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23.4B : Les protistes en tant qu'agents pathogènes humains - Biologie

23.4B : Les protistes en tant qu'agents pathogènes humains - Biologie


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De nombreux protistes existent en tant que parasites qui infectent et provoquent des maladies chez leurs hôtes.

Objectifs d'apprentissage

  • Identifier les effets sur les humains des agents pathogènes protistes

Points clés

  • Le parasite protiste Plasmodium doit coloniser à la fois un moustique et un vertébré ; P. falciparum, qui est responsable de 50 pour cent des cas de paludisme, est transmis à l'homme par le moustique africain du paludisme, Anopheles gambiae.
  • Lorsque P. falciparum infecte et détruit les globules rouges, ils éclatent et les déchets parasitaires s'infiltrent dans la circulation sanguine, provoquant délire, fièvre et anémie chez les patients.
  • Trypanosome brucei est responsable de la maladie du sommeil africaine contre laquelle le système immunitaire humain est incapable de se prémunir car il possède des milliers d'antigènes possibles et modifie les glycoprotéines de surface à chaque cycle infectieux.
  • Un autre Trypanosome espèce, T. cruzi, habite le cœur et les tissus du système digestif, provoquant malnutrition et insuffisance cardiaque.

Mots clés

  • Trypanosome: infecte une variété d'hôtes et provoque diverses maladies, y compris la maladie du sommeil africaine mortelle chez l'homme
  • plasmodium: protozoaire parasite qui doit coloniser un moustique et un vertébré pour compléter son cycle de vie
  • agent pathogène: tout organisme ou substance, en particulier un micro-organisme, capable de provoquer une maladie, telle que des bactéries, des virus, des protozoaires ou des champignons

Agents pathogènes humains

Un agent pathogène est tout ce qui cause une maladie. Les parasites vivent dans ou sur un organisme et nuisent à cet organisme. Un nombre important de protistes sont des parasites pathogènes qui doivent infecter d'autres organismes pour survivre et se propager. Les parasites protistes comprennent les agents responsables du paludisme, de la maladie du sommeil africaine et de la gastro-entérite d'origine hydrique chez l'homme.

Espèces Plasmodium

Membres du genre Plasmodium doivent coloniser à la fois un moustique et un vertébré pour compléter leur cycle de vie. Chez les vertébrés, le parasite se développe dans les cellules du foie et continue à infecter les globules rouges, éclatant et détruisant les cellules sanguines à chaque cycle de réplication asexuée. Des quatre Plasmodium espèces connues pour infecter les humains, P. falciparum représente 50 pour cent de tous les cas de paludisme et est la principale cause de décès liés à la maladie dans les régions tropicales du monde. En 2010, on estimait que le paludisme causait entre un et un demi-million de décès, principalement chez les enfants africains. Au cours du paludisme, P. falciparum peut infecter et détruire plus de la moitié des cellules sanguines circulantes d'un humain, entraînant une anémie sévère. En réponse aux déchets libérés lorsque les parasites éclatent des cellules sanguines infectées, le système immunitaire de l'hôte déclenche une réponse inflammatoire massive avec des épisodes de fièvre provoquant le délire lorsque les parasites lysent les globules rouges, déversant des déchets parasitaires dans la circulation sanguine. P. falciparum est transmis à l'homme par le moustique africain du paludisme, Anopheles gambiae. Les techniques pour tuer, stériliser ou éviter l'exposition à cette espèce de moustique très agressive sont cruciales pour la lutte contre le paludisme.

Plasmodium

Les globules rouges sont infectés par P. falciparum, l'agent causal du paludisme. Dans cette image au microscope optique prise à l'aide d'une lentille à immersion d'huile 100×, la forme annulaire P. falciparumtache de violet.

Trypanosomes

Trypanosoma brucei, le parasite responsable de la maladie du sommeil africaine, confond le système immunitaire humain en modifiant son épaisse couche de glycoprotéines de surface à chaque cycle infectieux. Les glycoprotéines sont identifiées par le système immunitaire comme des antigènes étrangers et une défense anticorps spécifique est montée contre le parasite. Cependant, T. brucei a des milliers d'antigènes possibles; à chaque génération suivante, le protiste passe à un revêtement de glycoprotéines d'une structure moléculaire différente. De cette façon, T. brucei est capable de se répliquer en continu sans que le système immunitaire réussisse jamais à éliminer le parasite. Sans traitement, T. brucei attaque les globules rouges, faisant tomber le patient dans le coma et éventuellement mourir. En période épidémique, la mortalité due à la maladie peut être élevée. Des mesures de surveillance et de contrôle accrues conduisent à une réduction des cas signalés ; certains des nombres les plus bas signalés en 50 ans (moins de 10 000 cas dans toute l'Afrique subsaharienne) se sont produits depuis 2009.

En Amérique latine, une autre espèce, T. cruzi, est responsable de la maladie de Chagas. T. cruzi les infections sont principalement causées par un insecte suceur de sang. Le parasite habite les tissus du cœur et du système digestif pendant la phase chronique de l'infection, entraînant une malnutrition et une insuffisance cardiaque dues à des rythmes cardiaques anormaux. On estime que 10 millions de personnes sont infectées par la maladie de Chagas ; il a fait 10 000 morts en 2008.


Évasion de la prédation phagotrophe par les hôtes protistes et immunité innée des hôtes métazoaires par Legionella pneumophila

Legionella pneumophila est une bactérie environnementale omniprésente qui a évolué pour infecter et proliférer au sein des amibes et autres protistes. On pense que l'inhalation accidentelle de particules d'eau contaminée par l'homme est ce qui a permis à cet agent pathogène de proliférer dans les macrophages alvéolaires et de provoquer une pneumonie. Cependant, les macrophages hautement évolués sont équipés de mécanismes de défense innés plus sophistiqués que les protistes, tels que l'évolution de l'alimentation phagotrophe en phagocytose avec des processus de défense innés plus évolués. Sans surprise, la majorité des protéines impliquées dans la biogenèse des phagosomes (

80%) ont des origines au stade de l'évolution de la phagotrophie. Il existe une pléthore de processus métazoaires cellulaires et innés hautement évolués, non représentés dans la biologie des protistes, qui sont modulés par L. pneumophila, notamment la signalisation TLR2, NF-κB, les processus apoptotiques et inflammatoires, la modification des histones, les caspases et le NLRC-Naip5 inflammasome. Il est important de noter que L. pneumophila infecte les hémocytes de l'invertébré Galleria mellonella, tue les larves de G. mellonella et prolifère et tue les mouches adultes Drosophila et Caenorhabditis elegans. Bien que la coévolution avec des hôtes protistes ait fourni un modèle substantiel pour que L. pneumophila infecte les macrophages, nous discutons des aspects évolutifs supplémentaires de la coévolution de L. pneumophila et de son adaptation pour moduler divers processus métazoaires innés hautement évolués avant de devenir un agent pathogène humain.

Mots clés: Legionella écologie immunologie infection mécanisme d'action interaction microbienne-cellule.

© 2018 John Wiley & Fils Ltée.

Les figures

Manipulation de conservation évolutive et…

Manipulation des processus de défense innés conservés au cours de l'évolution et spécifiques aux métazoaires par L. pneumophila .…


Enquête mondiale sur les miARN et les petits ARN dérivés de l'ARNt du protiste parasite humain Trichomonas vaginalis

Fond: Les petits ARN non codants jouent un rôle régulateur essentiel dans la post-transcription. Cependant, leurs caractéristiques chez Trichomonas vaginalis, l'agent causal de la trichomonase humaine sexuellement transmissible, restent encore à déterminer.

Méthodes : Les petits transcriptomes d'ARN des trophozoïtes de Trichomonas ont été séquencés en profondeur à l'aide du système Illumina NextSeq 500 et analysés de manière approfondie pour identifier les microARN de Trichomonas (miARN) et transférer les petits ARN dérivés de l'ARN (ARNt) (ARNt). Les candidats ARNts ont été confirmés par transcription inverse quantitative tige-boucle-PCR, et les motifs pour guider le clivage des ARNts ont été prédits à l'aide de l'algorithme GLAM2.

