1. Introduction
   1. Histoire de la bactériologie
      1. 1838 Christian Gottfried Ehrenberg
         1. reconnaît l'importance des bactéries
         2. a contribué à l'élaboration de techniques d'observation microscopique
      2. 1546 Jérôme Fracastor
         1. met en avant l'idée des "semences" invisibles responsables de la transmission des infections.
      3. 1668 Anton van Leewenhoeck
         1. a développé des microscopes de haute qualité qui lui ont permis d'observer des objets à l'échelle microscopique.
      4. Louis Pasteur
         1. a ouvert la voie en démontrant le rôle des micro-organismes dans la fermentation, la maladie et l'immunité
      5. Robert Koch
         1. a développé des méthodes rigoureuses pour l'isolement et l'identification des agents pathogènes.
      6. Contribution complémentaire aux bases de la bactériologie
   2. Ancienneté
      1. bactéries présentent depuis bien plus longtemps (3,5 milliard d'années) que nous. Initialement les bactéries utilisait le souffre et ... . Puis a.p.d. de H2O ce qui a permis l'oxygénisation de l'atmosphère.
   3. Abondance
      1. 60 % de la biomasse terrestre(> masse totale des animaux et végétaux)
      2. Ubiquitaires : eau, terre, animaux, croûte terrestre à -15 km;
      3. Flore humaine: 10 X plus que nos cellules (10exp14 versus 10exp13), 1-3% masse totale du corps.
   4. Diversité
      1. > 4 000 espèces décrites (<1 % de 106espèces existantes, la plupart non cultivables au laboratoire)
      2. > 1000 espèces commensales humaines
      3. Diversité moléculaire bactérienne (ARN ribosomal) > celle des eucaryotes (plantes et animaux)
   5. Information génétique
      1. Génome
         1. 1.000 à 5.000 gènes/bactérie >< Homo sapiens: 20.000
      2. Mutations
         1. 1 cellule par 106x temps de doublement : 20 minutes
      3. Échanges génétiques
         1. 15-30 % des gènes sont «étrangers» (empruntés à d’autres espèces)
   6. Définitions
      1. Metagénomique: science qui étudie le contenugénétiqued'un échantillon issu d'un environnement naturel complexe (intestin, terre, eau,….)
      2. Microbiote:l’ensemble des micro-organismes vivant dans un environnement spécifique (microbiome)
      3. Microbiome: l’ensemblede l’environnementen tantqu’ ”habitat” fonctionnel, cequi inclutles microorganismes, leursgenomes (i.e., genes), les conditions environmentales…
      4. Métagénome: la somme du matériel génétique encodé par l’ensemble des organismes présent dans cet environnement
      5. Super-métagénome
   7. Histoire du microbiome
      1. En 2008
         1. Le projet MetaHIT (Metagenomics of the Human Intestinal Tract) a été lancé dans le but de séquencer et d'analyser le microbiome humain, c'est-à-dire l'ensemble des micro-organismes présents chez 300 personnes saines (prélèvements: oral, cutané, vaginal, intestinal, respiratoire)
      2. En 2012
         1. Le Human Microbiome Project de 2012 a été une étude majeure qui a permis de mieux comprendre la composition, la diversité et le rôle du microbiome humain dans la santé et la maladie. 10 000 espèces au total: 160 à 200 espèces par site; 20 à 40 % communes entre individus
            1. Vu la proportion de bactéries commune entre ≠ individus, ce n'est pas l'espèce qui compte mais bien la fonction qu'elles remplissent !
            2. Changements au cours du temps en fonction de l'âge et l'état physiologique de l'individu.
            3. Les personnes à maladies chroniques inflammatoires ont leurs microbiotes modifiés tant en terme de contenu qu'en terme de proportion
            4. Le type de bactérie diffère selon la position dans l'organisme
      3. En 2019
         1. Lancement du HMP 2 : il s'agit d'une extension du projet initial HMP, visant à approfondir la compréhension du microbiome humain à grande échelle : collecte de données sur le microbiome de différentes populations, des personnes en bonne santé aux personnes atteintes de maladies spécifiques
            1. Nouveau regard sur les microbes, la maladie et la notion de norme
            2. Eubiose
            3. Dysbiose
      4. Application (microbiome)
         1. 1) Dans le cas des greffes de selles = réinsertion de micro-biome dans l'organisme.
