Parmi les bactéries directement liées à diverses pathologies infectieuses et contagieuses affectant l’homme et l’animal, on retrouve les Gram négatifs. Elles sont non seulement à l’origine de maladies gastro-intestinales, mais sont également impliquées dans d’autres pathologies. Par exemple, on peut citer les troubles urinaires, les infections des voies respiratoires, les rhinites, les otites, les pathologies cornéennes et les septicémies. Elles agissent soit en tant qu’agents pathogènes, soit en tant qu’opportunistes. Voici un bref examen comparatif de leurs principales caractéristiques, de leurs traitements, des maladies qu’ils provoquent et de leur prévention.
Germes Gram-négatifs : présentation
Gram négatif est un terme utilisé pour décrire les bactéries qui réagissent à certains produits chimiques. C’est un type spécifique d’organismes étrangers aux caractéristiques uniques. Ce groupe de bactéries porte ce nom en raison de la façon dont elles se colorent lorsqu’on change leur couleur pour les différencier.
Elles sont dites à Gram négatifs parce qu’elles ne retiennent pas la coloration de cristal violet de la coloration Gram. Cela arrive principalement quand on les lave à l’alcool. Aussi, lorsqu’on transfère ces bactéries sur une lame et baigne dans une solution de coloration, les cellules sur la lame deviennent violettes. Ensuite, on y ajoute de l’iode pour fixer la couleur sur les cellules. Enfin, s’ajoute à la lame un agent de blanchiment.
Si les bactéries sont à Gram négatifs, la décoloration éliminera le cristal violet. Un deuxième colorant est ensuite ajouté. Ce dernier les rend une couleur rose clair, mais n’a aucun effet sur les bactéries à Gram positifs qui sont déjà violettes. La paroi cellulaire des bactéries à Gram positifs retient la coloration au cristal violet, ce qui donne à ces organismes un aspect violet au microscope optique. La différence entre les deux groupes réside dans la paroi cellulaire de la bactérie.
Germes Gram négatif : différence expliquée entre les Gram positifs et négatifs
Les bactéries peuvent être divisées en deux groupes principaux : les bactéries à Gram positifs et les bactéries à Gram négatifs. Cette classification non phylogénétique se réfère à la capacité de retenir le colorant GRAM. Les bactéries à Gram positifs sont celles qui se colorent avec le colorant et ont donc une couleur bleue ou violette profonde. Les bactéries à Gram négatifs, en revanche, ne retiennent presque pas le colorant et apparaissent rose pâle lorsqu’on les colore.
En effet, la raison est qu’elles retiennent la safranine du colorant. Ce résultat découle de la fine couche de peptidoglycane que possèdent les bactéries à Gram négatifs. Les bactéries à Gram positifs possèdent quant à elles une grande enveloppe de peptidoglycane entourant la membrane cellulaire. L’existence ou non du peptidoglycane ou de la double membrane des bactéries à Gram négatifs n’est pas liée à leur infectivité. Par ailleurs, on trouve des espèces capables d’infecter les animaux et les plantes.
Les cellules à Gram positifs et à Gram négatifs peuvent avoir une couche S cristalline à l’extérieur. Contrairement aux premières, les cellules à Gram négatifs dotées d’un flagelle possèdent quatre anneaux protégeant ce dernier, deux par membrane. La couche S demeure lorsque les spores se forment, bien que peu d’espèces À Gram négatifs sporulent.
Germes Gram-négatifs : infections
Comme la plupart des bactéries, les bactéries à Gram négatifs peuvent provoquer des infections dans tout le corps. Les sites les plus affectés sont les poumons, les voies urinaires, la circulation sanguine, le système nerveux et les tissus mous. Les bactéries à Gram négatifs peuvent également infecter des plaies chirurgicales. De nombreuses bactéries à Gram négatifs sont aussi présentes dans les intestins des humains et des animaux. Escherichia coli (E. coli) est un bâtonnet Gram-négatif qui fait partie de la flore intestinale normale. C’est aussi une bactérie importante pour la digestion des aliments.