Résultats: Les miARN se sont avérés être présents dans T. vaginalis mais à une abondance extrêmement faible (0,0046%). Trois catégories d'ARNts de Trichomonas endogènes ont été identifiées, à savoir les ARNts 5'trits, les ARNts moyens et les ARNts 3'trits, les ARNts 5'trits constituant la catégorie dominante (67,63 %) des ARNts. Fait intéressant, l'analyse du site de clivage a vérifié à la fois les classes conventionnelles de fragments dérivés d'ARNt (tRF) et les moitiés d'ARNt dans les tritsARN, indiquant l'expression des moitiés d'ARNt dans la condition de non-stress. Au total, 25 tritsARN ont été confirmés expérimentalement, représentant 78,1% de tous les candidats testés. Trois motifs ont été prédits pour guider la production de tritsARN. Les résultats prouvent l'expression des tRF et des moitiés d'ARNt dans le transcriptome de T. vaginalis.

Conclusion : Il s'agit du premier rapport d'enquête à l'échelle du génome sur les petits ARN, en particulier les ARNts et les miARN, de parasites Trichomonas. Nos résultats démontrent le profil d'expression des ARNts chez T. vaginalis, alors que le miARN était à peine détecté. Ces résultats peuvent favoriser de nouvelles recherches visant à mieux comprendre l'évolution des petits ARN non codants chez T. vaginalis et leurs fonctions dans la pathogenèse de la trichomonase.

Mots clés: Transférer l'ARN Trichomonas vaginalis Trichomonase tRF ARNt dérivés de petits ARN ARNt moitiés.


Amibes et squatters libres dans la nature : caractéristiques écologiques et moléculaires

Les amibes libres sont des protistes que l'on trouve fréquemment dans l'eau et les sols. Ils se nourrissent d'autres micro-organismes, principalement des bactéries, et les digèrent par phagocytose. Il est admis que ces amibes jouent un rôle important dans l'écologie microbienne de ces milieux. Il y a un regain d'intérêt pour les amibes libres depuis la découverte de bactéries pathogènes capables de résister à la phagocytose et de virus géants, sous-tendant que les amibes pourraient jouer un rôle dans l'évolution d'autres micro-organismes, dont plusieurs pathogènes humains. Des avancées récentes, utilisant des méthodes moléculaires, permettent de rassembler de nouvelles informations sur les amibes libres. Cette revue vise à fournir un aperçu complet des informations récemment recueillies sur (1) la diversité des amibes libres, évaluée avec des outils moléculaires, (2) les fonctions des gènes décrites pour déchiffrer la biologie des amibes et (3) leurs interactions avec d'autres micro-organismes dans l'environnement.

Mots clés: environnement gène fonction diversité microbienne symbiose protiste.


Les microbes connus sous le nom de protistes sont peu étudiés, mais leur impact sur les écosystèmes pourrait être énorme

Parmi le grand nombre d'acteurs du microbiome, les bactéries monopolisent depuis longtemps les projecteurs. Mais les organismes unicellulaires connus sous le nom de protistes obtiennent enfin le rôle principal qu'ils méritent.

Un groupe de scientifiques qui étudient les interactions entre les plantes et les microbes a publié une nouvelle étude détaillant les relations dynamiques entre les protistes du sol et les plantes en développement, démontrant que les protistes du sol répondent aux signaux des plantes un peu comme le font les bactéries.

Une énorme variété et diversité de microbes vivent dans le sol, et étudier comment ces organismes interagissent les uns avec les autres et avec les racines des plantes est un sujet brûlant en biologie, car il a des applications pour l'agriculture, la gestion des terres et les technologies de résilience au changement climatique.

"Les protistes représentent une nouvelle frontière dans l'étude de l'écologie microbienne du sol", a déclaré l'auteur principal Javier A. Ceja Navarro, chercheur au Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab). "Ici, nous montrons que ce groupe d'organismes doit vraiment être inclus dans les études microbiennes visant à comprendre comment les microbes interagissent avec les plantes."

Les protistes ne sont pas une lignée distincte d'organismes, mais plutôt une catégorie attribuée à tout organisme eucaryote unicellulaire (un organisme dont les cellules contiennent un noyau) qui n'est pas une plante, un champignon ou un animal. Ce groupe diversifié de plus de 200 000 espèces (de nouvelles espèces sont découvertes en permanence) comprend des amibes, des diatomées, des dinoflagellés, des moisissures visqueuses et même divers parasites, tels que le Plasmodium responsable du paludisme et le genre de protozoaires responsable du Giardia.

Les protistes se trouvent à travers la planète dans une variété d'écosystèmes. Certaines espèces, comme certains protistes du plancton marin et les protistes pathogènes humains ont été étudiées de près. Pourtant, pour la majorité des espèces, les scientifiques commencent tout juste à effleurer la surface de ce que fait l'organisme et comment il réagit à l'environnement. C'est le cas des protistes du sol.

Selon Navarro, les protistes sont connus pour contrôler la dynamique microbienne du sol et le cycle des nutriments en se nourrissant d'autres microbes. Bien qu'il existe un bon corpus de connaissances sur leurs interactions avec les autres membres du microbiome du sol, on sait peu de choses sur la façon dont les protistes réagissent aux changements de leur environnement.

"Même si les protistes sont importants et que leur pertinence est connue depuis des décennies, notre étude est la première à montrer une association de protistes avec des plantes dans une expérience sur le terrain à grande échelle", a noté Mary Firestone, responsable du projet, chercheur au Berkeley Lab's Earth. et domaine des sciences de l'environnement et professeur à l'UC Berkeley. Le projet était une collaboration entre des scientifiques du Berkeley Lab, de l'UC Berkeley, du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), du Noble Research Institute et de l'Université de l'Oklahoma.

L'équipe a cultivé du panic raide - une culture proposée pour la production de biocarburants à grande échelle - à partir de semis sur deux sites de terrain à grande échelle, et a prélevé des échantillons du sol entourant les racines des plantes à différents stades de croissance. Ils ont utilisé le séquençage du génome de nouvelle génération pour identifier les types de protistes présents dans chaque échantillon et l'abondance de chaque espèce.

"Au fur et à mesure que les plantes poussent, les cellules de leurs racines libèrent des métabolites qui envoient des signaux à l'environnement du sol environnant", a ajouté Jennifer Pett-Ridge, scientifique senior du LLNL. "Nous avons vu que les communautés de protistes changent et changent en réponse aux effets de la plante - d'une manière similaire à ce que nous avons observé pour les communautés bactériennes."

"Les futures études axées sur la compréhension des mécanismes d'établissement des plantes dans le sol devront considérer les protistes comme un élément clé du microbiome végétal", a ajouté Navarro, qui fait partie de la zone de biosciences du Berkeley Lab. « Ignorer les protistes dans les études écologiques terrestres entraînera une grande lacune dans les connaissances qui rendra notre compréhension du microbiome environnemental incomplète. »


23.4 Écologie des protistes

À la fin de cette section, vous serez en mesure d'effectuer les opérations suivantes :

  • Décrire le rôle que jouent les protistes dans l'écosystème
  • Décrire les principales espèces pathogènes de protistes

Les protistes fonctionnent dans diverses niches écologiques. Alors que certaines espèces protistes sont des composants essentiels de la chaîne alimentaire et génératrices de biomasse, d'autres interviennent dans la décomposition des matières organiques. D'autres protistes encore sont des agents pathogènes humains dangereux ou des agents responsables de maladies végétales dévastatrices.

