VIBRIO CHOLERAE: CARACTÉRISTIQUES, MORPHOLOGIE, HABITAT - LA BIOLOGIE - 2025

Vibrio cholerae est une bactérie anaérobie facultative, flagellée et à Gram négatif. L'espèce est la cause de la maladie du choléra chez l'homme. Cette maladie intestinale provoque une diarrhée sévère et peut entraîner la mort si elle n'est pas correctement soignée. Elle cause plus de 100 000 décès par an, la majorité chez les enfants.

Le choléra est transmis par des aliments et de l'eau contaminés ou par contact de personne à personne. Le traitement comprend une thérapie de réhydratation et des antibiotiques spécifiques. Il existe des vaccins oraux relativement efficaces.

Vibrio cholerae vu au microscope électronique à transmission. Par Tom Kirn, Ron Taylor, Louisa Howard - Installation de microscope électronique de Dartmouth (http://remf.dartmouth.edu/imagesindex.html), via Wikimedia Commons

Caractéristiques générales

Vibrio cholerae est un organisme unicellulaire avec une paroi cellulaire. La paroi cellulaire est mince, composée de peptidoglycane entre deux membranes phospholipidiques. Il vit dans les milieux aquatiques, en particulier les estuaires et les étangs, associés au plancton, aux algues et aux animaux. Deux biotypes et plusieurs sérotypes sont connus.

Les biofilms

La bactérie fait partie du bactérioplancton dans les plans d'eau, à la fois sous forme libre (vibrions) et en couches minces (biofilms) sur des surfaces organiques.

Ces biofilms sont constitués de groupes de bactéries entourés de canaux d'eau. L'adhésion du biofilm est possible grâce à la production de polysaccharides à partir de la membrane externe.

Les gènes

Vibrio cholerae a deux chromosomes sous forme de plasmides. Les races pathogènes portent des gènes qui codent pour la production de la toxine cholérique (CT).

En outre, ils comprennent des gènes pour le soi-disant facteur de colonisation. Le pilus est co-régulé par la toxine (TCP) et une protéine régulatrice (ToxR). Cette protéine co-régule l'expression de CT et TCP. Une partie de l'information génétique qui code ces facteurs de pathogénicité est fournie par les bactériophages.

Génome

Son génome est composé de 4,03 Mb répartis en deux chromosomes de taille inégale. La séquence d'ADN du génome entier de la souche N16961 de V. cholerae O1 est connue.

Les séquences organisées sur le chromosome 1 semblent être responsables de divers processus. Parmi ceux-ci, la multiplication de l'ADN, la division cellulaire, la transcription génique, la traduction des protéines et la biosynthèse de la paroi cellulaire.

Sur le chromosome 2, des protéines ribosomiques sont synthétisées, qui sont responsables du transport des sucres, des ions et des anions, du métabolisme des sucres et de la réparation de l'ADN.

Au sein de cette bactérie, au moins sept bactériophages ou phages filamenteux ont été détectés. Les phages sont des virus parasites des bactéries. Le phage CTX contribue à une partie de la séquence qui code pour la synthèse de la toxine cholérique (CT). Cela est dû à la conversion lysogène, En bref, la pathogénicité de certaines souches de Vibrio cholerae dépend d'un système génétique complexe de facteurs pathogènes. Parmi eux, le facteur de colonisation pilus co-régulé par la toxine (TCP) et une protéine régulatrice (ToxR) qui co-régule l'expression de CT et TCP.

Contagion

Lorsque les humains consomment des aliments ou de l'eau contaminés, les bactéries pénètrent dans leur système digestif. En atteignant l'intestin grêle, il adhère en masse à l'épithélium.

Une fois sur place, il sécrète la toxine, provoquant les processus biochimiques qui provoquent la diarrhée. Dans cet environnement, les bactéries se nourrissent et se reproduisent, étant relâchées dans l'environnement par les matières fécales. Sa reproduction se fait par bipartition.

Phylogénie et taxonomie

Le genre Vibrio comprend plus de 100 espèces décrites. Parmi ceux-ci, 12 provoquent des maladies chez les humains. Il appartient au domaine des bactéries, phylum des protéobactéries (groupe gamma), ordre des Vibrionales, famille des Vibrionacées.

Vibrio cholerae est une espèce bien définie par des tests biochimiques et ADN. Il teste positif pour la catalase et l'oxydase; et ne fermente pas le lactose.

Le médecin italien Filippo Pacini a été le premier à isoler la bactérie cholérique en 1854. Pacini lui a donné un nom scientifique et l'a identifié comme l'agent causal de la maladie.

Plus de 200 sérogroupes de Vibrio cholerae sont connus, mais à ce jour, seuls 01 et 0139 sont toxiques. Chaque sérogroupe peut être divisé en différentes formes antigéniques ou sérotypes. Parmi ceux-ci figurent l'Ogawa et l'Inaba, ou différents biotypes tels que le classique et le Tor.

