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Mode de transmission des infections bactériennes
respiratoires ex : Bordetella pertussis
JM Scheftel 28 janvier 2011
Unité d’enseignement « Microbiologie médicale »M1 2010-2011
Bordetella pertussis
Plan 1-historique2-caractères bactériologiques et culturaux3- épidémiologie4- clinique5-transmission et colonisation6-facteurs de virulence7-facteurs d’adhésion8- expérimentation9- toxines : TCT10- physiopathologieconclusion
Bordetella pertussis
1- Historique:
1900: Jules Bordet décrit un bacille à Gram (-) commel’agent de la coqueluche dans le frottis d’un prélèvement respiratoire.
1906: Bordet et Gengou mettent au point le milieu de culture à base de fécule de pomme de terre + sang qui permet la culture du germe.
Bordetella pertussis: 2 - caractères bactériologiques
Petits bacilles à Gram (-) de 0,5 à 1μ L sur 0,2 à 0,4μ l - à coloration bipolaire, immobiles, - aérobie strict, exigeant du NAD et des dérivés soufrés
- ne pousse pas sur milieu ordinaire (gélose au sang)-est sensible à la présence de lipides
- n’est cultivé que sur milieu au charbon (Regan-Love) ou sur milieu de Bordet-Gengou (au sang défibriné et fécule de pomme de terre).
Bordetella pertussis
Coloration de Gram
Bordetella pertussiscaractères culturaux
Culture lente (3 à 4 j) en atmosphère humide:
colonies de 0,5 mm de diamètre,
brillantes ressemblant à des gouttelettes de mercure, entourées d’une zone d’hémolyse
Culture sur milieu de Bordet-Gengou
Bordetella pertussis
agent de la coqueluchepertussis
whooping cough
3-Epidémiologie (1)
La coqueluche atteint selon l’OMS près de 60 M de personnes /an avec une mortalité de 600000 décès /an (1%)
Principalement les nourrissons de moins d’un an dans les pays où la vaccination est insuffisante ou absente.
La vaccination a permis d’éradiquer la coqueluche à partir des années 50 aux US et ensuite en Europe à partir des années 65 soit 15 ans après.
Epidémiologie (2)
Or depuis 1976 aux US, on enregistre une résurgence de la coqueluche , malgré la couverture vaccinale et en France depuis 1990, soit également 15 ans après les US.
Causes: affaiblissement de l’immunité protectrice vaccinale chez l’adulte et de l’absence de rappel vaccinal tardif (après 6 ans)
protection par le vaccin: de 5 à 10 ans
Maladie à déclaration obligatoire entre 1950 et 1986.En France :
1950: 5000 cas 1955: près de 8000 cas1985: 86 casDécès : 600 en 1950 et <7 en 1980
Bordetella pertussisUS : 12000 cas en 200525000 cas en 2004
Bordetella pertussis
4- Clinique (1)
A- Forme commune chez l’enfant non vacciné: de 4-5 ans
1-phase d’incubation est de 7 à 15 jours2-La phase catarrhale: ressemble à rhino-pharyngite
Toux + à +++, émétisantes, cyanosante et nocturneDurée de 5 à 10 jTrès contagieuse car Bp présent sur la muqueuse
3-La phase des quintes: spécifiqueaccès paroxystiques violents de toux rapprochés , suivis d’une reprise inspiratoire difficile comparée au « chant du coq » + vomissements (20 à 30 accès /j)Durée de 3 à 4 semaines
4-phase de convalescencePlusieurs semaines (2 à 3 mois)
Clinique (2)
B) Forme clinique du petit nourrisson non vaccinéMoins typique , chant du coq le + souvent absent, mais +sévèreQuintes cyanosantes , asphyxiantes, + apnée, bradycardie, vomissements, Formes suraiguës dyspnéisantes > > > léthales
C) Forme clinique de l’enfant et de l’adulteImmunité vaccinale réduitemoins sévère et atypique mais quintes prolongéespossibles chez l‘adulte ce qui doit faire évoquer ce diagnostic
5- Mode de Transmission (1)par voie aérienne
Réservoir: humain vecteur de la maladieadolescent/adulte portage symptomatique (toux
persistante)incidence : 884/100 000 habitants (400 000 cas)
Circulation des souches intra-humaine
Bactérie fragile : ne survit pas dans l’environnement
Mode de Transmission (2)modes de contact
modes de contact : hautement contagieuse
par les aérosols
par gouttelettes de salive ( gouttelettes de Pflügge)par le contact proche: au moment des quintes de toux
Sujets sensibles : les nourrissons non vaccinés (< 3 mois)taux d’ incidence: 270/100000 (120 et 500)
RESEAU RENACOQ
Mode de transmission de la coqueluche
Source de contamination
pour nourrissons non vaccinés ou
partiellement vaccinés
Couverture vaccinale élevée
en primovaccination
Adolescents/ adultes constituent
le réservoir de l’infection
Rappel à 18 mois
Durée protection < 10 ans
Réduction des rappels naturels