Producteurs primaires/Sources alimentaires

Les protistes sont des sources essentielles de nourriture et fournissent la nutrition à de nombreux autres organismes. Dans certains cas, comme pour le zooplancton, les protistes sont consommés directement. Alternativement, les protistes photosynthétiques servent de producteurs de nutrition pour d'autres organismes. Bourses paramécie et plusieurs autres espèces de ciliés sont mixotrophe en raison d'une relation symbiotique avec les algues vertes. Il s'agit d'une version temporaire du chloroplaste endosymbiotique secondaire trouvé dans Euglena. Mais ces associations symbiotiques ne sont pas réservées aux protistes. Par exemple, les dinoflagellés photosynthétiques appelés zooxanthelles fournissent des nutriments aux polypes coralliens (Figure 23.32) qui les abritent, donnant aux coraux un regain d'énergie pour sécréter leur squelette de carbonate de calcium. À leur tour, les coraux fournissent au protiste un environnement protégé et les composés nécessaires à la photosynthèse. Ce type de relation symbiotique est important dans les environnements pauvres en nutriments. Sans symbiotes de dinoflagellés, les coraux perdent des pigments d'algues dans un processus appelé blanchissement du corail, et ils finissent par mourir. Cela explique pourquoi les coraux constructeurs de récifs ne résident généralement pas dans des eaux de plus de 20 mètres de profondeur : une lumière insuffisante atteint ces profondeurs pour que les dinoflagellés puissent effectuer la photosynthèse.

Les protistes et leurs produits de la photosynthèse sont essentiels - directement ou indirectement - à la survie d'organismes allant des bactéries aux mammifères (Figure 23.33). En tant que producteurs primaires, les protistes nourrissent une grande partie des espèces aquatiques du monde. (Sur terre, les plantes terrestres servent de producteurs primaires.) En fait, environ 25 pour cent de la photosynthèse mondiale est réalisée par les protistes photosynthétiques, en particulier les dinoflagellés, les diatomées et les algues multicellulaires.

Les protistes ne créent pas de sources de nourriture uniquement pour les organismes marins. Rappelons que certaines espèces de parabasalides anaérobies existent dans le tube digestif des termites et des blattes xylophages, où elles contribuent à une étape essentielle dans la digestion de la cellulose ingérée par ces insectes lorsqu'ils consomment du bois.

Agents pathogènes humains

Comme nous l'avons vu, un agent pathogène est tout ce qui provoque une maladie. Les organismes parasites vivent dans ou sur un organisme hôte et nuisent à l'organisme. Un petit nombre de protistes sont de graves parasites pathogènes qui doivent infecter d'autres organismes pour survivre et se propager. Par exemple, les parasites protistes comprennent les agents responsables du paludisme, de la maladie du sommeil africaine, de l'encéphalite amibienne et de la gastro-entérite d'origine hydrique chez l'homme. D'autres agents pathogènes protistes s'attaquent aux plantes, provoquant une destruction massive des cultures vivrières.

Plasmodium Espèce

En 2015, l'OMS a signalé plus de 200 millions de cas de paludisme, principalement en Afrique, en Amérique du Sud et en Asie du Sud. Cependant, on ne sait pas très bien que le paludisme était également une maladie répandue et débilitante dans la région du centre-nord des États-Unis, en particulier dans le Michigan, avec ses milliers de lacs et ses nombreux marécages. Avant la guerre civile et le drainage de nombreux marécages, pratiquement tous ceux qui ont immigré au Michigan ont contracté le paludisme (fièvre comme on l'appelait à la fin des années 1800), et les visages pâles, cireux et gonflés de cette période étaient la règle. Les seuls visages sains étaient portés par ces immigrants qui venaient d'arriver. En fait, il y a eu plus de décès dus au paludisme dans le Michigan que ceux de la guerre civile.

Nous savons maintenant que le paludisme est causé par plusieurs espèces du genre protiste apicomplexe Plasmodium. Membres de Plasmodium doivent successivement nécessiter à la fois un moustique et un vertébré pour terminer leur cycle de vie. Chez les vertébrés, le parasite se développe dans les cellules du foie (stade exoérythrocytaire) et continue d'infecter les globules rouges (stade érythrocytaire), éclatant et détruisant les cellules sanguines à chaque cycle de réplication asexuée (Figure 23.34). Des quatre Plasmodium espèces connues pour infecter les humains, P. falciparum représente 50 pour cent de tous les cas de paludisme et est la principale (et la plus mortelle) cause de décès liés à la maladie dans les régions tropicales du monde. En 2015, on estimait que le paludisme avait causé plus de 400 000 décès, principalement chez les enfants africains. Au cours du paludisme, P. falciparum peut infecter et détruire plus de la moitié des cellules sanguines circulantes d'un humain, entraînant une anémie sévère. En réponse aux déchets libérés lorsque les parasites éclatent des cellules sanguines infectées, le système immunitaire de l'hôte déclenche une réponse inflammatoire massive avec des épisodes de fièvre induisant le délire (paroxysmes) lorsque les parasites lysent les globules rouges, déversant les déchets parasites dans la circulation sanguine. P. falciparum est transmis à l'homme par le moustique africain, Anopheles gambiae. Les techniques pour tuer, stériliser ou éviter l'exposition à cette espèce de moustique très agressive sont cruciales pour la lutte contre le paludisme. Ironiquement, un type de contrôle génétique est apparu dans certaines parties du monde où le paludisme est endémique. La possession d'une copie de l'allèle de la bêta-globine HbS entraîne une résistance au paludisme. Malheureusement, cet allèle a aussi un second effet malheureux lorsqu'il est homozygote, il provoque la drépanocytose.

Lien vers l'apprentissage

Ce film décrit la pathogenèse de Plasmodium falciparum, l'agent causal du paludisme.

Trypanosomes

Trypanosoma brucei (Figure 23.35), transmis par les glossines (Glossine spp) en Afrique, et des mouches apparentées en Amérique du Sud, est un endoparasite flagellé responsable de la maladie mortelle nagana chez les bovins et les chevaux, et de la maladie du sommeil africaine chez l'homme. Ce trypanosome confond le système immunitaire humain en modifiant sa couche épaisse de glycoprotéines de surface à chaque cycle infectieux. (Les glycoprotéines sont identifiées par le système immunitaire comme des antigènes étrangers, et une défense anticorps spécifique est montée contre le parasite.) Cependant, T. brucei a des milliers d'antigènes possibles, et à chaque génération suivante, le protiste passe à un revêtement de glycoprotéine avec une structure moléculaire différente. De cette façon, T. brucei est capable de se répliquer en continu sans que le système immunitaire réussisse jamais à éliminer le parasite. Sans traitement, T. brucei attaque les globules rouges, faisant tomber le patient dans le coma et éventuellement mourir. En période épidémique, la mortalité due à la maladie peut être élevée. Des mesures de surveillance et de contrôle accrues conduisent à une réduction des cas signalés. Certains des nombres les plus bas signalés en 50 ans (moins de 10 000 cas dans toute l'Afrique subsaharienne) se sont produits depuis 2009.

Lien vers l'apprentissage

Ce film traite de la pathogenèse de Trypanosoma brucei, l'agent causal de la maladie du sommeil africaine.

En Amérique latine, une autre espèce de trypanosome, T. cruzi, est responsable de la maladie de Chagas. T. cruzi les infections sont principalement causées par une « punaise du baiser » suceuse de sang du genre Triatome. Ces « vrais punaises » piquent l'hôte pendant la nuit puis défèquent sur la plaie, transmettant le trypanosome à la victime. La victime gratte la plaie, inoculant davantage le site avec des trypanosomes à l'emplacement de la morsure. Après environ 10 semaines, les individus entrent dans la phase chronique mais la plupart ne développent jamais d'autres symptômes. Dans environ 30 pour cent des cas, cependant, le trypanosome provoque des dommages supplémentaires, en particulier au cœur et aux tissus du système digestif dans la phase chronique de l'infection, entraînant une malnutrition et une insuffisance cardiaque dues à des rythmes cardiaques anormaux. On estime que 10 millions de personnes sont infectées par la maladie de Chagas, qui a causé 10 000 décès en 2008.

Parasites des plantes

Les parasites protistes des plantes terrestres comprennent des agents qui détruisent les cultures vivrières. L'oomycète Plasmopara viticola parasite les plants de vigne, provoquant une maladie appelée le mildiou (Illustration 23.36). Les plants de vigne infectés par P. viticole paraissent rabougris et ont des feuilles décolorées et flétries. La propagation du mildiou a failli faire effondrer l'industrie viticole française au XIXe siècle.

