire la totalité de leur vie, ces agents tirent profit d’un hôte. S’ils vivent parfois en harmonie avec lui, ils peuvent aussi provoquer des maladies (lésions cellulaires, détournement d’un nutriment) que l’on appelle parasitoses. Leur transmission se fait essentiellement par contact (ingestion de nourriture souillée, interhumaine) ou à l’aide d’un vecteur (moustique, mouche…). Il existe trois grandes catégories de parasites :

• les protozoaires : toxoplasmose, paludisme ;
• les métazoaires : teania ;
• les arthropodes : arachnides (gale), insectes (morpions, poux).

Sources

• Institut Pasteur
• Introduction au module infectiologie et hygiène, Dr Claire Deback, Cours infirmier de 1ère année, AP-HP
• Les virus et les infections virales, Dr Claire Deback, Cours infirmier de 1ère année, AP-HP
• Les bactéries, Dr Nathalie Bourgeois-Nicolaos, Cours infirmier de 1ère année, AP-HP
• Les champignons et parasites, Dr Benjamin Hommel, Cours infirmier de 1ère année, AP-HP

Cours mis à jour le 7 août 2023 par Ophélie PERROT ophe.perrot@gmail.com