La maladie du charbon ou anthrax : un exemple d'infection bactérienne

Auteurs : Gérald Zabulon, Chantal Guidi-Rontani
Laboratoire "Organisme photosynthétiques et environnement" FRE2433 du CNRS, Ecole Normale Supérieure de Paris
Adaptation et mise en ligne : Gilles Furelaud, Gilles Camus


Table des matières

  1. Introduction
  2. Bacillus anthracis, un pathogène
    1. Le bacille de l'anthrax et la définition d'agent infectieux par Koch
    2. B. anthracis, une bactérie dangereuse pour l'Homme
    3. B. anthracis, une arme biologique potentielle
  3. La lutte contre B. anthracis par antibiothérapie
  4. L'internalisation des toxines : une cible pour de nouvelles thérapies
    1. Les toxines B. anthracis
    2. Processus d'intoxication par les toxines
    3. Les cibles thérapeutiques potentielles
      1. Mutations de l'antigène protecteur
      2. Inhibition de la fixation de l'antigène protecteur sur son récepteur
      3. Inhibition de l'interaction facteur protecteur - facteurs létal et oedématogène
  5. Autres stratégies thérapeutiques
    1. Inhiber les activités enzymatiques des toxines
    2. Cibler les cytokines pro-inflammatoires
    3. Antioxydants, une voie à suivre
  6. Bilan
  7. Références et liens

1. Introduction

Lors de tout cycle de pathogénicité microbienne, les micro-organismes se voient confrontés aux mécanismes de défense de l’hôte. Pour survivre, il leur est impératif de modifier les fonctions des cellules de ce dernier. Cette “modification” peut prendre deux aspects : soit les micro-organismes parviennent à créer un environnement cellulaire favorable à leur établissement et peuvent dès lors se multiplier et persister dans l’hôte, soit ils bloquent les fonctions vitales de la cellule, entraînent la "maladie", voire la mort de l’hôte et sont ainsi transmis d’hôte en hôte.

La virulence d'un pathogène est sous la dépendance de trois facteurs :

  • le pouvoir infectieux (la capacité à établir un foyer infectieux localisé) ;
  • le pouvoir invasif (la capacité à se répandre dans les tissus voisins du foyer d'infection) ;
  • et le pouvoir toxinogène (la capacité à produire des toxines, armes essentielles du pathogène capables d'empoisonner l'hôte).

Le présent document a pour objectif de présenter quelques approches thérapeutiques permettant de lutter contre un micro-organisme pathogène en contrant en particulier son pouvoir toxinogène. Nous utiliserons pour cela l'exemple d'une bactérie du genre Bacillus (bactérie en forme de bâtonnet) : Bacillus anthracis.

" ... at postquam cecidit Paridis Phoebique sagittis,
nunc certe, dixi, non est metuendus Achilles.
"

OVIDE, Metamorphoses, XIII, v. 501-502.

" ... mais puisqu'il est tombé sous les flêches de Paris et de Phoebus,
Surement, je dis maintenant qu'Achille n'est plus à craindre.
"

" ... but when he fell by Paris' and Phoebus' arrows,
Surely, I said now is Achilles to be feared no more.
"

2. Bacillus anthracis, un pathogène

2.1. Le bacille de l'anthrax et la définition d'agent infectieux par Koch.

C'est en utilisant Bacillus anthracis comme modèle biologique que Robert Koch a pu définir, en 1876, "l'agent infectieux d'une maladie".

Pour cela, Koch a émis quatre postulats :

  1. L'agent infectieux est présent chez tous les individus présentant la pathologie.
  2. L'agent infectieux peut être cultivé.
  3. L'agent, lorsqu'il est introduit chez l'hôte ou dans un modèle s'en rapprochant, induit le développement de la pathologie.
  4. Il est possible d'isoler à nouveau l'agent infectieux à partir d'un animal présentant la pathologie.

Bacillus anthracis est un bacille immobile, toxinogène, sporulant en aérobiose, à Gram-positif. Il est l'agent étiologique de la maladie du charbon ou anthrax. L'anthrax est une zoonose (maladie animale contagieuse) touchant principalement les mammifères. Bien que rare et sporadique dans la plupart des pays industrialisés, elle représente un problème de santé publique mais aussi un problème économique dans les pays en voie de développement. Enfin, B. anthracis constitue une menace sérieuse, étant potentiellement utilisable comme arme biologique.

Figure 1: Photo en microscopie optique de Bacillus anthracis
Bacille de l'antrax bacillus anthracis
Analyse temporelle de la formation de pré-spores ovoïdes (de l'ordre de 500 nm) de Bacillus anthracis incluses dans le cytoplasme de leur cellule mère. Le suivi de l'expression de gènes impliqués lors du processus de sporulation est réalisé par microscopie à épifluorescence à l'aide d'un gène rapporteur (ici gène codant pour la β-galactosidase). Les bactéries Bacillus anthracis sont reconnaissables à leur forme en batonnet.
Photo : Chantal Guidi-Rontani

2.2. B. anthracis, une bactérie dangereuse pour l'Homme

La découverte de la formation de spores (taille de 1 à 5 μm) par le bacille du charbon, formation résultant de conditions hostiles de l'environnement pour la bactérie, a été une découverte clé en microbiologie. Les spores peuvent persister dans le sol infecté pendant de longues périodes (les spores du genre Bacillus ont une demie-vie de l'ordre de 100 ans) assuréfait la p-block">8ance de trois facteurs : &betc daDrapporu L&e;s,de l&es-cileur fhent" &eachostiles di"sf-tnet.
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