Phytophthora infestans est un oomycète responsable du mildiou de la pomme de terre, qui provoque la décomposition des tiges et des tiges de la pomme de terre en une boue noire (figure 23.37). Brûlure généralisée de la pomme de terre causée par P. infeste a précipité la célèbre famine irlandaise de la pomme de terre au XIXe siècle qui a coûté la vie à environ 1 million de personnes et a conduit à l'émigration d'au moins 1 million d'autres d'Irlande. Le mildiou continue d'affecter les cultures de pommes de terre dans certaines régions des États-Unis et de la Russie, anéantissant jusqu'à 70 pour cent des cultures lorsqu'aucun pesticide n'est appliqué.

Les décomposeurs protistes

Le protiste ressemblant à un champignon saprobe sont spécialisés pour absorber les nutriments de la matière organique non vivante, tels que les organismes morts ou leurs déchets. Par exemple, de nombreux types d'oomycètes se développent sur des animaux morts ou des algues. Les protistes saprobiques ont pour fonction essentielle de restituer les nutriments inorganiques au sol et à l'eau. Ce processus permet la croissance de nouvelles plantes, qui à leur tour génèrent de la nourriture pour d'autres organismes le long de la chaîne alimentaire. En effet, sans les espèces de saprobe, telles que les protistes, les champignons et les bactéries, la vie cesserait d'exister car tout le carbone organique serait « immobilisé » dans les organismes morts.

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    • Auteurs : Mary Ann Clark, Matthew Douglas, Jung Choi
    • Éditeur/site Web : OpenStax
    • Titre du livre : Biologie 2e
    • Date de parution : 28 mars 2018
    • Lieu : Houston, Texas
    • URL du livre : https://openstax.org/books/biology-2e/pages/1-introduction
    • URL de la section : https://openstax.org/books/biology-2e/pages/23-4-ecology-of-protists

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    Contenu

    Excavata sont considérés comme des eucaryotes primitifs. Ils se caractérisent par une rainure d'alimentation avec un flagelle situé à l'arrière, ce qui leur permet de créer un courant qui capture les petites particules de nourriture. [4] Le cytostome est la structure spécialisée qui permet aux protistes cette fonction. Ce supergroupe Excavata comprend les sous-groupes Diplomonades (Fornicata), Parabasalides, et Euglénozoaires. [5]

    Diplomonades Modifier

    Les dipolomonades étaient autrefois définies comme Fornicata, mais leurs caractéristiques restent les mêmes malgré leur changement de nom. Ce sont des protistes microaérophiles. Diplomates étaient auparavant définis par l'absence d'une mitochondrie, mais des études récentes ont montré qu'ils ont un reste d'organite mitochondrial non fonctionnel appelé mitosome. La plupart sont inoffensifs, sauf pour Giardia, Hexamita salmonis, et Histomonas meleagridis. Giardia provoque la diarrhée, Hexamita salmonis est un parasite du poisson, et Histomonas meleagridis est un agent pathogène de la dinde.

    Giardia intestinalis est un agent pathogène humain, qui est transmis par l'eau contaminée par des kystes. Il provoque une diarrhée épidémique due à l'eau contaminée. Vous pouvez dire que vous pouvez être infecté par l'observation de kystes ou de trophozoïtes dans les selles et le test ELISA (test immuno-enzymatique). Pour éviter la contamination, évitez toute eau potentiellement contaminée, et si l'eau contaminée est la seule chose disponible à boire, un filtre à sable lent doit être utilisé. Une étude a révélé que la chloration de l'eau et l'intervention nutritionnelle n'avaient aucun effet sur l'infection à Giardia chez les enfants. Seules les interventions de lavage des mains et d'assainissement hygiénique ont réduit les taux d'infection chez les enfants. [6]

    Hexamita salmonis est un agent pathogène flagellé commun des poissons. Les poissons infectés sont faibles, émaciés et nagent généralement sur le côté. [7]

    Histomonas meleagridis est un agent pathogène commun des oiseaux qui cause l'histomonase. Les signes d'histomonase comprennent une perte d'appétit, des ailes tombantes, des plumes hirsutes et des excréments fécaux jaunes. [8]

    Parabasilia Modifier

    Plus Parabasalie sont des endosymbiotes flagellés des animaux. Ils n'ont pas de cytostome distinct, ce qui signifie qu'ils doivent utiliser la phagocytose pour engloutir la nourriture. Il existe deux sous-groupes : Trichonymphe et Trichomonadida. Trichonymphe sont des mutualistes obligatoires des insectes xylophages tels que les termites. Ils sécrètent de la cellulase, qui est utilisée pour digérer le bois. Le sous-groupe suivant, Trichomonadida, ne nécessite pas d'oxygène et possède des hydrogénosomes. Ils ne se reproduisent que par reproduction asexuée et certaines souches sont des agents pathogènes humains. Il existe trois types de parabasales pathogènes : Trichomonas foetus, Dientamoeba fragilis, et Trichomonas vaginalis. Trichomonas foetus provoque des avortements spontanés chez les bovins, Dientamoeba fragilis provoque la diarrhée chez l'homme, et Trichomonas vaginalis est une maladie sexuellement transmissible. [1]

    Trichomonas foetus est un parasite qui réside dans le tractus urogénital des bovins et provoque la trichomonase bovine. La trichomonase est une maladie sexuellement transmissible qui provoque l'infertilité chez les génisses. La plupart des cas d'infertilité sont causés par la mort embryonnaire subite. [9] Divers imidazoles ont été utilisés pour traiter les taureaux infectés, mais aucun n'est sûr et efficace. L'ipronidazole est probablement le plus efficace, mais il provoque fréquemment des abcès stériles aux sites d'injection. [dix]

    Dientamoeba fragilis est un parasite qui vit dans le gros intestin de l'homme. Personne ne sait comment D. fragilis se propage, une possibilité est d'avaler de l'eau ou des aliments contaminés. De nombreuses personnes infectées par ce parasite ne montrent aucun signe d'infection. Parfois, l'infection peut être observée. Les symptômes les plus courants sont la diarrhée, les douleurs à l'estomac, la perte d'appétit, les nausées et la fatigue. [11]

    Trichomonas vaginalis est une maladie sexuellement transmissible. Les hommes infectés présentent rarement des symptômes (asymptomatiques). Les femmes infectées présentent généralement des signes de douleur, d'inflammation et de rougeur autour du vagin et une modification possible des pertes vaginales. Trichomonas vaginalis peut être traité par une cure d'antibiotiques. [12]

    Euglénozoa Modifier

    La plupart des Euglenozoa sont photoautotrophes, mais certains sont chimioorganotrophes (saprophytes). On les trouve couramment en eau douce. Les membres du phylum Euglenozoa ont une pellicule de soutien, une tache oculaire rouge appelée stigmate pour orienter la cellule vers la lumière, la chlorophylle a et b pour aider au processus de photosynthèse, des vacuoles contractiles et des flagelles.

    Un agent pathogène majeur du phylum Euglenozoa est Leishmanie. Leishmanie provoque la leishmaniose. Les symptômes de la leishmaniose comprennent des dommages systémiques et cutanés/membranaires. Les parasites Leishmania se propagent par les phlébotomes dans les régions tropicales, subtropicales et du sud de l'Europe. [13] Elles peuvent se manifester par voie cutanée (leishmaniose cutanée) sous forme de plaies cutanées avec comme croûte quelques semaines après la morsure ou par voie interne (leishmaniose viscérale), affectant les organes, pouvant mettre la vie en danger. La leishmaniose cutanée peut se propager aux muqueuses et provoquer une leishmaniose muqueuse même des années après l'infection initiale. [14] La leishmaniose cutanée guérit d'elle-même et laisse de mauvaises cicatrices. [15] Seules l'amphotéricine B et la miltéfosine orale pour le diagnostic de la leishmaniose cutanée et muqueuse sont approuvées par la FDA pour la leishmaniose viscérale - un échantillon de tissu, la moelle osseuse, des tests sanguins détectent des anticorps antiparasitaires pour la leishmaniose viscérale. [16] [17]

    Le deuxième agent pathogène de ce phylum est Trypanosoma cruzi. Trypanosoma cruzi provoque la maladie de Chagas et est transmise par la punaise reduviid, également connue sous le nom de « punaise du baiser ». La maladie de Chagas est diagnostiquée à l'aide d'un examen physique et d'un test sanguin. [18] Le seul traitement comprend des antiparasitaires uniquement du CDC, qui ne sont pas approuvés par la FDA. [19] La maladie de Chagas aiguë a un début rapide, les trypanosomes pénètrent dans la circulation sanguine, ils deviennent des amastigotes et se répliquent. La maladie de Chagas aiguë peut être traitée par le benznidazole ou le nifurtimox. La maladie de Chagas chronique est asymptomatique et affecte les cellules cardiaques et gastro-intestinales. Actuellement, il n'existe que des traitements expérimentaux pour cette maladie. Malheureusement, les vaccins ne sont pas efficaces contre la maladie de Chagas en raison de la variation antigénique. Cet agent pathogène cause des dommages au système nerveux.

