Streptococcus pneumoniae -Streptococcus pneumoniae

Streptococcus pneumoniae
Pneumocoque CDC PHIL ID1003.jpg
S. pneumoniae dans le liquide céphalo-rachidien. Tache FA (colorée numériquement).
Classement scientifique Éditer
Domaine: Bactéries
Phylum: Firmicutes
Classer: Bacilles
Commander: Lactobacilles
Famille: Streptococcacées
Genre: Streptocoque
Espèce:
S. pneumoniae
Nom binomial
Streptococcus pneumoniae
(Klein 1884) Chester 1901

Streptococcus pneumoniae , ou pneumocoque , est une bactérie Gram-positive , sphérique, alpha-hémolytique (en conditions aérobies) ou bêta-hémolytique (en conditions anaérobies) ,membre anaérobie facultatif du genre Streptococcus . Ils se trouvent généralement par paires ( diplocoques ) et ne forment pas de spores et ne sont pas mobiles. En tant que bactérie pathogène importante pour l'homme, S. pneumoniae a été reconnue comme une cause majeure de pneumonie à la fin du XIXe siècle et fait l'objet de nombreusesétudes d' immunité humorale .

Streptococcus pneumoniae réside de manière asymptomatique chez les porteurs sains colonisant généralement les voies respiratoires, les sinus et la cavité nasale . Cependant, chez les personnes sensibles dont le système immunitaire est plus faible , comme les personnes âgées et les jeunes enfants, la bactérie peut devenir pathogène et se propager à d'autres endroits pour provoquer la maladie. Il se propage par contact direct de personne à personne via des gouttelettes respiratoires et par auto-inoculation chez les personnes porteuses de la bactérie dans leurs voies respiratoires supérieures. Il peut être à l'origine d' infections néonatales .

Streptococcus pneumoniae est la principale cause de pneumonie et de méningite communautaires chez les enfants et les personnes âgées, et de septicémie chez les personnes infectées par le VIH . L'organisme provoque également de nombreux types d' infections à pneumocoques autres que la pneumonie . Ces maladies pneumococciques invasives comprennent la bronchite , la rhinite , la sinusite aiguë , l' otite moyenne , la conjonctivite , la méningite , la septicémie , l' ostéomyélite , l' arthrite septique , l' endocardite , la péritonite , la péricardite , la cellulite et l' abcès cérébral .

Streptococcus pneumoniae peut être différencié des streptocoques viridans , dont certains sont également alpha-hémolytiques , en utilisant un test à l' optochine , car S. pneumoniae est sensible à l'optochine. S. pneumoniae peut également être distingué en fonction de sa sensibilité à la lyse par la bile , ce qu'on appelle le "test de solubilité biliaire". Les bactéries coccoïdes Gram-positives encapsulées ont une morphologie distinctive sur la coloration de Gram, des diplocoques en forme de lancette . Ils ont une capsule polysaccharidique qui agit comme un facteur de virulence pour l'organisme ; plus de 90 sérotypes différents sont connus, et ces types diffèrent par leur virulence , leur prévalence et l'étendue de la résistance aux médicaments .

Histoire

En 1881, l'organisme, connu plus tard en 1886 sous le nom de pneumocoque pour son rôle en tant que cause de pneumonie, a été isolé pour la première fois simultanément et indépendamment par le médecin de l' armée américaine George Sternberg et le chimiste français Louis Pasteur .

L'organisme a été appelé Diplococcus pneumoniae à partir de 1920 en raison de son aspect caractéristique dans les crachats colorés au Gram . Il a été rebaptisé Streptococcus pneumoniae en 1974 car il ressemblait beaucoup aux streptocoques .

Streptococcus pneumoniae a joué un rôle central dans la démonstration que le matériel génétique est constitué d' ADN . En 1928, Frederick Griffith a démontré la transformation de la vie transformant un pneumocoque inoffensif en une forme mortelle en co-inoculant les pneumocoques vivants dans une souris avec des pneumocoques virulents tués par la chaleur . En 1944, Oswald Avery , Colin MacLeod et Maclyn McCarty ont démontré que le facteur de transformation dans l'expérience de Griffith n'était pas la protéine , comme on le croyait généralement à l'époque, mais l'ADN. Les travaux d'Avery ont marqué la naissance de l' ère moléculaire de la génétique .

La génétique

Le génome de S. pneumoniae est une structure d'ADN circulaire fermée qui contient entre 2,0 et 2,1 millions de paires de bases selon la souche . Il possède un noyau de 1553 gènes , plus 154 gènes dans son virulome, qui contribuent à la virulence et 176 gènes qui maintiennent un phénotype non invasif . L'information génétique peut varier jusqu'à 10 % entre les souches. Le génome du pneumocoque est connu pour contenir un répertoire vaste et diversifié de peptides antimicrobiens, dont 11 lantibiotiques différents .

Transformation

La transformation bactérienne naturelle implique le transfert d'ADN d'une bactérie à une autre à travers le milieu environnant. La transformation est un processus de développement complexe nécessitant de l' énergie et dépend de l'expression de nombreux gènes. Chez S. pneumoniae, au moins 23 gènes sont nécessaires à la transformation. Pour qu'une bactérie puisse se lier, absorber et recombiner l'ADN exogène dans son chromosome , elle doit entrer dans un état physiologique particulier appelé compétence .