         2. 2) lien entre obésité et microbiome fécale : la femelle obèse recevait le microbiome de la femelle normal, elle devenait normal et inversément.
   8. Perception du monde et Adaptation
      1. Perception : systèmes de transduction de signaux à 2 composants = «antennes» sensibles aux changement du milieu
         1. Le capteur (ou histidine kinase) à la surface de la bactérie sensible à des signaux spécifiques (pH, température, lumière, ...)
         2. La réponse régulatrice, protéine intracellulaire, détecte le signal du "capteur". Une fois activé, elle transmet un signal à une protéine de réponse qui interagit avec l'ADN ( (+) ou (-) ou expression)
      2. Communication : phéromones, lactones, perception de la densité de population («quorum sensing»)
      3. Réaction :
         1. •mobilité (flagelle)
         2. •Protection : biofilm
         3. •Adaptation rapide : hypermutation
2. Classification, structure et métabolisme
   1. Eucaryotes
   2. Procaryotes
      1. Gram +
         1. 1 membrane
         2. Paroi cellulaire : Couche épaisse de peptido-glycans
            1. Peptidoglycan (=) 90% de masse de l'envellope total
            2. Polymère d'acides glycérophosphates relié par des lien phosphodiester
            3. Ac. Téichoïque
            4. Régule l'entretien du peptidoglycan
            5. Ac. lipoteichoïque
            6. ancrage à la mbrn
            7. Facteur de virulence
         3. Système de sécrétion
            1. Sec Pathway
            2. Tansporte et modifie la protéine
            3. TAT Pathway
            4. Transporte la protéine telle qu'elle est
      2. Gram -
         1. 2 mbrn
            1. Ext.
            2. En surface
            3. Lipopolysaccharide (LPS) = Facteur de virulence
            4. Lipide A
            5. endotoxinetrès puissante
            6. active le complément.