En général, cette bactérie ne provoque pas d’infection, mais dans certaines circonstances, elle le fait. Par exemple, c’est une cause fréquente d’infections des voies urinaires. Si elle pénètre dans la circulation sanguine, elle peut provoquer une septicémie grave. Certaines autres bactéries à Gram négatifs ne font pas partie de la flore intestinale normale. De plus, leur entrée dans l’organisme peut provoquer des infections intestinales.
Les bactéries à Gram négatif peuvent également provoquer des infections en dehors de l’intestin. On note, les infections respiratoires ou les maladies sexuellement transmissibles. Par exemple, Neisseria Gonorrhoeae est une bactérie à Gram-négatif responsable de la gonorrhée.
Les causes des infections
Les bactéries sont normalement présentes dans tout le corps, y compris sur la peau et dans les intestins. Lorsque celles-ci sont maintenues en équilibre, elles peuvent aider le corps à fonctionner normalement. Toutefois, un déséquilibre des bactéries ou leur déplacement vers des endroits où elles ne sont pas présentes peut entrainer une infection. Cette dernière se produit si les bactéries sont nombreuses, si elles sont agressives ou si le système immunitaire est affaibli.
Les moyens les plus courants par lesquels les bactéries se propagent vers les parties vulnérables du corps sont les suivants :
- Utilisation de dispositifs médicaux insérés dans le corps, tels que des cathéters vésicaux ou intraveineux,
- Plaies ouvertes,
- Contact avec une personne exposée à des bactéries à Gram négatifs.
L’utilisation d’antibiotiques est proscrite lorsqu’ils ne sont pas nécessaires d’un point de vue thérapeutique ou lorsque leur utilisation inappropriée augmente le nombre de bactéries résistantes aux antibiotiques. Les professionnels de la santé doivent alors prendre des décisions prudentes avant de recommander des antibiotiques.
Les risques
L’hospitalisation est le facteur de risque le plus courant pour les infections bactériennes à Gram négatif. Plus elle est longue, plus le risque d’infection est élevé. Les autres facteurs qui augmentent le risque d’infection bactérienne sont les suivants :
- Chirurgie récente,
- Utilisation d’un cathéter vésical,
- Blessures de guerre,
- Dialyse pour les maladies rénales, qui comprend l’utilisation régulière de IV,
- Utilisation de la ventilation mécanique,
- Système immunitaire affaibli.
Les bactéries à Gram négatifs se propagent le plus souvent lors d’un contact main à main dans un établissement de soins de santé. Lors d’un séjour à l’hôpital, le personnel prendra des mesures pour réduire le risque d’infection.
Germes Gram-négatifs : différents types
Cette liste contient les bactéries à Gram négatifs les plus importantes et les plus courantes en médecine. En plus des bactéries mentionnées, il existe de nombreuses bactéries moins courantes qui peuvent causer des infections. On peut les distinguer suivant la forme : en forme de bâtonnet (bacilles) et sphérique (cocci). Voici une liste non exhaustive de bactéries à Gram négatifs :
- coli,
- Klebsiella,
- Enterobacter,
- Salmonella,
- Shigella,
- Protea,
- Cytobacterium,
- Pseudomonas,
- Burkholderia,
- Stenotrophomonas,
- Acinetobacter,
- Vibrio,
À ces types de bactéries s’ajoutent les légionelles, les haemophilus, les bordetella, les brucella, les bartonella et les campylobacter.
Germes Gram-négatifs : caractéristiques
Les bactéries à Gram négatifs ont des spécificités qui les différencient d’autres types de germes.
