660 cinquième partie La diversité biologique à travers l’évolution
Certaines maladies bactériennes sont transmises par d’autres
espèces, comme les puces ou les tiques. Aux ÉtatsUnis, la
maladie transmise le plus fréquemment par des animaux est
la maladie de Lyme (ou borréliose), qui contamine 15 000 à
20 000 personnes chaque année (figure 27.20). Causée par
une bactérie transmise par des tiques qui vivent sur les cerfs
et les mulots, la maladie de Lyme peut entraîner une arthrite
invalidante, des affections cardiaques, des troubles nerveux
et la mort, si elle n’est pas traitée.
Les Procaryotes pathogènes causent en général des maladies en produisant des poisons appelés exotoxines et endotoxines. Les exotoxines sont des protéines sécrétées par
certaines bactéries et par d’autres organismes. Le choléra, une
affection entérique dangereuse, est causé par une exotoxine
produite par la Protéobactérie Vibrio cholerae. L’exotoxine agit
sur les cellules intestinales, qui libèrent des ions chlorure
dans l’intestin, où l’eau pénètre ensuite par osmose. C’est
aussi le cas du botulisme, une maladie potentiellement mortelle, provoqué par la toxine botulinique. Cette exotoxine est
sécrétée par Clostridium botulinum, une bactérie à Gram positif, qui fait fermenter divers aliments, notamment la viande,
les fruits de mer et les légumes mis en conserve de manière
inadéquate. Comme d’autres exotoxines, la toxine botulinique peut rendre malade même en l’absence de la bactérie
qui la produit. On rapporte un cas où huit personnes ont
contracté le botulisme après avoir mangé du poisson salé qui
contenait la toxine botulinique, mais qui était exempt de C.
botulinum. Même si le poisson ne contenait plus la bactérie,
celleci avait pu se multiplier et sécréter la toxine durant la
préparation ou la conservation du poisson.
Les endotoxines sont des lipopolysaccharides qui entrent
dans la constitution de la membrane externe de la paroi de
certaines bactéries à Gram négatif. Contrairement aux exotoxines, elles ne sont libérées qu’au moment où la cellule
meurt et où sa paroi se rompt. Parmi les bactéries produisant
des endotoxines figurent celles du genre Salmonella, comme
Salmonella typhi, qui cause la fièvre typhoïde. On entend
souvent parler, par ailleurs, des intoxications alimentaires
causées par d’autres espèces de Salmonella qui se trouvent fréquemment dans la volaille.
À partir du 19
e
siècle, l’amélioration des conditions sanitaires dans les pays industrialisés a grandement contribué à
réduire la menace que représentent les bactéries pathogènes.
De même, les antibiotiques ont sauvé un grand nombre de
vies et réduit la fréquence des maladies. Toutefois, bien des
souches bactériennes sont en train d’acquérir une résistance
aux antibiotiques. Comme nous l’avons mentionné plus tôt,
sous l’effet de la sélection naturelle, la reproduction rapide des
bactéries permet aux cellules porteuses de gènes de résistance
de se multiplier promptement, sans compter que ces gènes
peuvent atteindre d’autres espèces par transfert horizontal.
Le transfert horizontal de gènes peut aussi répandre des
gènes associés à la virulence, transformant ainsi des bactéries
normalement inoffensives en agents pathogènes mortels. Par
exemple, E. coli est un symbionte habituellement inoffensif
hébergé dans l’intestin de l’humain, mais de nouvelles souches pathogènes de cette bactérie causent une diarrhée sanglante. L’une des souches les plus dangereuses, O157 :H7,
constitue une menace mondiale. Voici un aperçu de l’incidence annuelle de ces infections :
• En Amérique du Nord, plus de 115 000 cas (78 000 aux
É.U., 9 000 au Canada et 28 000 au Mexique) ;
• En Europe de l’Ouest, environ 60 000 cas ;
• En Afrique du Nord, environ 32 000 cas ;
• Au Brésil, plus de 49 000 cas ;
• En Chine, plus de 348 000 cas.
On peut remarquer qu’il existe un certain rapport entre le
nombre d’infections et la population de ces zones et pays.
