| Domaine | Bacteria |
|---|---|
| Division | Pseudomonadota |
| Classe | Gammaproteobacteria |
| Ordre | Pseudomonadales |
| Famille | Pseudomonadaceae |
| Genre | Pseudomonas |
Pseudomonas aeruginosa, connu aussi sous le nom debacille pyocyanique,bacille du pus bleu oupyo[1], est unebactériegram-négative dugenrePseudomonas. Les bacilles sont fins, droits et très mobiles grâce à unflagelle polaire : ciliature monotriche, dépourvus de spores et de capsules. Ils apparaissent la plupart du temps isolés ou en diplobacilles.
Anodine à l'origine,P. aeruginosa peut devenirpathogène dans certaines conditions. Très résistante, elle est — comme d'autres bactéries à gram-négatif — de plus en plus souvent responsable d'infections nosocomiales. 30 % des clones sont devenusrésistants auxcarbapénèmes ce qui en fait une des bactéries les plus difficiles à traiter[2]. Des souches totorésistantes sont retrouvées chez des patients atteints demucoviscidose outransplantés pulmonaires[3]. Le taux de mortalité atteint 50 % chez les patients vulnérables (immunodéprimés)[réf. nécessaire]. L'OMS la liste en 2024 parmi les bactéries résistantes aux médicaments qui représentent la plus grande menace pour la santé humaine[4].
C'est un germeubiquitaire, vivant dans les sols et en milieu humide (nuages, robinets, bouchons), très résistant à de nombreuxantiseptiques, fréquent en milieuhospitalier, entraînant l'apparition de véritables souches d'hôpital du fait de sa résistance aux antibiotiques. Il peut survivre dans de l'eau distillée ou salée, voire se développer dans certaines solutions antiseptiques ou antibiotiques.
P. aeruginosa fait partie des germes couramment recherchés lorsque l'on procède à une analyse microbiologique d'un échantillon d'eau.
On pense[réf. nécessaire] qu'elle se renouvelle dans les hôpitaux via les fruits, plantes et légumes qui y entrent ; c'est une des raisons qui expliquent pourquoi fleurs et plantes vertes sont interdites dans les chambres d'hôpitaux.
Les formes depathologie qu'elle engendre sont diverses :infection de l'œil, desplaies (surtoutbrûlures etplaies opératoires), desurines (surtout après sondages), gastro-intestinales et despoumons (par exemple aprèsbronchoscopie), desméningites d'inoculation, dessepticémies comme stade terminal d'infections graves ou complication chez des malades soumis à un traitementimmunodépresseur, desleucémiques, etc. Elle induit facilement des infections systémiques chez les immunodéprimés (par une chimiothérapie ou par lesida) et chez les victimes de brûlures et defibrose kystique (mucoviscidose).
Lenom correct complet (avecauteur) de ce taxon estPseudomonas aeruginosa (Schroeter 1872) Migula 1900[5].
Ce taxon porte en français lenom vernaculaire ounormalisé suivant : pourriture bactérienne[6].
Pseudomonas aeruginosa a poursynonyme[5] :
Le motPseudomonas est composé des motsgrecs ψεῦδος (pseũdos),« simili » ou« imitation », et μόνας (mónas),« unité ». Dans les débuts de la microbiologie, il est employé pour désigner les « germes ».Æruginosa,« vert-de-gris » enlatin (c'est le résultat de la corrosion ducuivre), se réfère à un pigment que cette bactérie contient.
Comme d'autresPseudomonas,P. aeruginosa sécrète un certain nombre de pigments : entre autres lapyocyanine (bleu-vert), lapyoverdine (jaune-vert fluorescent) et lapyorubine (brun-rouge).In vivo elle forme unbiofilm, principale source de sa résistance. C'est une bactérielactose négative, c'est-à-dire dépourvue d'enzymes dégradant lelactose, pourvue d'une odeur deseringa (fleur de la famille des Philadelphacées, encore appelée« jasmin des poètes »)in vitro. Une reconnaissance préliminaire en laboratoire identifie ses colonies sur lesgéloses de type MacConkey (géloses contenant entre autres du lactose) à leur apparence de perles beiges, alors que les colonies de bactérieslactose positives sont roses. Pour une identification assurée, on recherche la présence desenzymes de typehydrolase (élastase etprotéase parmi d'autres) que cette bactérie sécrète. La production des deux pigments pyocyanine et pyoverdine, et la température de croissance optimale de42 °C confirme l'identification[7].