Perte d’immunité durant
l’enfance
Baron S et al. Pediatr Infect Dis J 1998 ; 17 : 412–8
Transmission
dépend de la couverture vaccinale, selon l’état vaccinal du sujet (immunisé ou faiblement immunisé)sujets exposés: nourrissons non ou partiellement vaccinésun pic de coqueluche tous les 5 ans: réimmunisation naturelle
Pays pratiquant la vaccination ou non: épidémiologie différente
Distribution des cas de coqueluche selon l’état vaccinal
de la population- comparaison France Italie
transmission
Colonisation de la muqueuse respiratoire
par voie aérienne
Fixation et multiplication au niveau des cellules ciliées
Fixation de B.pertussis sur cellules ciliées
6- Facteurs de virulence
3 phases: colonisation des muqueuses multiplication bactérienne effets toxiques
1) facteurs d’adhésionfimbriae (agglutinogènes)FHA: Filamentous Hemagglutinin AntigenPT: pertussis toxin (ou PTX)
2) toxines:PTX, Adénylate cyclase, Toxine cytotrachéale (TCT),Toxine thermolabile (HLT) , endotoxine
Bordetella pertussis
7- adhésion
- interaction avec les macrophages alvéolaires : persistance de l’infection
- affinité pour les cellules ciliées
2 types d’interaction- de type lectine avec différents récepteurs cellulaires de nature
glucidique- fixation spécifique sur les intégrines , récepteur
glycoprotéique impliqués dans les mécanismes d’adhésion intercellulaire, d’adhésion aux composants de la matrice extracellulaire
Fimbriae ou agglutinogènes
structures filamenteuses composées d’une SU majeure , Fim2 ou Fim3
Fim 2 et 3: protéines de 22,5 et 22 kDaet d’une SU mineure FimD qui constitue l’adhésine.FimD: 40 kDa située au sommet de la structure fimbriale
(adhésine)
SU majeure se lie à des glycoconjugués sulfatés de surfaceSU FimD se fixe sur l’intégrine VLA-5 à la surface des Mφ en induisant une de l’intégrine CR3 : récepteur du C3b
VLA-5: α5β1-integrin very late antigen 5, CD49e/CD29
FHA
protéine monomérique de 220kDa - précurseur: 367 kDa
En ME, FHA formerait une boucle en épingle à cheveux d’une longueur de 50 nm et un diamètre de 4 nm
La sécrétion de FHA requiert une protéine auxiliaire, FHA C localiséedans la mbne ext , capable de former des pores et permettant le passage de FHA.
FHAFHA exprime au moins 3 mécanismes d’adhésionDomaine N-terminal, séquences répétitives impliqués ds l’interaction de la FHA avec glycosaminoglycanes sulfatés de surface des cellules ciliéesPartie centrale contient séquence RGD (Arg,Gly,Asp) : interaction de FHA avec intégrine CR3 des Mφ (pas de déclenchement du burst oxydatif)
Domaine de type lectine responsable de l’interaction de FHA avec glycoconjugués des cellules ciliées.
Pertactine (PRN)
Précurseur: Protéine de 94 kDa + peptide signal traversée membrane interne Après clivage du ps , PRN forme un canal avec la région C-terminaleLa région N-terminale traverse et est exposée à la surface de la bactérieClivage de la partie 30 kDa située dans la mbne ext et la partie maturede 69 kDa associée librement à la membrane externe.
Pertactine (PRN)
PRN: monomère de 16 brins parallèles qui forment une hélice β
Séquence RGD impliquée dans l’adhérence avec intégrines
Mutant PRN -: moins adhérent
Mutant PRN- et FHA- moins adhérent que mutant FHA-
Physiopathologie
_8-Expérimentation
9 - Toxine cytotrachéale (TCT)
Sous-unité monomérique du peptiglycane, libérée dans milieu de culture pendant la phase exponentielle de croissance. Clivage spécifique de type muramidase du PG.
Structure: disaccharide tétrapeptide (muramylpeptide)NAcGlc-NAcMur-Ala-Glu-DAP-Ala (921 daltons)
Non soumise à régulation
TCT
Modifications morphologiques:Arrondissement cellulaireRéduction du nombre de cilsGonflement des mitochondries et vacuolisationDisparition des jonctions intercellulairesSynthèse d’ADN inhibée
À fortes conc : toxique sur PNN , pas effet sur Mφ
Inhibition de la migration et de la chimioluminescence
TCT
Pourrait jouer un rôle dans la survie de Bp
TCT : seule toxine capable d’induire la destruction des cellules ciliées de l’épithélium respiratoire.
Stimulerait la capacité de la cellule de l’hôte à produire de
cytokines et du NO apoptose
Destruction des cellules ciliées: absence élimination mucus (toux)
conclusion
Inhalation par aérosols ou projections de gouttelettes de salivecontenant B.pertussis
Colonisation spécifique des cellules ciliées de l’épithélium respiratoire
Destruction des cellules ciliées
Toux quinteuse