Bactéries Staphylococcus aureus au microscope électronique

Bactéries, virus, parasites : le monde invisible des microbes, et pourquoi les antibiotiques ne marchent pas sur tout

🔬 LES DOSSIERS SCIENCE DE MUBINA · Comprendre son corps · Dossier n°6 : les microbes et les antibiotiques
Des articles pour tous, utilisables en classe, au lycée et à l'université.

« Docteur, donnez-moi un antibiotique, j'ai la grippe. » Cette phrase, les pharmaciens l'entendent des dizaines de fois par semaine. Elle repose sur une confusion très répandue : on met tous les « microbes » dans le même sac, alors qu'ils appartiennent à des mondes complètement différents. Un antibiotique contre un virus, c'est comme un insecticide contre un serpent : ça ne sert à rien, et ça peut faire du tort.

Dans ce dossier, nous partons à la découverte du monde invisible qui vit sur nous, en nous et autour de nous. Nous verrons comment les antibiotiques attaquent les bactéries, et comment certaines bactéries apprennent à leur résister.

📊 En chiffres

  • Notre corps abrite environ 38 000 milliards de bactéries, à peu près autant que de cellules humaines. La plupart sont utiles.
  • Dans de bonnes conditions, une bactérie comme E. coli peut se diviser en deux toutes les 20 minutes.
  • En 2019, les bactéries résistantes aux antibiotiques ont directement causé environ 1,27 million de décès dans le monde ; l'Afrique subsaharienne est la région la plus touchée.

1. Les quatre grandes familles de microbes

Un microbe (ou micro-organisme) est un être vivant trop petit pour être vu à l'œil nu. Il en existe quatre grandes familles, très différentes les unes des autres.

Figure 1 – Une question de taille : du cheveu au virus

1 micromètre (µm) = 1 millième de millimètreCheveu≈ 70 µm de largeGlobule rouge≈ 7 µm(à la même échelle)Bactérie≈ 1 à 5 µmle point ci-dessus,agrandi en hautVirus≈ 0,02 à 0,3 µmUn virus de la grippe est environ 20 fois plus petit qu'une bactérie et 700 fois plus fin qu'un cheveu.
Les bactéries se voient au microscope optique. Les virus, beaucoup plus petits, ne se voient qu'au microscope électronique. Cette différence de taille reflète une différence de nature : la bactérie est une cellule vivante complète, le virus non.

Les bactéries

Ce sont de véritables cellules, autonomes, avec leur propre « machinerie » pour se nourrir, produire de l'énergie et se reproduire. Elles se multiplient en se coupant en deux. La grande majorité sont inoffensives ou utiles : celles de notre intestin nous aident à digérer et nous protègent. Quelques-unes sont dangereuses : salmonelles (typhoïde), pneumocoque (pneumonie, méningite), bacille de la tuberculose, gonocoque, staphylocoque doré.

Bactéries Escherichia coli grossies 10 000 fois au microscope électronique
Des bactéries Escherichia coli grossies 10 000 fois. Cette espèce vit normalement dans notre intestin ; certaines souches provoquent des diarrhées ou des infections urinaires. Photo : Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH, domaine public.

Les virus

Un virus n'est pas une cellule. C'est une petite capsule contenant un message génétique (ADN ou ARN). Il ne mange pas, ne respire pas et ne peut pas se multiplier seul. Pour se reproduire, il doit entrer dans une de nos cellules et la pirater : il l'oblige à fabriquer des milliers de copies de lui-même. Exemples : rhume, grippe, Covid-19, rougeole, varicelle, dengue, hépatite B, VIH.

Les champignons

Certains champignons microscopiques, comme les levures Candida, provoquent des mycoses : muguet dans la bouche, mycoses vaginales, entre les orteils, sur la peau. Ils se soignent avec des antifongiques.

Les parasites

Cette famille va de l'être unicellulaire (le Plasmodium du paludisme, les amibes) aux vers visibles à l'œil nu (ascaris, ténia). Ils se soignent avec des antiparasitaires : antipaludiques, vermifuges…

📌 La règle d'or

Chaque famille de microbes a ses propres médicaments : antibiotiques contre les bactéries, antiviraux (rares et spécifiques) contre certains virus, antifongiques contre les champignons, antiparasitaires contre les parasites. Un antibiotique n'agit que sur les bactéries.

2. Comment un antibiotique tue une bactérie sans nous tuer

Le génie des antibiotiques est de viser des pièces que les bactéries possèdent et que nos cellules n'ont pas (ou qui sont très différentes chez nous). C'est ce qu'on appelle la toxicité sélective. Voici les principales cibles :

Figure 2 – Une bactérie et les cibles des antibiotiques

1. La paroipénicillines, amoxicilline,ceftriaxone : la font éclater2. Les ribosomesdoxycycline, azithromycine :bloquent les protéines3. L'ADNciprofloxacine : empêchede copier le chromosome4. Une chaîne de fabricationcotrimoxazole : bloque lafabrication de l'acide foliqueflagelle
Une bactérie (schéma simplifié) : une paroi rigide qui la protège, une membrane, un chromosome d'ADN flottant librement (sans noyau), des milliers de ribosomes qui fabriquent ses protéines, parfois un flagelle pour se déplacer. Chaque famille d'antibiotiques attaque une pièce précise. Nos cellules n'ont pas de paroi et leurs ribosomes sont différents : elles sont épargnées.