P. aeruginosa utilise des flagelles pour la mobilité, des systèmes introduisant des protéines effecteurs dans les cellules hôtes, et un lipopolysaccharide qui supprime les réponses immunitaires des hôtes, en plus d'intervenir directement dans l'établissement d'infections persistantes[8]. Parmi les sécrétions deP. aeruginosa, on trouve desprotéines (élastase etprotéase) qui détruisent l'intégrité des tissus de l'hôte en dégradant leurs protéines telles que l'élastine, lecollagène et lestransferrines[9],[10]. On trouve aussi destoxines de poids moléculaire faible comme la pyocyanine, affectant différents processus clés du fonctionnement de la cellule hôte[11],[12].
Tout comme chezSerratia marcescens, il existe des souches deP. aeruginosa (ex : souches GS9–119, LBI, DS10–129… notamment trouvées dans les sols pollués et les déchets liquides de l'industrie pétrolière[13]) capables de sécréter unsurfactantémulsifiant (glycolipide)[14] et de se nourrir d'hydrocarbures. Elles sont pour cette raison source de dégradation microbienne dudiesel, de l'essence, dukérosène, voire d'huileslubrifiantes[15], contribuant probablement à l'épuration de sols pollués par des hydrocarbures[16].
Chez les plantes,P. aeruginosa induit des symptômes depourriture molle (soft rot) chez l'arabette des dames (Arabidopsis thaliana) et lalaitue (Lactuca sativa)[17],[18]. C'est un agent pathogène puissant chezArabidopsis[19] et chez certains animaux :Caenorhabditis elegans[20],[21],Drosophila[22] etGalleria mellonella[23]. Les associations de facteurs de virulence sont les mêmes pour les infections végétales et animales[24],[17].
Des milieux d'isolement comme Muller-Hinton ou Cetrimide, sont aussi utilisés. Sur Muller-Hinton, la production defluorescéine (pigment coloré diffusible de couleur verte) par la bactérie est observable. Sur Cetrimide, la production de lapyocyanine (pigment coloré diffusible de couleur bleue) par la bactérie peut être vue, comme la résistance aucétrimide (antiseptique) et à l'acide nalidixique (antibiotique).
Des tests King A et King B peuvent être également pratiqués pour voir la production de pyocyanine et de fluorescéine respectivement.
Légende :-1=négatif ou absence, caractère absent ;1=positif ou présence, caractère présent ;0 ouespace libre = caractèrevariable ou absence d'information
| Genre | Espèce | Sous-type / Observations | Oxydase | 42 °C (thermophile) | 4 °C (cryophile) | ng A (pour pyoverdine)i | ng B (pour pyocyanine)i | Autre pigment | Poly-Beta-Hydroxy-Butyrate | Mobilité | ADH = L-Arginin DeHydrogenase | NO3Nitrate réductase (incolor) >Nitrites (rouge) | Gélatinase =Collagénase | Amylase = Amidon Hydrolase | Lécithinase = réaction au jaune d'œuf | Lipase (hydrolyse de Tween80) | NO2 > N2 | Cathécol ortho-clivage | Procathénuate ortho-clivage | Procathénuate méta-clivage | Lévane (méta-clivage) production à partir du saccharose | D-Glucose assimilation | D-Tréhalose assimilation | Saccharose assimilation | Propionate assimilation | Butyrate assimilation | D-Sorbitol assimilation | Adonitol assimilation | Méso-Inositol assimilation | Géraniol assimilation | L-Valine assimilation | D-Alanine assimilation | L-Arginine assimilation | Arginine | Bile-Esculin Hydrolyse = (beta-glucosidase) | Citrate (de Simmons) | Citrate trisodique assimilation | D-Glucose fermentation | D-Glucose assimilation |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pseudomonas | sp | 0,99 | 0,9 | -0,68 | -1 | -1 | -1 | -0,86 | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Pseudomonas | aeruginosa | 0,97 | 0,9 | -1 | 0,9 | 0,9 | pyomélanine = brun noir ou acajou;pyorubine = aeruginosine A = rouge de naturephénazinique | -1 | 0,94 | 0,7 | 0,92 | 0,84 | -0,9 | -0,9 | 0,1 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | -0,9 | -0,9 | 0,98 | -1 | -1 | 0,9 | 0,9 | -0,9 | -1 | -0,9 | 0,9 | 0,1 | 0,9 | 0,9 | -0,98 | 0,98 | -0,38 | 0,98 | |||
