Staphylococcus aureus

Staphylococcus aureus
Photographie au microscope de bactéries Staphylococcus aureus
Classification classique
Règne	Bacteria
Division	Firmicutes
Classe	Bacilli
Ordre	Bacillales
Famille	Staphylococcaceae
Genre	Staphylococcus
Nom binominal
Staphylococcus aureus Rosenbach 1884
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Le staphylocoque doré (Staphylococcus aureus) est l'espèce la plus pathogène du genre Staphylococcus. Elle est responsable d'intoxications alimentaires, d'infections localisées suppurées, et dans certains cas extrêmes, de septicémies chez des sujets débilités (greffe, prothèses cardiaques). S. aureus se présente comme un coque en amas (grappes de raisin), Gram positif et catalase positif.

Écologie

Habitat

L'espèce S. aureus est commensale de l'homme (50% des individus sont porteurs de S. aureus dans la partie antérieure du nez et parfois au périnée). L'espèce se révèle être pathogène opportuniste dans certains emplacements ou dans certaines circonstances.

• Germe ubiquitaire qui possède une bonne résistance aux mécanismes d'épuration naturels (oxydation, dessiccation ce qui explique sa transmission directe mais aussi indirecte).
• Commensal : S. aureus est retrouvé chez 15 à 30 % des individus sains au niveau des fosses nasales et de la gorge. Il est également retrouvé en faible quantité dans le tube digestif et souvent au niveau du périnée. À partir du rhinopharynx, la bactérie est disséminée sur la peau du visage et des mains par aérosols.
• Pathogène : S. aureus possède des pouvoirs pathogènes : notamment un pouvoir invasif, capacité à se multiplier et à se disséminer dans l'organisme (voir septicémie) ; et un pouvoir toxique, capacité d'élaboration d'une toxine par la bactérie qui exerce à la fois des propriétés toxiques et antigéniques chez l'hôte.
• Le S. aureus possède une grande capacité à donner des mutants résistants aux antibiotiques. De ce fait, il partage avec le bacille pyocyanique le premier rôle dans les infections hospitalières.

Pouvoir pathogène

Son pouvoir pathogène résulte de plusieurs sécrétions particulières :

• Des enzymes : coagulase, fibrinolysine, phosphatase, hyaluronidase, désoxyribonucléase, protéase, qui, du fait des lésions qu'elles provoquent sur les barrières de l'organisme (les tissus), lui confèrent son pouvoir invasif.
• Des toxines : entérotoxines (chez certaines souches), staphylolysines et leucocidines lui confèrent son pouvoir toxique.

Les divers types d'infections

Les infections localisées suppurées

Forme typique d'un panaris à S. aureus

Certains constituants de S. aureus exercent un chimiotactisme sur les leucocytes, mais les enzymes sécrétées par la bactérie vont détruire les leucocytes et créer, dans la structure du derme et des muqueuses, des lésions visibles qui favorisent une multiplication et une diffusion dans l'organisme à partir de ces poches qui les protègent des réactions immunitaires du corps.

Les infections cutanées de S. aureus s'accompagnent donc d'une production abondante et localisée de pus résultant de la destruction des cellules phagocytaires et des cellules environnantes.

Tout ceci se traduit par :

• des infections cutanées supuratives c'est-à-dire avec production de pus (formes les plus fréquentes): furoncles, anthrax : (voir dermatologie, rien à voir avec la maladie du charbon due à Bacillus anthracis.), panaris, folliculite, sycosis (en association avec un trichophyton), cellulite, érysipèle, suppurations de plaies, pemphigus néonatal, impétigo (en association avec des streptocoques), mammites (chez la vache).
• Myosite aiguë. (surtout en région tropicale)
• des otites et sinusites. (Remarque : S. aureus n'est pas le principal germe responsable de ces pathologies.)
• des infections de différents viscères : infections de l'appareil respiratoire : pneumonies (surtout comme complications de grippe), endocardite (en particulier chez les patients porteurs de prothèses cardiaques), infections urinaires, phlébites, certains types d'entérite, méningites. (Même remarque que pour otites et sinusites)
• infection des os : ostéomyélites (S.aureus est reconnu responsable dans 90% des cas)

Les infections généralisées

Si un patient n'est pas traité suffisamment tôt et (dans la plupart des cas) est immunodéprimé, il peut se produire une septicémie, c'est-à-dire une entrée et une multiplication de la bactérie dans la circulation sanguine. Dans ce cas, l'individu doit être traité dans les plus brefs délais à de fortes doses d'antibiotiques en milieu hospitalier sous la surveillance continue de professionnels de la santé. La septicémie est une infection grave qui peut être mortelle.