La compétence dans S. pneumoniae est induite par des agents endommageant l' ADN tels que la mitomycine C , les antibiotiques fluoroquinolones ( norfloxacine , lévofloxacine et moxifloxacine ) et les inhibiteurs de la topoisomérase . La transformation protège S. pneumoniae contre l'effet bactéricide de la mitomycine C. Michod et al. ont résumé les preuves que l'induction de la compétence chez S. pneumoniae est associée à une résistance accrue au stress oxydatif et à une expression accrue de la protéine RecA, un élément clé de la machinerie de réparation par recombinaison pour éliminer les dommages à l'ADN . Sur la base de ces résultats, ils ont suggéré que la transformation est une adaptation pour réparer les dommages oxydatifs de l'ADN. L' infection à S. pneumoniae stimule les leucocytes polymorphonucléaires (granulocytes) pour produire une explosion oxydative potentiellement mortelle pour la bactérie. La capacité de S. pneumoniae à réparer les dommages oxydatifs de l'ADN dans son génome, causés par cette défense de l'hôte, contribue probablement à la virulence de cet agent pathogène. Conformément à cette prémisse, Li et al. ont rapporté que, parmi différents isolats de S. pneumoniae hautement transformables , l'aptitude à la colonisation nasale et la virulence (infectivité pulmonaire) dépendent d'un système de compétence intact.

Infection

Streptococcus pneumoniae fait partie de la flore normale des voies respiratoires supérieures . Comme pour de nombreuses flores naturelles, elle peut devenir pathogène dans les bonnes conditions, généralement lorsque le système immunitaire de l'hôte est supprimé . Invasines , tels que la pneumolysine , un anti phagocytaire capsule , différentes adhésines et immunogènes des composants de la paroi cellulaire sont les principaux facteurs de virulence . Une fois que S. pneumoniae a colonisé les sacs aériens des poumons , le corps réagit en stimulant la réponse inflammatoire, provoquant le remplissage des alvéoles par le plasma, le sang et les globules blancs. Cette condition est appelée pneumonie.

Maladies et symptômes

La pneumonie est la plus courante des maladies à S. pneumoniae qui comprend des symptômes tels que fièvre et frissons, toux, respiration rapide, difficultés respiratoires et douleurs thoraciques. Pour les personnes âgées, ils peuvent inclure la confusion, une faible vigilance et les premiers symptômes énumérés à un degré moindre.

La méningite à pneumocoques est une infection des tissus recouvrant le cerveau et la moelle épinière. Les symptômes comprennent une raideur de la nuque, de la fièvre, des maux de tête, de la confusion et une photophobie .

La septicémie est causée par une réponse écrasante à une infection et entraîne des lésions tissulaires, une défaillance des organes et même la mort. Les symptômes comprennent la confusion, l'essoufflement, une fréquence cardiaque élevée, une douleur ou un inconfort, une transpiration excessive, de la fièvre, des frissons ou une sensation de froid.

Vaccin

En raison de l'importance de la maladie causée par S. pneumoniae , plusieurs vaccins ont été développés pour protéger contre les infections invasives. L' Organisation mondiale de la santé recommande la vaccination de routine contre le pneumocoque chez les enfants ; il est intégré au calendrier de vaccination des enfants dans un certain nombre de pays, dont le Royaume-Uni, les États-Unis et l'Afrique du Sud.

Biotechnologie

Les composants de S. pneumoniae ont été exploités pour une gamme d'applications en biotechnologie. Grâce à l'ingénierie des molécules de surface de cette bactérie, les protéines peuvent être liées de manière irréversible à l'aide de l' enzyme sortase ou à l'aide de la réaction SnoopTag/SnoopCatcher. Diverses glycoside hydrolases ont également été clonées à partir de S. pneumoniae pour faciliter l'analyse de la glycosylation cellulaire .

Interaction avec Haemophilus influenzae

Historiquement, Haemophilus influenzae a été une cause importante d'infection, et H. influenzae et S. pneumoniae peuvent être trouvés dans le système respiratoire supérieur humain. Une étude de compétition in vitro a révélé que S. pneumoniae a dominé H. influenzae en l'attaquant avec du peroxyde d'hydrogène . Cependant, dans une étude ajoutant les deux bactéries à la cavité nasale d'une souris dans les deux semaines, seul H. influenzae survit ; une analyse plus poussée a montré que les neutrophiles exposés à des H. influenzae morts étaient plus agressifs pour attaquer S. pneumoniae .

Diagnostic

Sensibilité à l'optochine dans une culture de Streptococcus pneumoniae (disque blanc)

Le diagnostic est généralement établi sur la base d'une suspicion clinique et d'une culture positive à partir d'un échantillon provenant de pratiquement n'importe quel endroit du corps. S. pneumoniae est, en général, sensible à l' optochine , bien qu'une résistance à l'optochine ait été observée.

Les progrès récents dans le séquençage de nouvelle génération et la génomique comparative ont permis le développement de méthodes moléculaires robustes et fiables pour la détection et l'identification de S. pneumoniae . Par exemple, le gène Xisco a récemment été décrit comme un biomarqueur pour la détection par PCR de S. pneumoniae et la différenciation à partir d'espèces étroitement apparentées.

Atromentin et leucomelone possèdent une activité antibactérienne, inhibant l' enzyme réductase protéine porteuse énoyl-acyle , (essentiel pour la biosynthèse des acides gras ) dans S. pneumoniae .

La résistance

Souches de pneumocoques résistants à la pénicilline sont appelés pneumocoques résistants ( PRP ), résistant à la pénicilline Streptococcus pneumoniae ( PRSP ), Streptococcus pneumoniae résistant à la pénicilline ( SPPR ) ou résistante aux médicaments Strepotococcus pneumoniae ( DRSP ). En 2015, aux États-Unis, il y avait environ 30 000 cas, et dans 30% d'entre eux, les souches étaient résistantes à un ou plusieurs antibiotiques.

Voir également

Les références

Liens externes