    La maladie du sommeil africaine est causée par Trypanosoma brucei rhodensiense et Trypanosoma brucei gambiense, et est transmis par la mouche tsé-tsé. Elle est diagnostiquée par un examen physique et une prise de sang. La maladie du sommeil africaine provoque une inflammation interstitielle, une léthargie, un gonflement du cerveau et la mort en un à trois ans. Traitement médicamenteux, utilisant l'éflornithine et le mélarsoprol pentamidine pour T. gambiense et Suramin (Antrypol) pour Trypanosoma brucei rhodensiense et Trypanosoma brucei gambiense, ou des combinaisons de ces médicaments, peuvent aider à traiter cette maladie, mais les vaccins ne peuvent pas être utilisés en raison de la variation antigénique.

    Amibozoa se caractérisent par l'utilisation de pseudopodes pour se déplacer et se nourrir. Ces protistes se reproduisent par fission binaire ou multiple.

    Entamoebida Modifier

    Entamoebida manque de mitochondries et possède des mitosomes. Entamoeba histolytica est un parasite pathogène connu pour provoquer l'amibiase, qui est la troisième cause de mortalité parasitaire. [20] Il est diagnostiqué par l'évaluation d'échantillons de selles. [21] L'amibiase est causée par l'ingestion d'aliments ou d'eau contaminés par des matières fécales ou d'autres déchets corporels d'une personne infectée, qui contiennent des kystes, la forme dormante du microbe. Ces kystes en atteignant la région iléale terminale du tractus gastro-intestinal donnent naissance à une masse de cellules proliférantes, la forme trophozoïte du parasite, par le processus d'exkystation. [22] Les symptômes de cette infection incluent la diarrhée avec du sang et du mucus, et peuvent alterner entre constipation et rémission, douleurs abdominales et fièvre. Les symptômes peuvent évoluer vers un amibome, une colite fulminante, un mégacôlon toxique, des ulcères du côlon, entraînant une perforation et des abcès dans des organes vitaux comme le foie, les poumons et le cerveau. L'amibiase peut être traitée par l'administration de composés anti-amibiens, ce qui comprend souvent l'utilisation de métronidazole, d'ornidazole, de chloroquine, de secnidazole, de nitazoxanide et de tinidazole. Le tinidazole peut être efficace pour guérir les enfants. [23] L'utilisation de thérapies conventionnelles pour traiter l'amibiase est souvent liée à des effets secondaires importants, une menace pour l'efficacité de ces thérapies, encore aggravée par le développement d'une résistance aux médicaments chez le parasite. [20] La méningo-encéphalite amibienne et la kératite sont des amibes mangeuses de cerveau causées par des Naeglaria et Acanthomœba. L'une des façons dont cet agent pathogène peut être contracté consiste à faire tremper les lentilles de contact dans de l'eau au lieu d'une solution de contact. Cela se traduira par une ulcération progressive de la cornée. [24] Cet agent pathogène peut être diagnostiqué par la mise en évidence d'amibes dans des échantillons cliniques. Il n'existe actuellement aucun traitement médicamenteux disponible pour la méningo-encéphalite amibienne et la kératite.

    Le supergroupe SAR comprend Rhizaria, Alveolata et Stramenopiles et se distingue par de fins pseudopodes qui peuvent être ramifiés, simples ou connectés.

    Stramenopila Modifier

    Certains membres de Straménopila sont des algues brunes, des diatomées et des moisissures aquatiques. Un exemple de Stramenopila sont Péronosporomycètes. L'exemple le plus connu de Péronosporomycètes est Phytophthora infestans. This organism caused the Great Famine of Ireland in the 1850s. [25]

    Alveolata Edit

    Alveolata is a large group, which includes Dinoflagellata, Ciliophora, and Apicomplexa. [26]

    Balantidium Coli (Balantidiasis) is an example of a member of the phylum Ciliophora. Balantidiasis is the only ciliate known to be capable of infecting humans, and swine are the primary reservoir host. [27] Balantidiasis is opportunistic and rare in Western countries. [28] Apicomplexans are parasites of animals and contain an arrangement of organelles called the apical complex. One example of an apicomplexan is Malaria. Five species of plasmodium cause malaria in animals. Malaria is transmitted by the bite of an infected female mosquito. Symptoms of malaria include: periodic chills and fever, anemia, and hypertrophy of the liver and spleen. Cerebral malaria can occur in children. In order to diagnose Malaria, doctors will look for parasites in Wright-or-Giemsa-stained red blood cells and serological tests. Treatment includes antimalarial drugs, however, resistance has been observed. New vaccines are being discovered to this day. Preventative measures that can be taken include sleeping with netting and using insecticide to prevent mosquitoes. Eimeria is another example of an apicomplexan pathogen. This pathogen causes cecal coccidiosis in chickens. Coccidiosis is a parasitic disease of the intestinal tract. [29] This disease is treated by placing anticoccidials in the chickens’ feed. It also causes malabsorption, diarrhea, and sometimes bloody diarrhea in animals. Theileria parva & T. annulata are tick-borne parasites which cause fatal East Coast fever in cattle. East Coast fever is transmitted by the bite of the three-host tick Phipicephalus appendiculatus and results in respiratory failure and death in African cattle. Most hosts of P. appendiculatus succumb to pulmonary edema and die within three weeks of infection. The severity of the infection can be lessened by treatment with antiprotozoal drugs like buparvaquone. Toxoplasma causes toxoplasmosis and can be acquired from undercooked meat or cat feces containing Toxoplasma gondii. The majority of the 60 million Americans infected with T. gondii are asymptomatic. The group most vulnerable to this pathogen are the fetuses of mothers who have been infected with the parasite for the first time during pregnancy. This can result in damage to the fetus’s brain, eyes, and other organs. Treatment is available for pregnant women and the immunosuppressed. [30] Cryptosporidiosis can be contracted through contact with water, food, soil, or surfaces contaminated with feces containing the Cryptosporidium. Immunocompromised people are the most susceptible. Cryptosporidiosis causes watery diarrhea and can resolve itself without medical intervention. It is diagnosed by examining stool samples, and diarrhea can be treated using Nitazoxanide. [31]

    Rhizaria Edit

    Plasmodiophorids and Halosporidians are two examples of parasitic Rhizaria. Plasmodiophorids cause infections in crops such as Spongospora souterraine. They cause powdery scabs and galls and disrupt growth. Halosporidians cause infections in marine invertebrates such as Mikrocytos mackini in Pacific oysters. Mikrocytos mackini are abscesses or green pustules on palps and mantles of certain molluscs. [32]

    Le supergroupe Archaeplastida includes red algae, green algae and land plants. Each of these three groups have multicellular species and the green and red algae have many single-celled species. The land plants are not considered protists. [33]

    Red algae are primarily multicellular, lack flagella, and range in size from microscopic, unicellular to large, multicellular forms. Certaines espèces d'algues rouges contiennent des phycoérythrines, des pigments accessoires photosynthétiques de couleur rouge qui surpassent la teinte verte de la chlorophylle, faisant apparaître ces espèces sous différentes nuances de rouge. This group doesn’t include many pathogens. [34]

    Green algae exhibit similar features to the land plants, particularly in terms of chloroplast structure. The green algae are subdivided into the chlorophytes and charophytes. It is very rare for green algae to become parasitic.