Les intoxications alimentaires

La conservation de viande tranchée dans des lieux non-réfrigérés comporte un risque important de toxi-infection, il en va de même pour les sandwichs, salades, pâtisseries, etc

Les intoxications alimentaires sont dues à une entérotoxine produite dans l'aliment ingéré (souvent des aliments à risque de contamination comme la viande, crème glacée...). La toxine est responsable de troubles importants de la digestion. Ceux-ci se manifestant en 2 à 4 heures après ingestion de la toxine par de violents vomissements accompagnés le plus généralement par des nausées, diarrhées et maux de tête, rarement de fièvres. Mais l'intoxication à S. aureus n'est pas mortelle pour un individu en bonne santé et bien nourri, elle guérit presque spontanément dans les 24 heures suivant l'apparition des symptômes.

En bactériologie alimentaire, l'apparition d'une intoxication à S. aureus suppose plusieurs conditions :

• La contamination de l'aliment : elle est presque exclusivement due à une mauvaise manipulation de l'aliment par des porteurs sains (ou plus rarement par des individus en incubation car les symptômes apparaissent vite) ne respectant pas les exigences d'hygiène.
• Une mauvaise conservation : certains aliments dits sensibles contiennent une quantité négligeable de S. aureus mais une mauvaise conservation comme une décongélation-recongélation ou exposition prolongée à une température ambiante favorise la multiplication des microorganismes.
• Présence d'une entérotoxine dans l'aliment : Certaines souches de S. aureus sont capables de sécréter une entérotoxine qui, à elle seule, même en absence de corps végétatifs (bactérie vivante), peut provoquer une intoxication alimentaire, car les entérotoxines sont dites thermostables et résistent à de hautes températures de traitement, au-delà de ce que peut supporter la bactérie elle-même, sans être dénaturées.

Caractères bactériologiques

Morphologie microscopique

Aspect : ce sont des coques gram positif arrondis d'environ 1 µm de diamètre, immobile, dépourvus de spores et de capsules.

Groupement : ils apparaissent le plus souvent en amas dit « grappes de raisin ». Cependant ils peuvent également être isolés, par paires ou en très courte chaîne.

Aspect des colonies

Les S. aureus forment en aérobiose des colonies crémeuses, pigmentées (typiquement jaune d'or), qui tournent autour de 4mm de diamètre et opaques.

Culture

Condition de culture

S. aureus est une bactérie anaérobie facultative préférentielle, et se développe bien sur les milieux minimum (milieux de bases). C'est une bactérie mésophile (37 °C de croissance optimal), neutrophile (pH 7 optimal) et halophile (se développe à de fortes concentrations de NaCl). Elle est aussi relativement résistante aux inhibiteurs bactériens comme le cristal violet et le tellurite de potassium. S. aureus possède aussi de nombreuses résistances aux antibiotiques qui varient selon les souches.

Résistance aux antibiotiques

Staphylococcus aureus est souvent associé aux germes multirésistants aux antibiotiques. En réalité, cela concerne seulement certaines souches et non directement l'espèce S.aureus. Malheureusement, du fait de leur caractère multirésistant et de l'usage massif d'antibiotiques, ces souches ont été artificiellement sélectionnées par l'homme et finissent par prédominer sur les autres.

Le milieu hospitalier étant l'endroit idéal pour cette sélection non-désirée où S. aureus est reconnu responsable de nombreuses infections nosocomiales.

Certaines souches multirésistantes sont devenues très problématiques ; parmi celles-ci on distinguera :

• le SARM (Staphylococcus aureus résistant à la méticilline) qui est devenue (en France) l'une des souches multirésistantes les plus répandues en milieu hospitalier, les pénicillines sont inefficaces sur lui : les concentrations minimales inhibitrices ayant largement dépassé le seuil toxique.
• mais aussi, et plus récemment, le SARV : souche de Staphylococcus aureus résistant à la vancomycine.

Milieux d'isolement utilisés

• Milieu non sélectif :
  • Gélose nutritive,
  • Gélose Trypticase soja, ( milieu gélose au sang )
  • Gélose BCP (BromoCrésol Pourpre, on peut y ajouter du lactose)
  • Gélose CLED ( Bleu de Bromothymol, possibilité de lire le caractère lactose et faire une lecture macroscopique)

• Milieu sélectif :
  • Gélose Chapman
  • Gélose Baird Parker

Caractères biochimiques de S. aureus

G X50 000 (MET technique par cryofracture)
S.aureus formant une capsule de fibrine qui le protège du système immunitaire d'une vache

S. aureus possède les caractéristiques du genre Staphylococcus :

• il possède une catalase (qui va décomposer l'eau oxygénée H₂O₂) à la différence des streptocoques qui n'en possèdent pas, de même que les aérocoques (germes non pathogènes mais qui peuvent poser un problème pour le diagnostic différentiel des S. aureus).
• Absence d'une oxydase.
• Il fermente le glucose sans gaz, de même que les streptocoques et les aérocoques.

