Les micro-organismes et leurs groupes

Une fois la bactérie cultivée à partir du prélèvement du patient, la première question porte sur l’aspect de sa paroi, et la coloration de Gram y répond. Un colorant violet est appliqué puis fixé à l’iode ; l’alcool sert ensuite à décolorer ; un contre-colorant rouge termine la préparation. Les bactéries à paroi épaisse de peptidoglycane retiennent le violet et apparaissent pourpres — Gram positif, comme beaucoup de staphylocoques et de streptocoques. Les bactéries à fine couche de peptidoglycane et membrane lipidique externe perdent le violet, prennent le contre-colorant et apparaissent roses — Gram négatif, comme Escherichia coli. La paroi n’est pas qu’une étiquette de laboratoire : c’est une cible médicamenteuse. La pénicilline et les bêta-lactamines apparentées bloquent l’enzyme qui réticule les chaînes de peptidoglycane ; la bactérie en croissance ne peut alors plus entretenir sa paroi. L’eau entre par osmose, la cellule gonfle et éclate. Les cellules humaines n’ont ni paroi ni peptidoglycane, et c’est précisément cette absence qui rend l’attaque sélective : le médicament nuit bien plus à la bactérie qu’au patient. Les champignons présentent une autre paroi — la chitine, matériau de la carapace des insectes —, raison pour laquelle un antibactérien ne fait rien contre la teigne et qu’un antifongique doit viser la synthèse de la chitine ou la membrane fongique. Trois habitudes infirmières en découlent. Prélever avant la première dose d’antibiotique, pour que le laboratoire puisse encore cultiver l’organisme. Ne jamais lire une coloration de Gram comme un nom d’espèce : la couleur resserre le groupe, non l’identité. Et mener un traitement antifongique à son terme, car une éruption qui pâlit ne prouve pas que le champignon a disparu.

La fission binaire paraît inoffensive sur un schéma, mais son arithmétique explique l’importance de la salubrité des aliments. Chaque division double la population : le nombre après n générations vaut deux puissance n. Dans un aliment tiède, une bactérie comme Escherichia coli peut se diviser environ toutes les 20 minutes : trois divisions par heure, dix-huit en six heures, soit 2^18, près de 262 000 cellules — et des millions si le plat reste toute la nuit. La croissance n’est pas linéaire ; elle explose à la fin, ce qui explique qu’un plat apparemment sûr à midi soit dangereux le soir. Le temps de génération n’est pas fixe. Le froid, la sécheresse, l’acidité et la concurrence des autres organismes le ralentissent : c’est toute la logique de la réfrigération et de la règle de mettre au froid un plat cuit dans les deux heures à température ambiante. Les virus suivent une autre arithmétique, car ils ne se divisent pas. Une particule virale se fixe à une cellule hôte, injecte son acide nucléique et utilise les ribosomes et les enzymes de la cellule pour fabriquer des centaines de copies, libérées ensuite pour infecter les cellules voisines — le nombre de virus n’augmente donc que là où des cellules vivantes sont disponibles. Les bactéries disposent d’un troisième moyen : certaines forment des endospores par sporulation, état dormant qui résiste à la chaleur, à la dessiccation et à de nombreux désinfectants. Une spore n’est pas une reproduction, c’est une survie, et elle germe quand les conditions s’améliorent. Cela explique pourquoi la friction hydro-alcoolique peut ne pas tuer les spores de Clostridioides difficile, d’où l’usage de l’eau et du savon ou du chlore, et pourquoi les instruments réutilisables sont stérilisés à l’autoclave vers 121 °C sous pression pendant au moins 15 minutes plutôt que simplement essuyés.

Trois processus microbiens utiles méritent leur mécanisme. La fermentation est la dégradation des sucres sans oxygène : la levure transforme le sucre en éthanol et en dioxyde de carbone, ce qui fait lever la pâte et donne son alcool à la bière et au vin, tandis que les bactéries lactiques transforment le lactose en acide lactique et épaississent le lait en yaourt. Le microbe ne cherche pas à nous aider : il récolte de l’énergie sans oxygène, et nous empruntons le sous-produit. La fixation de l’azote est l’œuvre de l’enzyme nitrogénase, présente chez des bactéries du sol comme Rhizobium qui vivent dans les nodules des racines de légumineuses. La nitrogénase convertit le gaz azote inerte en ammoniac, forme assimilable par les plantes, ce qui explique la rotation des céréales avec des haricots ou des arachides : la légumineuse nourrit la bactérie en sucre, et la bactérie fertilise le sol pour la culture suivante. Les antibiotiques sont issus du même monde microbien : en 1928, Alexander Fleming remarque qu’une moisissure du genre Penicillium tue les bactéries autour d’elle, et la pénicilline — métabolite secondaire que le champignon produit pour la compétition — devient le premier d’une longue série, la plupart des antibiotiques provenant de bactéries et de champignons du sol. Leur usage excessif crée le contre-mécanisme : les bactéries porteuses d’une enzyme comme la bêta-lactamase, ou d’un gène de résistance sur un plasmide, survivent au traitement et transmettent le gène à leurs voisines par conjugaison — l’une des trois voies d’échange de gènes. La transformation est l’absorption d’ADN libre présent dans le milieu, la transduction le transport d’ADN d’une bactérie à une autre par un bactériophage, et la conjugaison un pont construit vers une voisine pour transférer directement un plasmide. La pratique infirmière en découle : ne donner des antibiotiques que si une infection bactérienne est probable, prélever les cultures d’abord, terminer la cure prescrite, ne jamais utiliser de restes d’antibiotiques, et s’attendre à ce qu’un antibiotique à large spectre perturbe la flore normale, d’où un muguet buccal ou une diarrhée associée aux antibiotiques.

Traiter une infection commence par situer le microbe dans un groupe, car le groupe prédit à la fois le médicament et l’examen diagnostique. Une bactérie a une paroi de peptidoglycane : un antibactérien peut attaquer la paroi, le ribosome ou une voie métabolique bactérienne. Un champignon a une paroi de chitine et une membrane eucaryote : il lui faut un antifongique comme un azolé local ou la terbinafine. Un protiste est un eucaryote comme nos propres cellules : un antiprotozoaire doit donc exploiter une différence de son métabolisme ; c’est pourquoi le paludisme, dû à un protiste du genre Plasmodium, se traite par une association à base d’artémisinine et non par la pénicilline. Un virus n’a aucune de ces structures : les antibiotiques sont inutiles, le traitement est symptomatique, et les antiviraux ne concernent que certains virus. Le groupe détermine aussi ce que le laboratoire peut voir. Un microscope optique ordinaire sépare les bactéries et les champignons — coloration de Gram d’un prélèvement de plaie, ou préparation à la potasse d’un grattage cutané — mais les virus de 20 à 250 nanomètres restent sous sa limite : le diagnostic viral repose sur des tests antigéniques ou une amplification des acides nucléiques comme la PCR, et la culture virale exige des cellules vivantes. Les précautions standard, en revanche, ne changent pas selon le groupe : hygiène des mains, gants, élimination sûre des objets tranchants et nettoyage retirent ou détruisent physiquement les organismes quel que soit leur type cellulaire. L’exception est la spore, qui survit à l’alcool et à la dessiccation et exige eau et savon, chlore ou vapeur. L’infirmière n’a donc pas besoin d’un nom d’espèce pour dispenser des soins sûrs ; elle a besoin du groupe pour savoir si un médicament peut un jour agir.