Morphologie

Vibrio cholerae est un bacille (bactéries en forme de bâtonnet ou de bâtonnet) de 1,5 à 2 μm de long et 0,5 μm de large. Il a un seul flagelle situé à l'un de ses pôles. Il possède une membrane cytoplasmique entourée d'une fine paroi de peptidoglycane.

La membrane externe a une structure plus complexe composée de phospholipides, de lipoprotéines, de lipopolysaccharides et de chaînes polysaccharidiques.

La membrane externe projette vers des chaînes polysaccharidiques responsables de la capacité d'adhésion des bactéries et formant des biofilms.

De plus, avec la paroi cellulaire, il protège le cytoplasme des sels biliaires et des enzymes hydrolytiques produits par le tractus intestinal humain.

Habitat

Il occupe deux habitats très différents: les milieux aquatiques et les intestins humains. Dans sa phase libre, Vibrio cholerae prospère dans les eaux chaudes à faible salinité.

Il peut vivre dans les rivières, les lacs, les étangs, les estuaires ou dans la mer. Il est endémique en Afrique, en Asie, en Amérique du Sud et en Amérique centrale. Puis, en tant que parasite, il vit dans l'intestin grêle des êtres humains.

La bactérie se trouve même dans les plages tropicales, dans des eaux à 35% de salinité et des températures de 25 ° C

La présence de Vibrio cholerae pathogène a été signalée dans les zones arides et à l'intérieur des terres en Afrique. Cela indique que l'espèce peut survivre dans une gamme de variations d'habitat beaucoup plus grande qu'on ne le pensait auparavant.

Certaines études montrent que Vibrio cholerae est une bactérie sauvage trouvée dans les plans d'eau douce des forêts tropicales.

Reproduction et cycle de vie

Étant une bactérie, elle se reproduit par fission binaire ou bipartition. Vibrio cholerae persiste dans l'eau sous forme de vibrions planctoniques libres ou d'agrégats de vibrions.

Les agrégats de vibrions forment des biofilms dans le phytoplancton, le zooplancton, les masses d'œufs d'insectes, les exosquelettes, les détritus et même sur les plantes aquatiques. Ils utilisent la chitine comme source de carbone et d'azote.

Les biofilms sont constitués de bactéries empilées entourées de canaux d'eau, attachées les unes aux autres et au substrat par la production externe de polysaccharides. C'est une fine couche gélatineuse de bactéries.

Les vibrions environnementaux sont ingérés par la consommation d'aliments ou d'eau contaminés. Une fois à l'intérieur du système digestif, les bactéries colonisent l'épithélium de l'intestin grêle.

Par la suite, le vibrio se lie à la muqueuse par des pilis et des protéines spécialisées. Ensuite, il commence sa multiplication et la sécrétion de la toxine cholérique. Cette toxine favorise la diarrhée par laquelle les bactéries réintègrent l'environnement extérieur.

Nutrition

Cette bactérie a un métabolisme basé sur la fermentation du glucose. A l'état libre, il obtient sa nourriture sous forme de carbone et d'azote à partir de diverses sources organiques. Certains d'entre eux sont de la chitine ou du carbone exsudé par les algues du phytoplancton.

Pour l'assimilation du fer, l'espèce produit la vibriobactine sidérophorique. La vibriobactine est un composé chélateur du fer qui dissout ce minéral en lui permettant d'être absorbé par transport actif.

En milieu aquatique, il remplit des fonctions importantes liées à sa nutrition dans l'écosystème. Contribue à la reminéralisation du carbone organique et des nutriments minéraux.

En revanche, il est bactérivore. Tout cela lui attribue un rôle pertinent dans le cadre du bactérioplancton dans les boucles microbiennes ou les réseaux trophiques microbiens des écosystèmes aquatiques.

Vibrio cholerae réalise les processus fondamentaux pour digérer ses aliments à l'extérieur, à travers les substances qu'il sécrète. Ce mécanisme est similaire à celui d'autres bactéries.

L'espèce agit sur le substrat provoquant la dissolution des éléments minéraux essentiels à sa nutrition, qui sont ensuite absorbés. En outre, dans la recherche et le traitement des aliments, ils attaquent d'autres bactéries. Ils peuvent attaquer la même espèce, mais pas leur propre souche.

Pour tuer d'autres bactéries, V. cholerae utilise un mécanisme appelé système de sécrétion de type VI (T6SS). Ce système est similaire à un harpon qui pénètre dans la paroi cellulaire d'autres bactéries à Gram négatif, les faisant mourir.

Ainsi, les composés nutritionnels de ces bactéries sont disponibles.Le T6SS est similaire au système utilisé par les bactériophages pour inoculer leur information génétique dans les cellules bactériennes. Ce système est peut-être également utilisé par Vibrio cholerae pour inoculer sa toxine dans les cellules épithéliales.