Les virus, eux, n'ont ni paroi, ni ribosomes, ni machinerie propre : ils utilisent les nôtres. Les antibiotiques n'ont donc aucune prise sur eux. C'est pour cela qu'un rhume, une grippe ou la plupart des angines de l'enfant (souvent virales) guérissent sans antibiotique, avec du repos, de l'eau, et un médicament contre la fièvre si besoin.

Bactéries Staphylococcus aureus au microscope électronique à balayage
Des staphylocoques dorés (Staphylococcus aureus) au microscope électronique, regroupés en grappes. Cette bactérie, présente sur la peau et dans le nez de nombreuses personnes saines, peut causer des furoncles, des abcès ou des infections graves. Certaines souches sont devenues résistantes à de nombreux antibiotiques. Photo : CDC, domaine public, via Wikimedia Commons.

3. Une découverte qui a changé l'histoire

En 1928, à Londres, le biologiste Alexander Fleming remarque qu'une moisissure tombée par hasard sur une boîte de culture a tué les bactéries autour d'elle. Cette moisissure, Penicillium, fabrique une substance qu'il appelle pénicilline. Il faudra attendre les années 1940 pour qu'on sache la produire en grande quantité.

Avant les antibiotiques, une simple plaie infectée, une pneumonie ou un accouchement compliqué pouvaient tuer. Les antibiotiques ont permis de soigner ces infections, mais aussi de rendre possibles la chirurgie moderne, les césariennes sûres, la chimiothérapie, les greffes. Ils ont fait gagner des années d'espérance de vie à toute l'humanité.

4. La résistance : quand les bactéries apprennent à survivre

Dès 1945, en recevant son prix Nobel, Fleming avait prévenu : si on utilise mal la pénicilline, les bactéries deviendront résistantes. Il avait raison. Voici comment cela se produit :

Figure 3 – Comment naît une population de bactéries résistantes

1. Au départ2. Antibiotique mal pris3. Les survivantes se multiplientdes millions de bactéries,quelques-unes résistantes (rouge)les sensibles meurent ; traitementarrêté trop tôt : il en resteles résistantes prennent la placeet peuvent passer à d'autresL'antibiotique ne crée pas la résistance : il sélectionne les bactéries qui résistent.
Parmi des millions de bactéries, quelques-unes portent par hasard une mutation qui les rend résistantes. L'antibiotique tue les autres et leur laisse toute la place. Plus on utilise d'antibiotiques sans raison, ou mal, plus on favorise ces bactéries. C'est la sélection naturelle, en accéléré.

Les bactéries ont plusieurs « armes » pour résister :

  • fabriquer une enzyme qui découpe l'antibiotique (par exemple les bêta-lactamases contre les pénicillines) ;
  • installer des pompes qui rejettent l'antibiotique hors de la cellule ;
  • modifier la cible pour que l'antibiotique ne puisse plus s'y accrocher ;
  • et, plus inquiétant, se passer les gènes de résistance entre elles, même entre espèces différentes, grâce à de petits morceaux d'ADN appelés plasmides.

Résultat : des infections autrefois faciles à soigner (infections urinaires, typhoïde, gonorrhée, pneumonie, infections du nouveau-né) deviennent de plus en plus difficiles à traiter. L'OMS considère la résistance aux antimicrobiens comme l'une des plus grandes menaces pour la santé mondiale.

Pourquoi l'Afrique est-elle particulièrement touchée ?

  • la vente d'antibiotiques sans ordonnance, au marché ou au bord de la route, souvent à l'unité ;
  • les traitements incomplets (on achète deux jours au lieu de sept) ;
  • les faux médicaments ou sous-dosés, qui exposent les bactéries à de petites doses non mortelles : le meilleur moyen de les entraîner à résister ;
  • l'usage massif d'antibiotiques dans l'élevage ;
  • le manque d'eau potable et d'hygiène, qui fait circuler les bactéries résistantes ;
  • le manque de laboratoires pour identifier la bactérie et choisir le bon antibiotique.

✅ Les bons gestes : chacun peut protéger les antibiotiques

  • Ne prendre un antibiotique que sur prescription d'un soignant.
  • Le prendre à la bonne dose, au bon rythme et pendant toute la durée prescrite, même si l'on va mieux.
  • Ne jamais garder les restes pour plus tard, ni les donner à un voisin.
  • Ne pas exiger un antibiotique pour un rhume, une grippe ou une toux virale.
  • Acheter ses médicaments dans une pharmacie autorisée.
  • Se laver les mains au savon, se faire vacciner : chaque infection évitée, c'est un antibiotique en moins.