    Prototheca moriformis belongs to the subdivision Chloroplastida. P. moriformis is a green algae that lacks chlorophyll and has turned to parasitism. It is found in sewage and the soil. P. moriformis causes a disease called protothecosis. This disease mainly infects cattle and dogs. Cattle can be affected by prototheca enteritis and mastitis. [35] Protothecosis is commonly seen in dogs it enters the body through the mouth or nose and causes infection in the intestines. Treatment with amphotericin B has been reported. [36]

    Scientists have been researching new ways to fight protozoan infections, including targeting channels and transporters involved in the diseases [37] and finding the link between a persons microbiome and their ability to resist a protozoan infection [38]


    Contenu

    Viral Edit

    This type of pathogen is not cellular, and is instead composed of either RNA (Ribonucleic acid), or DNA (Deoxyribonucleic acid). Pathogenic viruses infiltrate host cells and manipulate the organelles within the cell such as the Ribosomes, Golgi Apparatus, and Endoplasmic Reticulum to reproduce a multitude of times which commonly results in the death of the host cell via cellular decay. All the virus's that were contained within the lipid bilayer of the cell membrane are then released into the intercellular matrix to infect neighboring cells to continue the cycle.

    The white blood cells are responsible for swallowing up the virus using a mechanism known as endocytosis within the extracellular matrix to reduce and fight the infection. The components within the white blood cell are responsible for destroying the virus and recycling it's components for the body to use.

    Bacterial Edit

    Although the vast majority of bacteria are harmless or beneficial to one's body, a few pathogenic bacteria can cause infectious diseases. The most common bacterial disease is tuberculosis, caused by the bacterium Mycobacterium tuberculosis, which affects about 2 million people mostly in sub-Saharan Africa. Pathogenic bacteria contribute to other globally important diseases, such as pneumonia, which can be caused by bacteria such as Streptocoque et Pseudomonas, and foodborne illnesses, which can be caused by bacteria such as Shigella, Campylobacter, et Salmonelle. Pathogenic bacteria also cause infections such as tetanus, typhoid fever, diphtheria, syphilis, and Hansen's disease. They typically range between 1 and 5 micrometers in length.

    Fungal Edit

    Fungi are a eukaryotic kingdom of microbes that are usually saprophytes, but can cause diseases in humans. Life-threatening fungal infections in humans most often occur in immunocompromised patients or vulnerable people with a weakened immune system, although fungi are common problems in the immunocompetent population as the causative agents of skin, nail, or yeast infections. Most antibiotics that function on bacterial pathogens cannot be used to treat fungal infections because fungi and their hosts both have eukaryotic cells. Most clinical fungicides belong to the azole group. The typical fungal spore size is 1-40 micrometers in length.

    Other parasites Edit

    Protozoans are single-celled eukaryotes that feed on microorganisms and organic tissues. Considered as "one-celled animal" as they have animal like behaviors such as motility, predation, and a lack of a cell wall. Many protozoan pathogens are considered human parasites as they cause a variety of diseases such as: malaria, amoebiasis, babesiosis, giardiasis, toxoplasmosis, cryptosporidiosis, trichomoniasis, Chagas disease, leishmaniasis, African trypanosomiasis (sleeping sickness), Acanthamoeba keratitis, and primary amoebic meningoencephalitis (naegleriasis).

    Parasitic worms (Helminths) are macroparasites that can be seen by the naked eye. Worms live and feed in their living host, receiving nourishment and shelter while affecting the host's way of digesting nutrients. They also manipulate the host's immune system by secreting immunomodulatory products [2] which allows them to live in their host for years. Many parasitic worms are more commonly intestinal that are soil-transmitted and infect the digestive tract other parasitic worms are found in the host's blood vessels. Parasitic worms living in the host can cause weakness and even lead to many diseases. Parasitic worms can cause many diseases to both humans and animals. Helminthiasis (worm infection), Ascariasis, and enterobiasis (pinworm infection) are few that are caused by various parasitic worms.

    Prionic Edit

    Prions are misfolded proteins that are transmissible and can influence abnormal folding of normal proteins in the brain. They do not contain any DNA or RNA and cannot replicate other than to convert already existing normal proteins to the misfolded state. These abnormally folded proteins are found characteristically in many neurodegenerative diseases as they aggregate the central nervous system and create plaques that damages the tissue structure. This essentially creates "holes" in the tissue. It has been found that prions transmit three ways: obtained, familial, and sporadic. It has also been found that plants play the role of vector for prions. There are eight different diseases that affect mammals that are caused by prions such as scrapie, bovine spongiform encephalopathy (mad cow disease) and Feline spongiform encephalopathy (FSE). There are also ten diseases that affect humans such as, Creutzfeldt–Jakob disease (CJD). [3] and Fatal familial insomnia (FFI).

    Animal pathogens Edit

    Animal pathogens are disease-causing agents of wild and domestic animal species, at times including humans. [4]

    Virulence (the tendency of a pathogen to cause damage to a host's fitness) evolves when that pathogen can spread from a diseased host, despite that host being very debilitated. An example is the malaria parasite, which can spread from a person near death, by hitching a ride to a healthy person on a mosquito that has bitten the diseased person. This is called horizontal transmission in contrast to vertical transmission, which tends to evolve symbiosis (after a period of high morbidity and mortality in the population) by linking the pathogen's evolutionary success to the evolutionary success of the host organism.

    Transmission of pathogens occurs through many different routes, including airborne, direct or indirect contact, sexual contact, through blood, breast milk, or other body fluids, and through the fecal-oral route. One of the primary pathways by which food or water become contaminated is from the release of untreated sewage into a drinking water supply or onto cropland, with the result that people who eat or drink contaminated sources become infected. In developing countries, most sewage is discharged into the environment or on cropland even in developed countries, periodic system failures result in sanitary sewer overflows.


    Eukaryome and Its Relationships with Microbiome

    Eukaryotic microbes co-evolved with mammals over millions of years and are a normal component of the microbiome from an evolutionary point of view [7,11]. Many are stable, long-term colonists rather than transient invaders [25]. The eukaryome can have strong effects on the composition and dynamics of the microbiome [14], likely with cascading consequences for our health. Although less numerous than bacteria, gut-dwelling eukaryotes are much bigger and they may have a disproportionate influence, similar to large animals in other ecosystems. For example, sharks on tropical reefs and wolves in Yellowstone have a profound effect on the entire ecosystem, and removal of these keystone species has wide consequences. It is worth testing whether targeted removal of eukaryotes—potential keystone components of the gut microbiome—in industrialized countries has contributed disproportionately to the diversity loss observed in the bacterial microbiome [12] and other negative health consequences discussed above. In summary, there are many exciting prospects for investigating potential benefits of the human eukaryome, all while keeping in mind the well-documented detrimental impact of some eukaryotic symbionts, particularly when present in large numbers and in mammalian hosts experiencing food limitation [26].


    22.4 Maladies bactériennes chez l'homme

    À la fin de cette section, vous serez en mesure d'effectuer les opérations suivantes :

    • Identifier les maladies bactériennes qui ont causé des pestes et des épidémies historiquement importantes
    • Décrire le lien entre les biofilms et les maladies d'origine alimentaire
    • Expliquez comment la surutilisation d'antibiotiques peut créer des « super bugs »
    • Expliquer l'importance du SARM par rapport aux problèmes de résistance aux antibiotiques

    Pour un procaryote, les humains peuvent être juste une autre opportunité de logement. Malheureusement, la location de certaines espèces peut avoir des effets néfastes et provoquer des maladies. Les bactéries ou autres agents infectieux qui causent des dommages à leurs hôtes humains sont appelés agents pathogènes. Des maladies et des fléaux dévastateurs transmis par des agents pathogènes, à la fois de nature virale et bactérienne, affectent les humains et leurs ancêtres depuis des millions d'années. La véritable cause de ces maladies n'a pas été comprise jusqu'à ce que la pensée scientifique moderne se développe, et beaucoup de gens pensaient que les maladies étaient une « punition spirituelle ». Ce n'est qu'au cours des derniers siècles que les gens ont compris que rester à l'écart des personnes affligées, se débarrasser des cadavres et des effets personnels des victimes de la maladie, et les pratiques d'assainissement réduisaient leurs propres chances de tomber malade.