Pathogénie

Transmission

La bactérie est transmise par voie fécale-orale, de personne à personne, par l'eau, les objets ou les aliments contaminés. Le choléra est explosif lorsqu'il survient dans une population sans immunité préalable.

Pendant des années, on a pensé que la principale voie de transmission de la maladie était l'absorption d'eau contaminée. Aujourd'hui, on sait qu'il existe des aliments qui peuvent être des vecteurs de transmission du Vibrio cholerae. Certains de ces aliments comprennent: les palourdes, les huîtres, les moules, les crevettes et les crabes.

Une dose élevée d'inoculum est nécessaire pour rendre malade un individu en bonne santé, environ 10 ⁵ - 10 ⁸ bactéries. Cependant, chez les individus affaiblis ou malnutris, une quantité beaucoup plus petite d'inoculum est suffisante. La période d'incubation de la maladie varie de 6 heures à 5 jours.

épidémiologie

Bien qu'il existe des informations sur les épidémies de choléra depuis le 14ème siècle, les premières pandémies documentées datent du début du 19ème siècle. Entre 1817 et 1923, au moins six pandémies de choléra connues se sont produites, causées par le biotype classique de Vibrio cholerae.

Cette série de pandémies a commencé en Inde, principalement dans le delta du Gange. Une fois arrivé au Moyen-Orient, il s'est étendu à l'Europe. Une autre voie d'entrée en Europe était la Méditerranée, à travers des caravanes d'Arabie. De l'Europe, il est venu en Amérique.

De 1923 à 1961, il y eut une période sans pandémie pour cette maladie et seuls les cas locaux de choléra étaient connus. À partir de 1961, il refait surface avec un nouveau biotype appelé Tor qui a provoqué la septième pandémie.

Depuis les années 1990, plus de 200 sérogroupes et formes atypiques de Tor ont été identifiés. En 1991, la huitième pandémie de choléra s'est produite. Actuellement, les cas de choléra sont principalement limités aux régions de l'Afrique subsaharienne, de l'Inde, de l'Asie du Sud-Est et de certaines régions des Caraïbes. Dans ces régions, il est devenu endémique.

Forme d'action

Les bactéries produisent plusieurs toxines, mais les symptômes diarrhéiques déshydratants classiques de la maladie sont causés par l'entérotoxine cholérique (TC).

Il est composé d'une sous-unité B non toxique et d'une sous-unité A enzymatiquement active. La sous-unité B agit sur les récepteurs des cellules épithéliales de l'intestin grêle. La sous-unité A active l'adénylate cyclase.

L'entérotoxine se lie aux cellules de la muqueuse intestinale par l'intermédiaire des pili bactériens et provoque diarrhée et déshydratation en activant l'enzyme adénylate cyclase.

Cela conduit à une production accrue d'adénosine monophosphate cyclique intracellulaire, ce qui amène les cellules muqueuses à pomper de grandes quantités d'eau et d'électrolytes.

Vibrio cholerae libère d'autres toxines telles que ZOT et ACE. Ils agissent en neutralisant les cellules du système immunitaire capables d'éliminer les vibrions (cas IgG). Ils peuvent également neutraliser l'entérotoxine du choléra (cas IgA).

Symptômes et traitement

Les symptômes comprennent: choc hypovolémique, vomissements, diarrhée, acidose, crampes musculaires, peau sèche, yeux vitreux ou enfoncés, fréquence cardiaque élevée, léthargie et somnolence.

Dans les zones d'endémie, la présence de la bactérie a été détectée chez des personnes proches de personnes atteintes de choléra. Les patients ne présentent pas de symptômes visibles de la maladie, indiquant l'existence d'individus asymptomatiques.

Le choléra est évitable et il existe des vaccins oraux efficaces contre la maladie jusqu'à 60 à 66%. Cependant, les épidémies peuvent être causées par des événements naturels ou par l'homme. Cela se produit en contaminant l'eau ou en compromettant l'accès à l'eau potable et à l'assainissement.

Une thérapie de réhydratation adéquate et opportune peut réduire la mortalité à moins de 1%. Un traitement antibiotique peut diminuer l'excrétion de vibrions. Cependant, aucune de ces mesures de traitement n'a modifié de manière significative la propagation de la maladie.

Les antibiotiques couramment utilisés chez l'adulte sont ceux du groupe de la Doxycycline et de la Tétracycline. Nitrofuran Furazolidone est utilisé chez la femme enceinte. Le sulfaméthoxazole et le triméthoprime (SMZ + TMP) sont recommandés chez les enfants.

Un élément fondamental de la lutte contre les épidémies est la gestion sanitaire adéquate des eaux usées et les conditions sanitaires en général. En ce sens, le choléra est une maladie associée à des conditions de pauvreté.

La présence de Vibrio cholerae dans le corps est détectée grâce à des tests de laboratoire tels que la PCR, le test ELISA ou l'utilisation de milieux de culture sélectifs.

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