| Pseudomonas | fluorescens | I | 0,99 | -1 | 0,98 | 0,9 | -0,9 | -0,9 | -0,9 | 1 | 0,35 | -0,46 | 0,4 | -0,9 | 0,9 | 0,1 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | -0,9 | 0,9 | 0,98 | 1 | 0,9 | 0,9 | -0,9 | 0,01 | 0,01 | 0,9 | -0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | -0,98 | 0,98 | -0,75 | 0,98 | ||
| Pseudomonas | fluorescens | II | 0,99 | -1 | 0,98 | 0,1 | -0,9 | -0,9 | -0,9 | 0,9 | 0,9 | -0,46 | 0,6 | -0,9 | 0,3 | -0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | -0,9 | 0,9 | 0,9 | 1 | 0,9 | 0,9 | 0,1 | 1 | -1 | 0,9 | -0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | -0,98 | 0,98 | -0,75 | 0,9 | ||
| Pseudomonas | fluorescens | III | 0,99 | -1 | 0,98 | 0,9 | -0,9 | -0,9 | -0,9 | 0,9 | 0,9 | -0,46 | -0,22 | -0,9 | 0,9 | 0,1 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | -0,9 | -0,9 | 0,9 | 1 | -0,9 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,9 | -0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | -0,98 | 0,98 | -0,75 | 0,9 | ||
| Pseudomonas | fluorescens | IV | 0,99 | -1 | 0,98 | 0,9 | -0,9 | -0,9 | -0,9 | 0,9 | 0,9 | -0,46 | 0,9 | -0,89 | 0,9 | 0,1 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | -0,9 | 0,9 | 0,9 | 1 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | -0,9 | 0,9 | -0,9 | 1 | 1 | 1 | -0,98 | 0,98 | -0,75 | 0,9 | ||
| Pseudomonas | fluorescens | V | 0,99 | -1 | 0,5 | 0,1 | -0,9 | -0,9 | -0,9 | 0,9 | 0,9 | -0,46 | 0,9 | -0,9 | 0,1 | 0,1 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | -0,9 | -0,9 | 0,98 | 1 | 0,1 | 0,9 | 0,1 | 0,1 | 0,2 | 0,9 | -0,9 | 0,9 | -0,9 | 0,9 | -0,98 | 0,98 | -0,75 | 0,98 |
P. aeruginosa est une bactérie extrêmement robuste, naturellement résistante auxantibiotiques et s'adaptant rapidement aux attaques médicamenteuses. Sans sélection ni renforcement par des antibiothérapies antérieures, elle n'est souvent sensible qu'à quelques antibiotiques :ticarcilline avecacide clavulanique,gentamicine,ciprofloxacine,ceftazidime, etpipéracilline seule ou avec ajout detazobactam etacide borique. En 2008, lesfluoroquinolones, lagentamicine ou l'imipénem sont encore efficaces, mais uniquement sur quelques souches bactériennes[26]. Si le patient a récemment reçu plusieurs antibiotiques, la bactérie est vraisemblablement encore plus résistante et d'autant plus dangereuse. L'antibiorésistance est partiellement attribuée à des « pompes d'efflux » dans sonbiofilm, expulsant activement les composants antimicrobiens[27],[28],[29].P aeruginosa est également connue pour s'attaquer aux protéinesduox[30],[31], un composé de base du système de défense dupoumon.
Dans les cas de résistance aux antibiotiques précédemment cités, les associationsceftazidime–avibactam (nom commercial :Zavicefta) etceftolozane–tazobactam (nom commercial :Zerbaxa) peuvent être efficaces. Lacolistine est le médicament de dernier recours face à des germes àGram négatifmulti-résistants aux antibiotiques tels quePseudomonas aeruginosa.
Lamurepavadine est une nouvelle molécule ciblant spécifiquement le complexe de transport deslipopolysaccharides deP. aeruginosa, avec un mécanisme d'action innovant. En cours d'essais cliniques en 2025, elle démontre une efficacité prometteuse[32].
Peu utilisée enEurope, laphagothérapie est utilisée contreP. aeruginosa dans les anciennes républiques soviétiques et en Pologne. En Russie et en Géorgie, les pharmacies vendent sans ordonnance des cocktails bactériophagiques contenant exclusivement desbactériophages spécifiques auxPseudomonas aeruginosa, et des cocktails contenant plus largement des phages spécifiques à un type de pathologie et incluant des phages anti-Pseudomonas aeruginosa[33],[34].