    Les épidémiologistes étudient comment les maladies se transmettent et comment elles affectent une population. Souvent, ils doivent suivre le cours d'une épidémie, une maladie qui survient chez un nombre inhabituellement élevé d'individus dans une population en même temps. En revanche, une pandémie est une épidémie généralisée et généralement mondiale. Une maladie endémique est une maladie qui est toujours présente, généralement à faible incidence, dans une population.

    Longue histoire de maladie bactérienne

    Il existe des documents sur les maladies infectieuses dès 3000 avant JC. Un certain nombre de pandémies importantes causées par des bactéries ont été documentées sur plusieurs centaines d'années. Certaines des pandémies les plus mémorables ont entraîné le déclin de villes et de nations entières.

    Au 21 e siècle, les maladies infectieuses restent parmi les principales causes de décès dans le monde, malgré les progrès de la recherche médicale et des traitements au cours des dernières décennies. Une maladie se propage lorsque l'agent pathogène qui le cause est transmis d'une personne à une autre. Pour qu'un agent pathogène provoque une maladie, il doit être capable de se reproduire dans le corps de l'hôte et d'endommager l'hôte d'une manière ou d'une autre.

    La peste d'Athènes

    En 430 av. La peste a touché les habitants d'Athènes surpeuplée ainsi que les troupes à bord de navires qui devaient retourner à Athènes. La source de la peste a peut-être été identifiée récemment lorsque des chercheurs de l'Université d'Athènes ont pu utiliser l'ADN de dents récupérées dans une fosse commune. Les scientifiques ont identifié des séquences nucléotidiques d'une bactérie pathogène, Salmonella enterica le sérovar Typhi (Figure 22.20), qui provoque la fièvre typhoïde. 3 Cette maladie est couramment observée dans les zones surpeuplées et a provoqué des épidémies tout au long de l'histoire enregistrée.

    Pestes buboniques

    De 541 à 750, la peste de Justinien, une épidémie de ce qui était probablement peste bubonique, a éliminé un quart à la moitié de la population humaine dans la région de la Méditerranée orientale. La population en Europe a chuté de 50 pour cent au cours de cette épidémie. Étonnamment, la peste bubonique frapperait l'Europe plus d'une fois !

    La peste bubonique est causée par la bactérie Yersinia pestis. L'une des pandémies les plus dévastatrices attribuées à la peste bubonique était la peste noire (1346 à 1361). On pense qu'il est originaire de Chine et s'est répandu le long de la Route de la soie, un réseau de routes commerciales terrestres et maritimes, vers la région méditerranéenne et l'Europe, transporté par des puces vivant sur des rats noirs qui étaient toujours présents sur les navires. La peste noire a probablement été nommée pour la nécrose des tissus (Figure 22.21c) qui peut être l'un des symptômes. Les "bubons" de la peste bubonique étaient des zones douloureusement enflées du tissu lymphatique. UNE forme pneumonique de la peste, propagée par la toux et les éternuements d'individus infectés, se propage directement d'humain à humain et peut causer la mort en une semaine. La forme pneumonique était responsable de la propagation rapide de la peste noire en Europe. The Black Death reduced the world’s population from an estimated 450 million to about 350 to 375 million. La peste bubonique a de nouveau frappé Londres au milieu des années 1600 (Figure 22.21). À l'époque moderne, environ 1 000 à 3 000 cas de peste surviennent dans le monde chaque année, et une forme de peste « sylvatique », portée par des puces vivant sur des rongeurs tels que les chiens de prairie et les putois d'Amérique, infecte 10 à 20 personnes par an dans le sud-ouest américain. . Although contracting bubonic plague before antibiotics meant almost certain death, the bacterium responds to several types of modern antibiotics, and mortality rates from plague are now very low.

    Lien vers l'apprentissage

    Regardez une vidéo sur la compréhension moderne de la peste noire, la peste bubonique en Europe au 14 e siècle.

    Migration de maladies vers de nouvelles populations

    L'une des conséquences négatives de l'exploration humaine a été la « guerre biologique » accidentelle résultant du transport d'un agent pathogène dans une population qui n'y avait pas été exposée auparavant. Au fil des siècles, les Européens ont eu tendance à développer une immunité génétique contre les maladies infectieuses endémiques, mais lorsque les conquérants européens ont atteint l'hémisphère occidental, ils ont apporté avec eux des bactéries et des virus pathogènes, qui ont déclenché des épidémies qui ont complètement dévasté de nombreuses populations diverses d'Amérindiens, qui avaient aucune résistance naturelle à de nombreuses maladies européennes. Il a été estimé que jusqu'à 90 pour cent des Amérindiens sont morts de maladies infectieuses après l'arrivée des Européens, faisant de la conquête du Nouveau Monde une fatalité.

    Maladies émergentes et ré-émergentes

    La distribution d'une maladie particulière est dynamique. Les changements dans l'environnement, l'agent pathogène ou la population hôte peuvent avoir un impact considérable sur la propagation d'une maladie. Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), une maladie émergente (Figure 22.22) est une maladie qui est apparue dans une population pour la première fois, ou qui a pu exister auparavant mais dont l'incidence ou l'étendue géographique augmente rapidement. Cette définition comprend également maladies ré-émergentes qui étaient auparavant sous contrôle. Environ 75 pour cent des maladies infectieuses récemment émergentes affectant les humains sont des maladies zoonotiques. Les zoonoses sont des maladies qui infectent principalement les animaux mais peuvent être transmises à l'homme. Certaines sont d'origine virale et d'autres d'origine bactérienne. La brucellose est un exemple de zoonose procaryote qui réapparaît dans certaines régions, et necrotizing fasciitis (communément appelées bactéries mangeuses de chair) a augmenté en virulence au cours des 80 dernières années pour des raisons inconnues.

    Certaines des maladies émergentes actuelles ne sont pas réellement nouvelles, mais sont des maladies qui ont été catastrophiques dans le passé (Figure 22.23). Ils ont dévasté les populations et se sont mis en sommeil un moment, pour revenir, parfois plus virulents qu'avant, comme ce fut le cas avec la peste bubonique. D'autres maladies, comme la tuberculose, n'ont jamais été éradiquées mais ont été maîtrisées dans certaines régions du monde jusqu'à leur retour, principalement dans les centres urbains à forte concentration de personnes immunodéprimées. L'OMS a identifié certaines maladies dont la réémergence mondiale doit être surveillée. Parmi celles-ci figurent trois maladies virales (dengue, fièvre jaune et zika) et trois maladies bactériennes (diphtérie, choléra et peste bubonique). La guerre contre les maladies infectieuses n'a pas de fin prévisible.

    Foodborne Diseases

    Prokaryotes are everywhere: They readily colonize the surface of any type of material, and food is not an exception. La plupart du temps, les procaryotes colonisent les aliments et les équipements agroalimentaires sous la forme d'un biofilm, comme nous l'avons vu précédemment. Outbreaks of bacterial infection related to food consumption are common. Une maladie d'origine alimentaire (communément appelée « intoxication alimentaire ») est une maladie résultant de la consommation de bactéries, virus ou autres parasites pathogènes qui contaminent les aliments. Bien que les États-Unis disposent de l'un des approvisionnements alimentaires les plus sûrs au monde, les Centers for Disease Control and Prevention (CDC) des États-Unis ont signalé que «76 millions de personnes tombent malades, plus de 300 000 sont hospitalisées et 5 000 Américains meurent chaque année d'intoxication alimentaire. maladie."

    The characteristics of foodborne illnesses have changed over time. Dans le passé, il était relativement courant d'entendre parler de cas sporadiques de botulisme, la maladie potentiellement mortelle produite par une toxine de la bactérie anaérobie Clostridium botulinum. Certaines des sources les plus courantes de cette bactérie étaient les aliments en conserve non acides, les cornichons faits maison et la viande et les saucisses transformées. La boîte, le pot ou l'emballage a créé un environnement anaérobie approprié où Clostridium could grow. Proper sterilization and canning procedures have reduced the incidence of this disease.