Souvent présente dans des produits du bœuf contaminés,
la souche O157 :H7 engendre des milliers d’intoxications alimentaires chaque année. En 2001, des scientifiques ont procédé au séquençage de son génome et l’ont comparé à celui
d’une souche inoffensive d’E. coli appelée K12. Ils ont découvert que 1 387 des 5 416 gènes de O157 :H7 n’ont aucune
contrepartie chez K12. Nombre de ces 1 387 gènes sont situés
dans des régions chromosomiques contenant de l’ADN de bactériophages. Ces observations donnent à penser qu’au moins
quelquesuns de ces 1 387 gènes ont été incorporés au génome
de O157 :H7 par transfert horizontal de gènes, fort probablement sous l’action de bactériophages (par transduction). Des
gènes présents uniquement chez E. coli O157 :H7 sont associés
à des facteurs de virulence ; certains de ces gènes codent pour
les fimbriae, des structures grâce auxquelles la bactérie s’attache
à la paroi intestinale et en extrait les nutriments.
L’utilisation de Procaryotes pathogènes comme armes du
bioterrorisme constitue une menace potentielle. Des endospores de Bacillus anthracis, la bactérie qui cause le charbon,
ont ainsi été envoyées par la poste en 2001. Des 18 personnes
qui ont alors contracté la maladie, 5 en sont mortes. Ce type
de menace a fortement activé les recherches sur les espèces
procaryotes pathogènes dans l’espoir de mettre au point de
nouveaux vaccins et antibiotiques.
L’utilisation des procaryotes
pour la recherche et la technologie
Pour continuer sur une note plus positive, mentionnons que
les humains tirent de nombreux bienfaits des capacités
5 µm
m Figure 27.20 La maladie de Lyme. Les tiques du genre Ixodes
répandent la maladie en transmettant des Spirochètes du genre Borrelia
(MEB, cliché coloré artificiellement). Une éruption cutanée apparaît
généralement au siège de la piqûre de la tique ; l’éruption peut être plus
ou moins étendue et de forme circulaire comme on le voit sur cette photo,
ou beaucoup moins prononcée.
Certaines maladies bactériennes sont transmises par d’autres
espèces, comme les puces ou les tiques. Aux ÉtatsUnis, la
maladie transmise le plus fréquemment par des animaux est
la maladie de Lyme (ou borréliose), qui contamine 15 000 à
20 000 personnes chaque année (figure 27.20). Causée par
une bactérie transmise par des tiques qui vivent sur les cerfs
et les mulots, la maladie de Lyme peut entraîner une arthrite
invalidante, des affections cardiaques, des troubles nerveux
et la mort, si elle n’est pas traitée.
Les Procaryotes pathogènes causent en général des maladies en produisant des poisons appelés exotoxines et endotoxines. Les exotoxines sont des protéines sécrétées par
certaines bactéries et par d’autres organismes. Le choléra, une
affection entérique dangereuse, est causé par une exotoxine
produite par la Protéobactérie Vibrio cholerae. L’exotoxine agit
sur les cellules intestinales, qui libèrent des ions chlorure
dans l’intestin, où l’eau pénètre ensuite par osmose. C’est
aussi le cas du botulisme, une maladie potentiellement mortelle, provoqué par la toxine botulinique. Cette exotoxine est
sécrétée par Clostridium botulinum, une bactérie à Gram positif, qui fait fermenter divers aliments, notamment la viande,
les fruits de mer et les légumes mis en conserve de manière
inadéquate. Comme d’autres exotoxines, la toxine botulinique peut rendre malade même en l’absence de la bactérie
qui la produit. On rapporte un cas où huit personnes ont
contracté le botulisme après avoir mangé du poisson salé qui
contenait la toxine botulinique, mais qui était exempt de C.
botulinum. Même si le poisson ne contenait plus la bactérie,
celleci avait pu se multiplier et sécréter la toxine durant la
préparation ou la conservation du poisson.