🚨 Signes d'alerte : consultez sans attendre

  • fièvre élevée avec raideur de la nuque, taches sur la peau qui ne s'effacent pas à la pression (méningite) ;
  • difficulté à respirer, respiration très rapide ;
  • fièvre chez un nouveau-né ou un nourrisson de moins de 3 mois ;
  • plaie rouge, chaude, gonflée, avec une traînée rouge qui monte le long du membre ;
  • fièvre qui persiste au-delà de 3 jours malgré un traitement ;
  • éruption de la peau, gonflement du visage ou gêne respiratoire après la prise d'un antibiotique (allergie).

🔍 Idées reçues : vrai ou faux ?

  • « L'antibiotique fait baisser la fièvre. » Faux. Il tue les bactéries ; la fièvre baisse ensuite parce que l'infection recule. Contre la fièvre, on utilise le paracétamol.
  • « Une angine, il faut toujours des antibiotiques. » Faux. Chez l'enfant, la majorité des angines sont virales. Seules les angines bactériennes (à streptocoque) en ont besoin.
  • « Plus l'antibiotique est fort, mieux c'est. » Faux. Un antibiotique à large spectre tue aussi les bonnes bactéries et favorise les résistances. Le bon antibiotique est celui qui vise la bonne bactérie.
  • « C'est moi qui deviens résistant aux antibiotiques. » Faux. Ce sont les bactéries qui deviennent résistantes, et elles peuvent ensuite infecter d'autres personnes.
  • « Les injections marchent mieux que les comprimés. » Pas forcément. Pour la plupart des infections simples, les comprimés sont aussi efficaces et moins risqués.

🎓 Pour la classe

Calcul de croissance : une bactérie se divise toutes les 20 minutes. Combien y en a-t-il après 1 heure ? (2 → 4 → 8.) Après 4 heures ? (2¹² = 4 096.) Après 8 heures ? (2²⁴ ≈ 16,8 millions.) Cet exercice illustre la croissance exponentielle et explique pourquoi une infection peut s'aggraver très vite, et pourquoi quelques bactéries résistantes survivantes suffisent à relancer une infection.

📌 À retenir

  1. Il existe quatre grandes familles de microbes : bactéries, virus, champignons et parasites ; chacune a ses médicaments.
  2. Les bactéries sont des cellules complètes ; les virus ne sont pas des cellules et utilisent les nôtres pour se multiplier.
  3. Les antibiotiques attaquent des pièces propres aux bactéries (paroi, ribosomes, ADN, chaînes de fabrication) : ils sont sans effet sur les virus.
  4. La résistance naît de la sélection des bactéries qui survivent à un antibiotique mal utilisé.
  5. Sur prescription, à la bonne dose, jusqu'au bout, jamais sans raison : c'est ainsi qu'on protège les antibiotiques pour nos enfants.

🧠 Petit quiz : avez-vous bien compris ?

Touchez une question pour voir la réponse. Partagez-le avec vos amis, vos élèves ou vos enfants !

1. Pourquoi un antibiotique ne soigne-t-il pas la grippe ?

Parce que la grippe est causée par un virus. Les antibiotiques attaquent des structures propres aux bactéries (paroi, ribosomes…) que les virus ne possèdent pas.

2. Qui a découvert la pénicilline, et en quelle année ?

Alexander Fleming, en 1928, à partir d'une moisissure du genre Penicillium.

3. Qu'est-ce que la toxicité sélective ?

C'est la capacité d'un médicament à frapper le microbe sans abîmer nos propres cellules, en visant des cibles que seul le microbe possède.

4. Est-ce la personne ou la bactérie qui devient résistante ?

La bactérie. Elle peut ensuite se transmettre à d'autres personnes et transmettre ses gènes de résistance à d'autres bactéries.

5. Pourquoi faut-il finir son traitement antibiotique même si l'on se sent mieux ?

Parce que les bactéries les plus coriaces sont les dernières à mourir. Arrêter trop tôt leur laisse le champ libre et favorise la résistance.

Lire aussi : Antibiotiques : quand ils sauvent, quand ils nuisent · L'amoxicilline · Angine : virus ou bactérie ? · Médicaments du bord de la route

Sources

  1. Antimicrobial Resistance Collaborators (Murray C. J. L. et al.), « Global burden of bacterial antimicrobial resistance in 2019: a systematic analysis », The Lancet, 2022 ; 399 : 629-655.
  2. Organisation mondiale de la Santé, Résistance aux antimicrobiens (aide-mémoire) et classification AWaRe des antibiotiques.
  3. Sender R., Fuchs S., Milo R., « Revised estimates for the number of human and bacteria cells in the body », PLOS Biology, 2016.
  4. Fleming A., « On the antibacterial action of cultures of a Penicillium », British Journal of Experimental Pathology, 1929 ; et discours Nobel, 1945.
  5. Madigan M. T. et al., Brock, Biologie des micro-organismes, chapitres sur la structure bactérienne et les antimicrobiens.

Cet article est informatif et éducatif. Il ne remplace pas l'avis d'un médecin, d'un pharmacien ou d'un professionnel de santé. Reproduction autorisée en classe, avec mention de la source : Le Journal Mubina Essence.

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