    Alors que les gens ont tendance à penser que les maladies d'origine alimentaire sont associées aux aliments d'origine animale, la plupart des cas sont maintenant liés aux produits. Il y a eu de graves épidémies liées aux produits agricoles associées aux épinards crus aux États-Unis et aux germes de légumes en Allemagne, et ces types d'épidémies sont devenus plus fréquents. The raw spinach outbreak in 2006 was produced by the bacterium E. coli sérotype O157:H7. Un sérotype est une souche de bactérie qui porte un ensemble d'antigènes similaires à sa surface cellulaire, et il existe souvent de nombreux sérotypes différents d'une espèce bactérienne. Plus E. coli ne sont pas particulièrement dangereux pour l'homme, mais le sérotype O157:H7 peut provoquer une diarrhée sanglante et est potentiellement mortel.

    Tous les types d'aliments peuvent potentiellement être contaminés par des bactéries. Recent outbreaks of Salmonelle reported by the CDC occurred in foods as diverse as peanut butter, alfalfa sprouts, and eggs. Une épidémie mortelle en Allemagne en 2010 a été causée par E. coli contamination des pousses de légumes (Figure 22.24). La souche à l'origine de l'épidémie s'est avérée être un nouveau sérotype qui n'était pas impliqué auparavant dans d'autres épidémies, ce qui indique que E. coli est en constante évolution. Épidémies de listériose, dues à la contamination des viandes, des fromages crus et des légumes surgelés ou frais par Listeria monocytogenes, sont de plus en plus fréquents.

    Biofilms et maladies

    Rappelons que les biofilms sont des communautés microbiennes très difficiles à détruire. Ils sont responsables de maladies telles que la maladie du légionnaire, les otites moyennes (otites) et diverses infections chez les patients atteints de mucoviscidose. Ils produisent de la plaque dentaire et colonisent les cathéters, les prothèses, les dispositifs transcutanés et orthopédiques, les lentilles de contact et les dispositifs internes tels que les stimulateurs cardiaques. Ils se forment également dans les plaies ouvertes et les tissus brûlés. Dans les environnements de soins de santé, les biofilms se développent sur les machines d'hémodialyse, les ventilateurs mécaniques, les shunts et autres équipements médicaux. En fait, 65% de toutes les infections contractées à l'hôpital (infections nosocomiales) sont attribuées aux biofilms. Les biofilms sont également liés aux maladies contractées par les aliments car ils colonisent les surfaces des feuilles de légumes et de la viande, ainsi que des équipements de transformation des aliments qui ne sont pas suffisamment nettoyés.

    Les infections à biofilm se développent progressivement et peuvent ne pas provoquer de symptômes immédiats. Ils sont rarement résolus par les mécanismes de défense de l'hôte. Une fois qu'une infection par un biofilm est établie, elle est très difficile à éradiquer, car les biofilms ont tendance à être résistants à la plupart des méthodes utilisées pour contrôler la croissance microbienne, y compris les antibiotiques. La matrice qui attache les cellules à un substrat et à un autre protège les cellules des antibiotiques ou des médicaments. De plus, comme les biofilms se développent lentement, ils sont moins sensibles aux agents qui interfèrent avec la croissance cellulaire. Il a été rapporté que les biofilms peuvent résister jusqu'à 1 000 fois les concentrations d'antibiotiques utilisées pour tuer les mêmes bactéries lorsqu'elles sont libres ou planctoniques. Une dose d'antibiotique aussi importante nuirait au patient. Par conséquent, les scientifiques travaillent sur de nouvelles façons de se débarrasser des biofilms.

    Antibiotiques : sommes-nous en crise ?

    Le mot antibiotic comes from the Greek anti signifiant "contre" et bios signifiant "vie". Un antibiotique est un produit chimique, produit par des microbes ou synthétiquement, qui est hostile ou empêche la croissance d'autres organismes. Les médias d'aujourd'hui abordent souvent les inquiétudes concernant une crise des antibiotiques. Les antibiotiques qui traitaient facilement les infections bactériennes dans le passé deviennent-ils obsolètes ? Are there new “superbugs”—bacteria that have evolved to become more resistant to our arsenal of antibiotics? Is this the beginning of the end of antibiotics? Toutes ces questions interpellent la communauté des soins de santé.

    L'une des principales causes de résistance aux antibiotiques chez les bactéries est la surexposition aux antibiotiques. L'utilisation imprudente et excessive d'antibiotiques a entraîné la sélection naturelle de formes résistantes de bactéries. The antibiotic kills most of the infecting bacteria, and therefore only the resistant forms remain. These resistant forms reproduce, resulting in an increase in the proportion of resistant forms over non-resistant ones. En plus de la transmission de gènes de résistance à la descendance, le transfert latéral de gènes de résistance sur des plasmides peut rapidement propager ces gènes à travers une population bactérienne. Un abus majeur des antibiotiques est chez les patients atteints d'infections virales comme le rhume ou la grippe, contre lesquelles les antibiotiques sont inutiles. Another problem is the excessive use of antibiotics in livestock. The routine use of antibiotics in animal feed promotes bacterial resistance as well. In the United States, 70 percent of the antibiotics produced are fed to animals. Ces antibiotiques sont administrés au bétail à faible dose, ce qui maximise la probabilité de développer une résistance, et ces bactéries résistantes sont facilement transférées à l'homme.

    Lien vers l'apprentissage

    Regardez un reportage récent sur le problème de l'administration systématique d'antibiotiques au bétail et aux bactéries résistantes aux antibiotiques.

    L'un des Superbugs : SARM

    L'utilisation imprudente des antibiotiques a ouvert la voie à l'expansion des populations bactériennes résistantes. Par exemple, Staphylocoque dorés, souvent appelée « staphylocoque », est une bactérie courante qui peut vivre dans le corps humain et est généralement facilement traitée avec des antibiotiques. Cependant, une souche très dangereuse, résistante à la méthicilline Staphylococcus aureus (SARM) a fait l'actualité au cours des dernières années (figure 22.25). Cette souche est résistante à de nombreux antibiotiques couramment utilisés, notamment la méthicilline, l'amoxicilline, la pénicilline et l'oxacilline. Le SARM peut provoquer des infections de la peau, mais il peut également infecter la circulation sanguine, les poumons, les voies urinaires ou les sites de blessure. Alors que les infections à SARM sont courantes chez les personnes dans les établissements de santé, elles sont également apparues chez des personnes en bonne santé qui n'ont pas été hospitalisées, mais qui vivent ou travaillent dans des populations restreintes (comme le personnel militaire et les prisonniers). Les chercheurs ont exprimé leur inquiétude quant à la façon dont cette dernière source de SARM cible une population beaucoup plus jeune que celles résidant dans des établissements de soins. The Journal of the American Medical Association ont rapporté que, parmi les personnes atteintes de SARM dans les établissements de santé, l'âge moyen est de 68 ans, tandis que les personnes atteintes de « SARM associé à la communauté » ( SARM-CA ) ont un âge moyen de 23. 4

    En résumé, la communauté médicale est confrontée à une crise des antibiotiques. Some scientists believe that after years of being protected from bacterial infections by antibiotics, we may be returning to a time in which a simple bacterial infection could again devastate the human population. Les chercheurs développent de nouveaux antibiotiques, mais il faut de nombreuses années de recherche et d'essais cliniques, ainsi que des investissements financiers de plusieurs millions de dollars, pour générer un médicament efficace et approuvé.

    Connexion carrière

    Epidemiologist

    Epidemiology is the study of the occurrence, distribution, and determinants of health and disease in a population. Elle fait donc partie de la santé publique. An epidemiologist studies the frequency and distribution of diseases within human populations and environments.

    Epidemiologists collect data about a particular disease and track its spread to identify the original mode of transmission. They sometimes work in close collaboration with historians to try to understand the way a disease evolved geographically and over time, tracking the natural history of pathogens. Ils recueillent des informations à partir des dossiers cliniques, des entretiens avec les patients, de la surveillance et de tout autre moyen disponible. Ces informations sont utilisées pour développer des stratégies, telles que les vaccinations (Figure 22.26), et concevoir des politiques de santé publique pour réduire l'incidence d'une maladie ou empêcher sa propagation. Epidemiologists also conduct rapid investigations in case of an outbreak to recommend immediate measures to control it.


    Voir la vidéo: SVT 2de - Schéma bilan: Agents pathogènes et maladies infectieuses (Novembre 2022).