La paroi cellulaire
La paroi cellulaire des bactéries à Gram négatifs est très solide et élastique. Il est en effet important de protéger l’intérieur de la cellule. Les bactéries à Gram négatifs possèdent une fine couche de peptidoglycane. Au-dessus, elles ont développé une seconde membrane, similaire à la membrane cytoplasmique. Entre les deux membranes se trouvent des enzymes métaboliques qui agissent dans le périplasme. Cela confère aux bactéries à Gram négatifs une séparation des espaces. Cet aspect est intéressant par rapport à la compartimentation du cytoplasme que les eucaryotes ont développé plus tard.
En réalité, cela est relatif aux processus évolutifs qui ne sont pas liés à la double membrane des bactéries à Gram négatifs. De cette façon, ces organismes parviennent à établir deux environnements différents dans lesquels ils peuvent agir. On peut notamment citer les enzymes en utilisant des conditions de pH différentes.
La membrane externe
La membrane externe des cellules à Gram négatifs possède des canaux et des pores par lesquels les substrats peuvent pénétrer dans le périplasme. À leur surface se trouvent des lipoprotéines que les anticorps peuvent reconnaitre dans trois régions. On note le polysaccharide (appelé antigène O), le squelette polysaccharide central (KDO) et le lipide final (antigène d’endotoxine). Ce dernier est responsable de la pathogenèse de nombreuses bactéries à Gram négatifs.
Les globules blancs reconnaissent généralement l’endotoxine. En réponse, ils produisent des cytokines et activent le système immunitaire. Si l’infection se propage dans le système circulatoire, elle peut provoquer un choc endotoxique. Ce dernier peut entrainer la fièvre et un gonflement, avec une augmentation du pouls et de la fréquence respiratoire. Il peut aussi être responsable de la baisse de la pression artérielle ou la mort dans les cas extrêmes.
La composition
La fine couche de peptidoglycane que possèdent les cellules à Gram négatifs diffère non seulement par son épaisseur, mais aussi par sa composition. Elle ne contient pas d’acides teichoïques et lipoteichoïques, qui, dans les cellules à Gram positifs, servent à ancrer l’enveloppe nucléaire à la membrane plasmique.
Leur membrane contient des protéines, des lipopolysaccharides (LPS) et des lipoprotéines. À cela s’ajoute des porines dans le la membrane externe. Ce sont de protéines qui forment des pores. Elles favorisent la diffusion des molécules dont les bactéries ont besoin lors de la décomposition dans l’organisme. Par ailleurs, elles se composent de bêta-lactamases. Ce sont aussi des enzymes qui dégradent certains antibiotiques bêta-lactames.
Germes Gram-négatifs : identification des bactéries
Si on retrouve des bactéries dans un échantillon, il est important de savoir de quel type il s’agit. Ceci est important pour le traitement et l’interprétation, car toutes les bactéries détectées ne sont pas pathogènes. En réalité, il peut également s’agir d’une bactérie qui fait partie de la flore intestinale normale ou d’un contaminant.
Cette identification bactérienne peut se faire, entre autres, sur la base :
- de la coloration de Gram, de la forme de la bactérie (bacille ou cocci, etc.),
- des propriétés de croissance,
- des propriétés métaboliques.
Dans le passé, les spécialistes utilisaient des tests pour déterminer quelles bactéries étaient impliquées.
Aujourd’hui en revanche, on emploie des techniques moléculaires ou le MALDI TOF à la place de ces tests. Dans cette dernière technique, des fragments de protéines provenant de bactéries sont comparés. En effet, le profil est évalué en comparaison avec une base de données contenant les profils de nombreuses autres bactéries.
Cette analyse des profils se fait à l’aide d’un logiciel. On obtient un résultat dans le cas des espèces qui correspondent et sont sensibles. Ces innovations ont un bénéfice : rendre l’identification des bactéries beaucoup plus rapide.
Germes Gram-négatifs : traitement
Le traitement dépend du type et de la sensibilité de la bactérie. Il dépend également du type d’infection, de l’historique des antibiotiques, de la gravité de la maladie et d’autres facteurs cliniques. Le type de paroi cellulaire d’une bactérie est une information importante pour le choix des antibiotiques. De plus, la paroi cellulaire des bactéries à Gram négatifs est résistante à certains antibiotiques, comme la pénicilline, ce qui les rend moins efficaces.
