Les bactéries et la pathogénicité

Titans

Fun fact : Nos cellules (eucaryotes) possèdent un compartiment intracellulaire, appelé la mitochondrie, qui est une ancienne bactérie.

Personne contact : Franck Pasta, enseignant-chercheur : franck.pasta@univ-tlse3.fr

Photo originale

Photo originale (à gauche)

Photo modifiée

Photo modifiée (à droite)

Bactéries Polaromonas naphthalenivorans observées par microscopie à fluorescence. Quelques bactéries provenant d’une culture en milieu liquide de Polaromonas naphthalenivorans (espèce non pathogène du sol) ont été déposées sur une mince couche d’agarose étalée sur une lame de verre. L’agarose a la consistance d’un gel, souple et humide, et permet un maintien de la forme et de la viabilité des bactéries pendant plusieurs heures. Le dépôt bactérien a ensuite été recouvert d’une fine lamelle de verre puis les bactéries ont été éclairées, observées et photographiées au microscope (x 100). Image du haut en contraste de phase : les bactéries sont éclairées par de la lumière blanche et apparaissent comme des taches noires. On remarque la forme ronde et l’hétérogénéité de taille des bactéries Polaromonas naphthalenivorans. L’espace entre les bactéries apparaît en blanc.
Image du bas en fluorescence : les bactéries sont éclairées par une longueur d’onde qui excite spécifiquement certaines molécules et les rend vert-fluorescentes. Les bactéries observées ici sont modifiées génétiquement de sorte qu’elles fabriquent un type de protéine excitable en vert-fluorescent. Dans la plupart des bactéries, on aperçoit des points vert-fluorescents qui correspondent donc à ces protéines excitées. Comme ces protéines ont par ailleurs la capacité de se fixer aux chromosomes bactériens, chaque point vert indique la localisation d’un chromosome dans la bactérie. (L’espace entre les bactéries apparaît ici en rouge par coloration artificielle numérique).

Crédits photos : @Jerôme Rech et @Frank Pasta

Polaromonas naphthalenivorans

Explications

Les bactéries, bonnes pour nous ?
Quelques bactéries étant pathogènes pour les plantes, les animaux ou les humains, notre vision des bactéries se résume souvent à une impression négative. En réalité il y a surtout des bonnes bactéries, et il y en a partout ! Chaque être humain est peuplé de milliers de milliards de bactéries ; la part la plus importante se trouve dans le microbiote1 intestinal. Loin de nous rendre malades, ces bactéries nous aident à digérer, fabriquer des vitamines, lutter contre les infections etc.

Elles sont indispensables à notre vie.
Malgré leur petite taille les bactéries sont si nombreuses qu’elles représenteraient 15 à 20% de la biomasse mondiale2 et leur présence s’étend bien au-delà du corps humain et des êtres vivants. Elles sont présentes dans les eaux douces, les sols, les océans et dans les profondeurs de la terre et de la croute océanique. De même que le microbiote humain contribue à la santé humaine, les bactéries de l’environnement sont indispensables à la santé de la planète. Elles fournissent un « service gratuit » pour maintenir et restaurer les écosystèmes dont la valeur est inestimable (cela se chiffrerait au moins à quelques milliers de milliards d’euros…). Certaines bactéries sont capables de « nettoyer » les polluants des sols et des océans. Les hydrocarbures sont parmi les pires polluants à l’origine de catastrophes écologiques suite aux fuites des oléoducs, aux naufrages des tankers etc.

Exemple d’une bactérie « nettoyeuse »
La bactérie Polaromonas naphthalenivorans a été découverte en 2003 dans des sédiments bordant le fleuve Hudson aux Etats-Unis et contaminés 40 ans plus tôt par du goudron de houille (sorte de charbon). Ce goudron entre dans la composition de médicaments mais il est cancérogène en raison de certains de ses composants, comme le naphthalène (ou naphthtaline). Polaromonas naphthalenivorans signifie littéralement « bactérie polaire qui dévore le naphthalène ». Si elle n’est pas strictement polaire, comme d’autres bactéries du genre Polaromonas, cette bactérie est adaptée au froid (elle pousse de 4°C à 25°C) et fut identifiée comme l’agent responsable de la dégradation du naphthalène sur ce site pollué de l’Hudson.

P. naphthalenivorans, comme d’autres bactéries, a donc un potentiel de biorémédiation4: elle possède des gènes qui codent des enzymes permettant de pomper le naphthalène présent dans le site pollué, de le transformer en molécules non toxiques et plus petites.
Ces espèces-là « mangent » donc les hydrocarbures et nettoient ainsi le site pollué .
Merci Polaromonas naphthalenivorans !

Quelques définitions

1 Le Microbiote est l’ensemble des micro-organismes (bactéries, champignons, protistes)
cohabitant dans un même site, une même niche écologique etc…

2 La Biomasse est la masse de matière organique que représentent les êtres vivants (biomasse bactérienne, humaine, végétale etc…).

4 La Biorémédiation est la détoxification par des organismes vivants d’un polluant présent dans un milieu