Les endotoxines sont des lipopolysaccharides qui entrent
dans la constitution de la membrane externe de la paroi de
certaines bactéries à Gram négatif. Contrairement aux exotoxines, elles ne sont libérées qu’au moment où la cellule
meurt et où sa paroi se rompt. Parmi les bactéries produisant
des endotoxines figurent celles du genre Salmonella, comme
Salmonella typhi, qui cause la fièvre typhoïde. On entend
souvent parler, par ailleurs, des intoxications alimentaires
causées par d’autres espèces de Salmonella qui se trouvent fréquemment dans la volaille.
À partir du 19
e
siècle, l’amélioration des conditions sanitaires dans les pays industrialisés a grandement contribué à
réduire la menace que représentent les bactéries pathogènes.
De même, les antibiotiques ont sauvé un grand nombre de
vies et réduit la fréquence des maladies. Toutefois, bien des
souches bactériennes sont en train d’acquérir une résistance
aux antibiotiques. Comme nous l’avons mentionné plus tôt,
sous l’effet de la sélection naturelle, la reproduction rapide des
bactéries permet aux cellules porteuses de gènes de résistance
de se multiplier promptement, sans compter que ces gènes
peuvent atteindre d’autres espèces par transfert horizontal.
Le transfert horizontal de gènes peut aussi répandre des
gènes associés à la virulence, transformant ainsi des bactéries
normalement inoffensives en agents pathogènes mortels. Par
exemple, E. coli est un symbionte habituellement inoffensif
hébergé dans l’intestin de l’humain, mais de nouvelles souches pathogènes de cette bactérie causent une diarrhée sanglante. L’une des souches les plus dangereuses, O157 :H7,
constitue une menace mondiale. Voici un aperçu de l’incidence annuelle de ces infections :
• En Amérique du Nord, plus de 115 000 cas (78 000 aux
É.U., 9 000 au Canada et 28 000 au Mexique) ;
• En Europe de l’Ouest, environ 60 000 cas ;
• En Afrique du Nord, environ 32 000 cas ;
• Au Brésil, plus de 49 000 cas ;
• En Chine, plus de 348 000 cas.
On peut remarquer qu’il existe un certain rapport entre le
nombre d’infections et la population de ces zones et pays.
Souvent présente dans des produits du bœuf contaminés,
la souche O157 :H7 engendre des milliers d’intoxications alimentaires chaque année. En 2001, des scientifiques ont procédé au séquençage de son génome et l’ont comparé à celui
d’une souche inoffensive d’E. coli appelée K12. Ils ont découvert que 1 387 des 5 416 gènes de O157 :H7 n’ont aucune
contrepartie chez K12. Nombre de ces 1 387 gènes sont situés
dans des régions chromosomiques contenant de l’ADN de bactériophages. Ces observations donnent à penser qu’au moins
quelquesuns de ces 1 387 gènes ont été incorporés au génome
de O157 :H7 par transfert horizontal de gènes, fort probablement sous l’action de bactériophages (par transduction). Des
gènes présents uniquement chez E. coli O157 :H7 sont associés
à des facteurs de virulence ; certains de ces gènes codent pour
les fimbriae, des structures grâce auxquelles la bactérie s’attache
à la paroi intestinale et en extrait les nutriments.
L’utilisation de Procaryotes pathogènes comme armes du
bioterrorisme constitue une menace potentielle. Des endospores de Bacillus anthracis, la bactérie qui cause le charbon,
ont ainsi été envoyées par la poste en 2001. Des 18 personnes
qui ont alors contracté la maladie, 5 en sont mortes. Ce type
de menace a fortement activé les recherches sur les espèces
procaryotes pathogènes dans l’espoir de mettre au point de
nouveaux vaccins et antibiotiques.
L’utilisation des procaryotes
pour la recherche et la technologie
Pour continuer sur une note plus positive, mentionnons que
les humains tirent de nombreux bienfaits des capacités
5 µm
m Figure 27.20 La maladie de Lyme. Les tiques du genre Ixodes
répandent la maladie en transmettant des Spirochètes du genre Borrelia
(MEB, cliché coloré artificiellement). Une éruption cutanée apparaît
généralement au siège de la piqûre de la tique ; l’éruption peut être plus
ou moins étendue et de forme circulaire comme on le voit sur cette photo,
ou beaucoup moins prononcée.