Mais S. aureus possède bien d'autres caractéristiques biochimiques, propres à l'espèce, notamment :

• présence d'une coagulase libre ou staphylocoagulase.
• Récepteur au fibrinogène (RF).
• Protéine A.
• Thermonucléase ou DNAse thermostable.
• Dégrade le mannitol sur la gélose Chapman.

La coagulase libre ou staphylocoagulase est une exoenzyme capable de coaguler le plasma sanguin humain en catalysant la transformation du fibrinogène en fibrine (voir coagulation), ce qui lui permet de créer un caillot qui délimite un foyer infectieux où les germes sont à l'abri du système immunitaire et peuvent se multiplier pour coloniser le reste de l'organisme par voie sanguine.

La thermonucléase est une enzyme de catalyse des acides désoxyribonucléiques (ADN) en polynucléotides et nucléotides. Elle est mise en évidence par l'utilisation d'une gélose DNA au bleu de toluidine.

Le récepteur au fibrinogène permet au S. aureus de s'agglutiner sur le fibrinogène plasmatique pour se créer une protection de fibrine et devenir invisible au système immunitaire.

La protéine A est une protéine membranaire caractéristique de S. aureus. Elle se fixe aux anticorps par leur fraction Fc. Cette protéine est recherchée par agglutination avec des anticorps pour l'identification de S. aureus, ce n'est pas un sérotypage.

Enfin on recherche aussi l'utilisation de nombreux oses, osides et alcools pour l'identification de S. aureus en utilisant notamment des microgaleries types API staph® ou en macrogalerie équivalente.

Diagnostic différentiel entre staphylocoque pathogène ou non

1) Critères d'orientation.

a) Examen microscopique

En principe, le S. aureus est plus petit que le S. albus. Cependant :

• la différence est assez subtile surtout si l'on n'a pas de comparaison possible
• cette différence n'est valable que si le germe a poussé sur une culture solide

b) Pigmentation de la colonie

• S. pyogenes (aureus) : jaune doré
• S. epidermidis : jaune blanc

! Cette différence a peu de valeur car elle est difficile à voir surtout si la culture est jeune et, de plus, il existe des exceptions.

On peut exalter la coloration en ajoutant du lactose au milieu de culture (les milieux contenant du lactose donnent de meilleures pigmentations : ainsi le S. aureus est beaucoup plus jaune) ; de même, une température inférieure à 37°C favorise également la pigmentation. Cependant ces deux facteurs favorisants ne sont pas exploités en routine.

2) Critères principaux = coagulase - phosphatase - DNase

• Le S. aureus possèdent en principe ces 3 facteurs à la fois.
• Le S. albus possède rarement une phosphatase ou une DNase et, en tout cas, ne possède jamais les 2 à la fois. De plus, il ne possède jamais de coagulase.

En principe, la coagulase est un critère nécessaire et suffisant en soi : en présence de coagulase +, il s'agit d'un S. aureus donc pathogène ; cependant si la coagulase est -, il ne s'agit pas nécessairement d'un S. non pathogène car un petit nombre de S. pathogènes (aureus) peuvent avoir perdu leur coagulase. Si bien que si la coagulase est -, on recherchera la phosphatase et la DNase : si les 2 enzymes sont présentes en même temps, il s'agit bien d'un S. aureus. N.B. Les S. blancs entérotoxigènes possèdent une phosphatase (c'est important pour la bactériologie alimentaire).

Remarque sur la coagulase : la coagulase représente un double facteur, elle peut donc être recherchée par deux techniques différentes. Il y a la coagulase ""libre"" qui est la "vraie" coagulase et la coagulase ""liée"" (ou "clumping factor") adhérent au corps microbien. La coagulase sécrétée (vraie) doit se rechercher en tube : sa recherche demande donc beaucoup plus de temps et de précautions que celle du clumping factor qui se recherche par un test sur lame qui, s'il est +, doit donner de gros agglutinats en quelques secondes (une agglutination après quelques minutes peut provenir d'une autre chose que la coagulase ---> ne pas en tenir compte).

Les laboratoires de bactériologie ont tendance à réaliser deux tests en association pour limiter le nombre de faux négatifs. Ainsi on procède souvent à la réalisation d'un test d'agglutination pour recherche de la protéine A et du récepteur au fibrinogène RF (5% de faux négatifs) et d'un test "coagulase" avec du plasma de lapin.

Voir aussi

• Les bacilles gram positifs
• Le genre Staphylococcus
• Les traitements Antibiotiques
• Résistance aux antibiotiques
• Iatrogénèse
• Iatrogénèse systémique
• Infections nosocomiales
• Sératicine

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