Si aucune bactérie n’est identifiée dans une infection bactérienne, les médécins peuvent faire une estimation sur la base du type d’infection dont elle peut être responsable. Les spécialistes doivent adapter la politique en matière d’antibiotiques aux situations.
Par ailleurs, on pourrait détecter l’agent causal et évaluer la sensibilité aux antibiotiques. Ainsi, la politique antibiotique qui sera prescrite sera ajustée en fonction de ces informations.
Germes Gram-négatifs : résistance aux antibiotiques
Il existe une grande résistance des bactéries à Gram négatifs aux antibiotiques, ce qui rend les infections plus difficiles à traiter. Une utilisation correcte des antibiotiques est notamment importante pour minimiser l’aggravation de ce problème.
Certains types de bactéries sont intrinsèquement résistants à certains antibiotiques à large spectre. Un exemple est le Stenotrophomonas maltophilla. Les bactéries peuvent également avoir développé un mécanisme de résistance. Cette dernière peut se manifester de plusieurs façons :
- les bactéries produisent des enzymes qui neutralisent les antibiotiques,
- le ciblage des antibiotiques qui s’obtient par des changements dans un processus métabolique,
- des modifications de la paroi cellulaire qui empêchent l’absorption des antibiotiques,
- des mécanismes de pompage qui libèrent les antibiotiques des cellules de la bactérie.
Les infections qui en découlent ont un pronostic plus défavorable que celles développées en raison d’agents pathogènes sensibles.
Cela est dû en partie au fait que les traitements antimicrobiens sont inefficaces dans un grand nombre de cas. En effet, on peut les administrer avant que des données microbiologiques soient disponibles pour orienter ou confirmer l’étiologie du processus.
Germes Gram-négatifs : résistance multiple aux médicaments
La résistance multiple aux médicaments (MDR) se produit également chez les bactéries à Gram négatifs. La MDR est une condition dans laquelle les bactéries sont devenues résistantes à plusieurs antibiotiques importants. On utilise normalement ces derniers contre ces organismes en question.
En outre, la résistance multiple des bactéries à Gram négatifs est due aux difficultés à établir un traitement empirique correct. Ces germes ont une facilité de propagation de la multirésistance et il n’existe pas de nouveaux antimicrobiens actifs contre eux.
Deux mécanismes connus qui se produisent chez les bactéries à Gram négatifs sont la « β-lactamase à spectre étendu » (BLSE) et la « carbapénémase de Klebsiella pneumoniae » (KPC). Les bactéries productrices de BLSE sont résistantes à de nombreuses pénicillines et céphalosporines. Par conséquent, on choisit un antibiotique de type carbapénème comme un antibiotique de réserve. Les agents pathogènes qui produisent des carbapénémases sont également résistants à ces antibiotiques de réserve. Il est difficile de les combattre avec des antibiotiques.
Germes Gram-négatifs : solution en cas de résistance
La solution adéquate est l’antibiothérapie. Cette dernière doit être basée sur l’antibiogramme et peut nécessiter une association d’antibiotiques. La production de bêta-lactamases à spectre étendu est actuellement le principal problème de résistance chez les entérobactéries. Celles-ci sont à l’origine d’infections nosocomiales, mais sont également isolées chez des patients externes.
Les entérobactéries produisant le plasmide AmpC ou la plupart des carbapénémases sont moins pertinentes dans le contexte pour le moment. Toutes ces variantes présentent souvent des taux de résistance marqués aux aminoglycosides et aux quinolones.
Cela est aussi dû au fait que les plasmides qui codent pour les bêta-lactamases contiennent également des gènes de résistance supplémentaires. La raison en est que des mutations chromosomiques supplémentaires sont sélectionnées.
