Comportement bactérien en présence d’antibiotiques

Dans ce chapitre nous introduirons les concepts liés à la croissance d’orga- nismes. Puis nous établirons que le domaine d’étude des actions des antibiotiques fait ressortir un paramètre expérimental très utilisé. Nous montrerons comment ce paramètre est déterminé. Ensuite nous établirons les origines possible de l’altéra- tion de ce paramètre de mesure par la densité de micro-organismes initialement présents. Enfin nous étudierons la dépendance du paramètre de mesure d’action des antibiotiques avec le nombre de cellules présentes. L’examen de la réaction bactérienne en présence d’antibiotique traite la réponse des bactéries à l’action d’une dose d’antibiotique. Avant toute étude impliquant les antibiotiques, il est nécessaire de connaître l’attitude des micro-organismes sans facteur de stress. Notamment par le comportement de la croissance, celle-ci étant l’indicateur de l’activité d’une population bactérienne. Les antibiotiques, étant fréquemment utilisés afin d’éliminer les agents infectieux, perturbent le dévelop- pement cellulaire. La croissance est donc plus ou moins fortement altérée par la présence d’antibiotiques. L’action produite par les antibiotiques est déterminée en ciblant toute avarie portée sur la croissance bactérienne.La croissance est définie par une augmentation des constituants cellulaires de micro-organismes. Elle peut se traduire par une augmentation de la taille des organismes et/ou du nombre d’organismes [77].se développer en nombre, une part importante des micro-organismes se multiplient de manière asexuée par division cellulaire. Le matériel génétique se réplique au sein de l’organisme, celui-ci voit sa membrane s’allonger. Une fois la duplication de l’ADN effectuée (2eme étape de la figure 1.1 p.9), le double bagage génétique se sépare et les brins d’ADN migrent vers les extrémités opposés de la cellule (3eme étape). Cet organisme finit par se scinder en deux au niveau de la zone équatoriale nommée septum (4eme étape). De cette façon un organisme engendre une cellule fille et continu sa propre division, et les cellules filles en font de même. Il n’est pas évident d’analyser la croissance et la division individuellement à cause de la petite taille des micro-organismes (ordre de grandeurs table 2.1 p.52). La croissance est donc principalement suivie par la détection de la variation du nombre de cellules.

Tout comme dans la nature, la culture in vitro de micro-organisme s’effectue fréquemment dans un système fermé, limité en nutriments [57, 75, 83]. La figure 1.2 (p.10) montre le comportement de la croissance d’une population se divisant Lorsque les micro-organismes sont introduits dans un milieu de culture neuf, le nombre ou la masse cellulaire n’augmente pas instantanément. La période d’attente avant le début de la croissance est la phase de latence. Cette période est nécessaire à l’adaptation des organismes au nouveau milieu de culture. Le délais avant la croissance dépend de l’âge des bactéries, ainsi que de la similarité en composition du nouveau milieu de culture avec le milieu initial où ont été prélevés les organismes. Lors de cette phase chaque micro-organisme procède à son développement par division à intervalle de temps constant, définissant comme le temps de division des organismes d’une population. Le temps de division reste constant tant que les paramètres de croissance restent stables (température, pH, pres- sion osmotique…), et tant que l’organisme n’est pas soumis à un facteur de stress. L’inoculum, ni, est le nombre initial de cellules introduites. La période, , durant laquelle une cellule mère se développe engendrant une cellule filleest une génération, comme schématisé dans la figure 1.1 (p.9). Chaque or- ganisme se divise selon ce mode de reproduction, les mères comme les filles, chacunes de ces cellules se divisent sur nG générations jusqu’à épuisement desLa carence en nutriments et/ou la réduction de substances essentielles, comme par exemples la limitation en dioxygène pour les organismes aérobies, ou l’ac- cumulation de déchets toxiques pour les organismes anaérobies, termine la croissance et le nombre final d’organismes est ainsi atteint. Durant cette phase la taille de la population ne change pas, ceci peut résulter d’un équi- libre entre division et mort cellulaire, ou bien la population peut cesser de se diviser et rester métaboliquement active.