            7. Antigène O : chaîne polylsaccharidique
            8. Ce qui l'ancre
            9. Int.
         2. Paroi cellulaire : Couche fine de peptido-glycans
            1. Lipoprotéines de Braun
            2. OMP (outer membrane protein)
            3. OmpA: ancre la membrane ext.
            4. Porines (OmpF ou OmpC),
         3. Système de sécrétion
            1. 6 types de transport
            2. I et II
            3. sécrétion extra-cellulaire
            4. Transport de petites molécules
            5. ions
            6. médicaments
            7. protéines de petite taille
            8. III et IV (Injectosomes)
            9. molé. effectrices injecté directement ds les ç cibles
            10. Complexes «aiguilles»
            11. III
            12. Ex: Salmonella spp., Shigella spp. ,Yersinia spp.
            13. IV
            14. Ex: Helicobacter pylori, Bordetellapertussis
      3. Paroi cellulaire : Généralité
         1. Liaison (=) Chaine glucidique reliées par chaines peptidique
            1. Indirect par un pont glycine
            2. Direct
         2. constitué de macromolécule externe rigide (peptidoglycan)
         3. protège la bactérie >< les agents extérieurs
            1. => ELLE SERA LA 1IERE CIBLE DES ANTIBIOTIQUES
            2. Lysozyme
            3. B-lactams
            4. bacitracin
            5. Flavomycin
         4. Barrière osmotique
         5. Formation : Synthèse dans le cytoplasme puis assemblage à l'extérieur ou dans le périplasme pour les GRAM -
            1. 1) Synthèse des précurseurs intracellulaire
            2. 2) Transfert des précurseurs
            3. 3) Assemblage :
            4. 3.1. Etape de transglycolisation
            5. 3.2. Etape de transpeptidation
   3. Strucutres facultatives
      1. Flagelle (antigène H)
         1. 4 types
            1. Monotrichous (1 flagelle à un pôle)
            2. Campilobacter
            3. Amphitrichous (1 flagelle à 2 pôles)
            4. Lophotrichous (plusieurs flagelles à 1 pôle)
            5. Helicobacter Pylori
            6. Peritrichous (plusieurs flagelles partout)
            7. Salmonella
         2. Exception
            1. Spirochète
            2. flagelle dans l'espace periplasmique
            3. Borrelia
         3. Strucutres
            1. Cylindre creux (évolution commune avec l'injectosome)
            2. Anneaux "Ring"
            3. Fixés aux
            4. LPS (chez les Gram -)
            5. Peptidoglycan
            6. Mbrn plasmique
            7. Moteur à hélice
            8. Actionné par une pompe à protons (H+ ou Na 2+)
            9. Tourne dans les 2 sens
      2. Pili / fimbriae
         1. Nature protéique, plus court, plus fin et étroits que les flagelles et dépourvus de rotation
         2. Surtout chez les Gram -
         3. Ancrés dans la mbrn externe ou les 2 mbrn
         4. Rôle
            1. dans l'adhésion de la cellule hôte
            2. dans le mouvement de glissement
         5. Facteur de virulence
            1. Exemple : Gonocoque
         6. Exemple
            1. E. Coli
         7. Différent du pilus sexuel !!!
      3. Capsule (antigène K) ou Glycocalyx
         1. Nature polysaccharide, très dense, difficile ) colorer => halo autour de la bactérie
         2. Chez Gram - et Gram +
         3. Rôle dans l'adhésion à des surfaces
         4. Facteur de virulence
            1. Portège
            2. •de la phagocytose
            3. •de la desiccation (eau +++)
            4. •des phages
            5. •des detergents.
   4. Spore
      1. •Formes persistantes < d’une cellule «végétative»
      2. •Paroi épaisse et faible teneur en H2O
      3. •Résistance élevée à :
         1. •Agents chimiques : désinfectants, AB
         2. •Agents physiques : T°, UV
      4. •Si milieu favorable
         1. •Transformation en forme végétative
      5. Exemples
         1. Bacillus
         2. Clostridium
      6. Mécanisme
   5. Coloration Gram
      1. 1) Fixe la bactérie => mort cellulaire
      2. 2) Coloration par cristal violet qui entre dans toutes les GRAM + et -.
      3. 3) Complexation (=) l’ajout de produit iodé qui se complexe avec le cristal violet, donc augmentation de taille des cristal violet dans le compartiment qu’ils ont atteint
      4. 4) Décoloration (=) la couche peptidoglycan des Gram + empêche les cristaux de sortir contrairement au Gram -. => décoloration chez GRAM - => maintient du violet chez GRAM +
      5. 5) Contre coloration rose (=) les GRAM - deviennent rose.
   6. Exception au GRAM
      1. Gram +
         1. Mollicutes
            1. ils ont perdu leurs cytosquelette externe (peptidoglycan) au profit d'un gros cytosquelette interne. Ils ont 2 états :
            2. forme réticulé
            3. Corps élémentaire
         2. Actinobacteria (mycobacterium)
            1. On utilise alors la coloration de Ziel Neelsen
            2. L’ensemble des étapes se font à grande chaleurs :
            3. 1) Fixation
            4. 2) Coloration Fuschine + acide fort
            5. 3) Décoloration éthanol
            6. 4) contre coloration avec bleu de méthylène => GRAM + et - prennent le bleu => Mycobatéries prend le rose de fuchsine
            7. résiste au Gram car elles ont acquis des structures supplémentaires par rapport au Gram + => coloration stringeante
      2. Gram -
         1. Spirochète
            1. Résistent au Gram car ils sont trop fin
         2. Chlamydia
            1. Ils résistent aux Gram car ils sont devenus des parasites intracellulaires obligatoires
   7. Morphologie
      1. Forme unitaire
         1. Bacillus
         2. Coccus
         3. Spirochete
      2. Forme globale (dépend de leur mode de reproduction)
         1. En chainette
         2. Par pair
         3. En cluster
         4. Packet
         5. Seul