En France, faute de stratégie médicamenteuse, les praticiens hospitaliers recourent à des autorisations spécifiques pour chaque patient traité, bien que la phagothérapieper se ne soit pas interdite[35]. Une autre voie légale en France, mais non utilisée depuis les années 1980, est la fabrication extemporanée depréparations magistrales bactériophagiques, ce qui s'est fait à l'Institut Pasteur de Paris, Strasbourg ou Lyon jusque dans les années 1980 pour les bactéries les plus résistantes et notamment pourP. aeruginosa[36],[35].
Les bons résultats obtenus suscitent de nombreux projets de recherche sur l'utilisation desbactériophages contrePseudomonas aeruginosa, en Amérique et en Europe[37], dont le projetPhagoburn (en) sur les grands brûlés[38],[39],[40] et le projetPneumoPhage pour les infections respiratoires[41].
Unepréparation bactériophagique contreP. aeruginosa est désormais référencée comme médicament en France, leP. aeruginosa PHAGE PP113, disponible uniquement en traitement compassionnel[42]. Des associations de patients français se sont créées pour faciliter l'accès aux bactériophagiques étrangers[43],[44],[45],[46].
Une des qualités des bactériophages est d'attaquer les biofilms dePseudomonas aeruginosa et d'agir en synergie avec les antibiotiques[47].
Cette bactérie semble pouvoir être facilement véhiculée par l'eau, par l'air et par des particules (poussières) ou surfaces contaminées (fomites). La facilité de la contagion s'explique par son caractère ubiquiste, et — en milieu hospitalier — par le fait qu'elle peut facilement transférer ou acquérir des gènes de « résistance antibiotique » à partir d'autres bactéries de souches proches, mais aussi d'espèces plus éloignées[48].
Les espèces du genre Pseudomonas sont largement distribuées et peuvent être trouvées dans une grande majorité des écosystèmes terrestres, à l’exception de certains milieux extrêmes tels que ceux à températures très élevées. P. aeruginosa est l’espèce la plus étudiée notamment en termes de répartition géographique.
Lorsqu’elle est sous sa forme libre, elle est peu compétitive dans les sols, mais montre une certaine attirance pour les milieux hydriques. En effet, elle a un fort potentiel de colonisation des surfaces humides de par ses capacités à survivre en milieu oligotrophe c’est-à-dire pauvre en nutriments et à résister à de nombreux biocides, produits destinés à détruire, repousser ou rendre inoffensifs les organismes nuisibles.
P. aeruginosa, comme certaines autres bactéries gram-négatives, se développe sous forme d'agrégats structurés appelésbiofilms[49], où ses cellules sont enrobées d'une matrice composée de polymères extracellulaires complexes. Ces biofilms forment une barrière physique contre l'entrée d'agents antimicrobiens[50],[49], et sont partiellement responsables des infections des poumons persistantes parP. aeruginosa chez les patients immunocompromis atteints demucoviscidose[50],[51],[52],[53]. La formation du et par le biofilm est contrôlée par des signaux de cellule-à-cellule, et des mécanismes contrôlés par lequorum sensing[54],[51],[55],[56],[57] basés sur la notion de « perception du quota »(quorum sensing) et de « masse critique » : la nature et donc la fonction des molécules signalant les échanges de cellule-à-cellule changent à partir d'une concentration donnée des bactéries. Les bactéries présentes dans un biofilm sont moins actives métaboliquement, donc moins réceptives aux agents antimicrobiens[58] et aux disruptions environnementales[49]. Le biofilm joue un rôle actif dans le processus de communication entre cellules bactériennes.
Une fois ces biofilms fixés, ils larguent de nouveau des bactéries dans l’organisme à des fréquences plus ou moins espacées, ce qui rend l'infection difficilement soignable.
On retrouveP. aeruginosa dans les canalisations, les réseaux d’eaux de distribution publique, les eaux usées, la robinetterie, les siphons, ainsi que les objets et linges de toilette des environnements hospitaliers, ou encore dans les dispositifs médicaux contenant des liquides (humidificateurs des respirateurs artificiels). Ainsi, ce genre bactérien est apte à coloniser notamment les eaux minérales présentes dans les industries d’embouteillage, provoquant une contamination chez plusieurs consommateurs. Il peut également contaminer certains produits alimentaires tels que le lait cru ou le fromage, et parfois les légumes, notamment les salades et les champignons lavés à l’eau.
Lalactoferrine, présente dans lamuqueuse, diminue la formation de biofilm chezP. aeruginosa, ce qui peut protéger contre les infections persistantes[52]. Des recherches sont faites pour des traitements par la déstructuration des biofilms, l'inhibition des facteurs de virulence connus par la dégradation des enzymes messagers, et la régulation de gènes guidant les signaux intercellulaires et les mécanismes dequorum sensing[59],[60],[61],[62],[63].
