Bacilles et coccobacilles à Gram négatif

Les bacilles et coccobacilles à Gram négatif sont des bactéries qui ne retiennent pas le cristal violet lors de la coloration de Gram, car leur fine couche de peptidoglycane est située sous une membrane externe riche en lipopolysaccharide. Ce groupe comprend les Enterobacterales entériques (telles que Escherichia coli, Klebsiella et Salmonella), les opportunistes environnementaux non fermentants (tels que Pseudomonas aeruginosa et Acinetobacter), et les petits coccobacilles exigeants (tels que Haemophilus et Bordetella). Ils sont responsables d'une grande partie du fardeau mondial des infections urinaires, gastro-intestinales, respiratoires et associées aux soins de santé.

Definition

Les bacilles et coccobacilles à Gram négatif sont des bactéries à Gram négatif en forme de bâtonnet ou de court bâtonnet, caractérisées par une membrane externe contenant du lipopolysaccharide ; sur le plan médical, ils incluent les Enterobacterales entériques, les opportunistes non fermentants et les coccobacilles respiratoires exigeants.

Scope

Cette entrée couvre la caractéristique structurelle qui définit le groupe (la membrane externe et le lipopolysaccharide), les distinctions de laboratoire utilisées pour le classer (fermentation du lactose, réaction à l'oxydase, forme), ses principales stratégies pathogènes (endotoxine, systèmes de sécrétion, multirésistance aux médicaments), et ses corrélations cliniques générales. Il s'agit d'un matériel de référence et éducatif, et non d'une directive clinique.

Core questions

• Comment la membrane externe des bactéries à Gram négatif influence-t-elle à la fois leur comportement de coloration et leur résistance intrinsèque aux médicaments ?
• Quels tests de laboratoire (fermentation du lactose, oxydase, morphologie) permettent de distinguer les organismes entériques des organismes à Gram négatif non fermentants ?
• Comment les systèmes de sécrétion et le lipopolysaccharide contribuent-ils à la maladie ?

Key concepts

• Membrane externe et lipopolysaccharide (endotoxine)
• Enterobacterales vs non-fermentants
• Fermentation du lactose et test de l'oxydase
• Systèmes de sécrétion de type III et autres
• Pathogènes ESKAPE et multirésistance aux médicaments
• Enzymes à spectre étendu et carbapénémases
• Coccobacilles (Haemophilus, Bordetella)

Mechanisms

La caractéristique définissante des organismes à Gram négatif est la membrane externe, dont le lipopolysaccharide agit comme une endotoxine et dont la faible perméabilité, combinée aux pompes à efflux et aux bêta-lactamases, est à l'origine d'une grande partie de la résistance intrinsèque et acquise aux médicaments de ce groupe (Blair et al., 2015 ; De Oliveira et al., 2020). Beaucoup de ces pathogènes utilisent des systèmes de sécrétion spécialisés — notamment le système de sécrétion de type III — pour injecter des protéines effectrices qui reprogramment la signalisation des cellules hôtes, comme l'illustre la manipulation des membranes de l'hôte par Salmonella pour pénétrer et survivre à l'intérieur des cellules (Deng et al., 2017 ; Haraga et al., 2008). En laboratoire, la fermentation du lactose et la réaction à l'oxydase permettent de distinguer les organismes entériques des opportunistes non fermentants, tandis que la morphologie des colonies et microscopique différencie les bacilles plus longs des petits coccobacilles.

Clinical relevance

Les bacilles et coccobacilles à Gram négatif sont à l'origine d'une grande partie du fardeau des infections des voies urinaires, intra-abdominales, sanguines, associées à la ventilation mécanique et autres infections associées aux soins de santé, et plusieurs sont signalés comme des pathogènes prioritaires résistants aux médicaments. Cette entrée décrit la biologie et la classification qui confèrent au groupe sa cohérence clinique en tant que matériel de référence ; elle ne constitue pas une base pour le diagnostic ou le choix d'une thérapie.

Epidemiology

Escherichia coli et Klebsiella pneumoniae figurent parmi les principales causes d'infection bactérienne et de décès liés à la résistance à l'échelle mondiale, et les opportunistes non fermentants Pseudomonas aeruginosa et Acinetobacter baumannii sont au cœur du groupe ESKAPE résistant aux médicaments qui est à l'origine des infections associées aux soins de santé (De Oliveira et al., 2020). Salmonella et d'autres organismes entériques restent des causes majeures de maladies diarrhéiques et systémiques dans le monde entier (Haraga et al., 2008).

Evidence & guidelines

La revue sur la résistance ESKAPE (De Oliveira et al., 2020) et les revues mécanistiques des systèmes de sécrétion et de la résistance (Deng et al., 2017 ; Blair et al., 2015) encadrent la biologie clinique et moléculaire du groupe, parallèlement aux textes de microbiologie médicale standard. Les listes de pathogènes prioritaires de l'Organisation Mondiale de la Santé mettent en évidence plusieurs organismes à Gram négatif ; la prise en charge clinique spécifique est couverte dans des directives dédiées référencées ailleurs.

History

La coloration de Gram (1884) a d'abord divisé les bactéries en classes Gram-positives et Gram-négatives, et les bacilles entériques à Gram négatif sont devenus centraux dans la bactériologie précoce grâce à l'étude de la typhoïde, de la dysenterie et des organismes coliformes. La reconnaissance ultérieure de l'endotoxine, des systèmes de sécrétion et des enzymes de résistance transférables a recadré le groupe autour de sa membrane externe et de sa capacité à acquérir une multirésistance aux médicaments.

Key figures

• Samantha J. Pitt
• Wanyin Deng
• Samuel I. Miller
• Laura J. V. Piddock

Seminal works

• deoliveira-2020
• haraga-2008

Frequently asked questions

Pourquoi les bactéries à Gram négatif sont-elles souvent plus difficiles à traiter que celles à Gram positif ?

Leur membrane externe est une barrière de perméabilité qui, associée aux pompes à efflux et aux enzymes bêta-lactamases, limite le nombre d'antibiotiques pouvant atteindre et agir sur la cellule, conférant au groupe une résistance intrinsèque et facilement acquise substantielle.

Qu'est-ce qui distingue les bacilles entériques à Gram négatif des non-fermentants en laboratoire ?

Les Enterobacterales entériques fermentent généralement le glucose (et beaucoup fermentent le lactose) et sont oxydase-négatives, tandis que les opportunistes non fermentants tels que Pseudomonas ne fermentent pas les sucres et sont souvent oxydase-positifs ; ces réactions sont des étapes précoces de l'identification.