L'acide salicylique est un métabolite phénolique produit par les plantes. Il joue un rôle notamment dans l'induction de réponse de défense des plantes contre des attaques pathogènes. Travaillant avec les plantesArabidopsis thaliana et avec les animauxCaenorhabditis elegans, Cryz et al. (1984)[8] ont montré que desArabidopsis t. génétiquement modifiées (lox2 etcpr5-2) pour produire plus d'acide salicylique, réduisent la formation et l'attachement du biofilm fait parP. aeruginosa PA14 sur leurs racines. Le même effet a été démontré avec desArabidopsis sauvages amendées avec de l'acide salicylique (ce qui augmente la concentration interne de cet acide dans la plante).
L'acide salicylique affecte trois facteurs de virulence connus de PA14 : la pyocyanine, la protéase, et l'élastase.P. aeruginosa produit plus de pyocyanine lorsque l'hôte est manipulé génétiquement (lignée transgénique NahG) pour accumuler moins d'acide salicylique que la plante naturelle. L'acide salycilique inhibe donc la synthèse et la sécrétion de la pyocyaninein vivo.
Des cellules deP. aeruginosa développées dans une culture depeptone-tryptic soja montrent une réduction par 50 % de l'activité de l'élastase et de la protéase si on y ajoute de l'acide salicylique ou des dérivés : acide acétyl-salicylique, salicylamide, acide méthyl salicylique; ou encore de l'acide benzoïque, un précurseur métabolique de l'acide salicylique.
De l'acide salicylique ajouté à des pelouses infectées parP. aeruginosa a diminué de façon significative la capacité de ce dernier à tuer les vers, sans diminuer l'accumulation des bactéries dans l'intestin desnématodes. L'acide salicylique agirait donc directement surP. aeruginosa, diminuant les facteurs de virulence de la bactérie.
Analysé parmicroarray, on voit que l'acide salicylique affecte l'expression physiologique de 331 gènes chezP. aeruginosa, réprimant sélectivement la transcription d'exoprotéines et autres facteurs de virulence, diminuant ainsi sa virulence sans pour autant en affecter les gènes d'entretien. Ceci s'ajoute à son rôle connu comme molécule signal pour l'activation du système défensif de la plante.
L'arrêté[64] du relatif aux critères de qualité des eaux conditionnées, aux traitements et mentions d'étiquetage particulier des eaux minérales naturelles et de source conditionnées, ainsi que de l'eau minérale naturelle distribuée en buvette publique, impose pourPseudomonas aeruginosa un nombre de zéro bactérie par250 ml à l'émergence et au cours de la commercialisation (analyses à commencer au moins trois jours après le prélèvement au captage, le conditionnement, avec échantillons conservés à température ambiante).
P. aeruginosa est un germe courant dans le milieu hospitalier, responsable d'infections nosocomiales, et il se rencontre également en ambulatoire, en particulier chez les patients atteints demucoviscidose. Il loge dans le conduit auditif externe lors d'otites externes.P. aeruginosa est résistant à un grand nombre d'antibiotiques, et ne se traite jamais en monothérapie. Les antibiotiques actifs contreP. aeruginosa[65] sont lescarbapénèmes, certainesfluoroquinolones (laciprofloxacine à forte dose en est un exemple), certainespénicillines (pipéracilline–tazobactam), ainsi que descéphalosporines de troisième génération (par exemple laceftazidime).
Un projetAEROPATH[66] vise à développer des antibiotiques efficaces contre les « superbactéries » antibiorésistantes aux traitements multi-médicamenteux entretenant des épidémies nosocomiales, etP. aeruginosa est au centre de ce travail qui se fera en étudiant etmodélisant aussi les points faibles dumétabolisme et des protéines deP. aeruginosa et de souches nosocomiales destenotrophomonas et d’acinetobacter, y comprisvia l’étude de leurs génomes.
D’autres cherchent des traitements alternatifs (ensemencement avec une souche microbienne peu dangereuse qui occuperait l’espace sans laisser la place aux pseudomonas, soit de l'écologie microbienne). Enfin, il existe d'autres approches du type de l'asticothérapie,phytothérapie, etc. Une thèse soutenue à l'Université de Johannesburg en 2020 a montré que l'extrait de goyave (Psidium guajava) L. inhibe la croissance deP. aeruginosa in vitro[67].
Antibiotiques expérimentaux :Crésomycine
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