Staphylococcus (en français les Staphylocoques) est un genre de cocci à Gram positif de la famille des Staphylococcaceae dont il est le genre type. Il comporte plusieurs espèces pathogènes et/ou commensales humaines, en particulier le célèbre « Staphylocoque doré » Staphylococcus aureus, mais aussi les divers Staphylocoques « blancs » c'est-à-dire non aureus.
Écologie et habitat
Ubiquitaires, les staphylocoques sont présents sur de nombreux sites. Ils sont capables de vivre : en saprophytes (dans l'environnement extérieur) ; en commensaux sur les épithéliums humains et animaux.
Le corps humain est le réservoir de plusieurs espèces de staphylocoques : Staphylococcus aureus (ou staphylocoque doré) est retrouvé chez 15 à 30 % des individus sains (50 % si l'on compte les porteurs occasionnels) au niveau des fosses nasales et de la gorge. Il est également présent en plus faibles quantités dans le tube digestif et au niveau du périnée. À partir du rhinopharynx, la bactérie est disséminée sur la peau (mains et visage) par aérosols et est souvent présente sur les vêtements et dans les squames (qui font partie de la poussière de tout local habité). Comme les staphylocoques résistent bien à la dessiccation, la transmission peut être non seulement directe (surtout mains du personnel soignant dans les hôpitaux), mais aussi indirecte par les objets et poussières ; Staphylococcus capitis est présent au niveau du cuir chevelu ; Staphylococcus epidermidis (ou Staphylococcus albus = staphylocoque blanc) est présent sur la peau (en beaucoup plus grande quantité que Staphylococcus aureus). Le Staphylococcus epidermidis est un commensal de la peau chez pratiquement 100 % des humains ; ses propriétés lipolytiques lui permettent de prospérer dans le sébum. Il est normalement inoffensif, mais il provoque d'authentiques infections comme des infections dermatologiques et des infections nasales comme des sinusites ou encore des infections urinaires chez la femme et plus rarement chez l'homme. Il se rencontre parfois dans des septicémies chez des individus débilités (surtout porteurs de prothèses cardiaques : comme pour tous les germes, la présence d'un corps étranger en facilite l'implantation) ; Staphylococcus auricularis est retrouvé autour et dans le conduit auditif externe ; (ou staphylocoque de LyonEspèce décrite et isolée à Lyon en 1988. ) dans les cavités nasales et qui produit la lugdunine, antibiotique naturel qui serait efficace contre des bactéries multirésistantes.
Les animaux hébergent des espèces de staphylocoques qui ne sont pas tout le temps retrouvées chez l'Homme : Staphylococcus hyicus est présent chez les animaux de fermes et Staphylococcus pseudintermedius chez les chiens et les chevaux…
Pouvoir pathogène
L'espèce la plus pathogène de la famille des staphylocoques est Staphylococcus aureus. En effet, il peut être responsable de plusieurs infections.
La plupart des autres espèces de staphylocoques ne sont pas pathogènes.
Cependant certaines espèces commensales sont dites pathogènes opportunistes, elles peuvent entraîner des infections dans des conditions particulières : S. epidermidis peut être responsable d'infections de la peau, nasales et aussi d'endocardites et d'infections localisées chez les patients immunodéprimés ; Staphylococcus saprophyticus peut être responsable d'infections urinaires ; Staphylococcus hyicus et staphylococcus pseudintermedius peuvent être responsables d'infections diverses chez l'animal : dermite exsudative du porcelet (S. hyicus), furonculose du chien (S. pseudintermedius)...
Du point de vue épidémiologie, le caractère ubiquitaire des staphylocoques, leur relativement bonne résistance aux mécanismes d'épuration naturels (oxydation, dessiccation), leur grande capacité à donner des mutants résistants aux antibiotiques, expliquent le maintien — voire l'augmentation — de la fréquence des infections staphylococciques. Ceci est particulièrement net en milieu hospitalier, où ces germes trouvent en outre un rassemblement de patients leur assurant un excellent terrain de développement. Ils partagent avec les bacilles pyocyaniques le premier rôle dans les infections nosocomiales.
Propriétés bactériologiques
Morphologie Les staphylocoques sont des coques gram positifs arrondis, en amas réguliers ou par deux, de de diamètre (les S. blancs sont souvent un peu plus volumineux que les S. dorés), immobiles, dépourvus de spores, présentent une capsule. Ils apparaissent le plus souvent en amas dits en grappes de raisin. Les amas sont particulièrement nets dans des préparations faites à partir de cultures sur milieux solides. Dans des cultures liquides et produits pathologiques, les amas sont beaucoup plus petits (3 à 4 éléments, ou même formes isolées ou en paires, d'où le nom de diplocoques).
Culture Les staphylocoques poussent aisément sur les milieux usuels, donnant un trouble uniforme en milieux liquides et, sur gélose, des colonies rondes, lisses, blanches (S. blancs ou S. albus) ou dorées (S. dorés ou S. aureus), opaques, atteignant de diamètre (ou un enduit confluent si l'ensemencement est massif). Ils sont catalase positifs et oxydase négatifs, aérobies ou anaérobies facultatifs, fermentant le glucose sans gaz. Outre la couleur des colonies, qui n'est souvent pas assez tranchée, les staphylocoques potentiellement pathogènes se distinguent des commensaux par les caractères suivants :
Coagulase : S. aureus + S. albus - Désoxyribonucléase : S. aureus + S. albus - Phosphatase : S. aureus + S. albus - Fermentation du mannitol : S. aureus + S. albus - Tolérance au NaCl (7,5 %) : S. aureus ++ S. albus - Noircissement du tellurite : S. aureus + S. albus -
Certaines de ces propriétés sont mises à profit dans les préparations de milieux sélectifs permettant l'isolement à partir de produits polycontaminés. Le milieu de Chapman, par exemple, inhibe le développement de nombreux contaminants par sa teneur en NaCl (7,5 %) et permet de reconnaître les colonies de staphylocoques dorés par la fermentation du mannitol. Le milieu de Baird et Parker contient notamment du tellurite (la réduction de ce sel par le S. doré donne aux colonies une coloration noire).
Milieux d'isolement utilisés Milieu non sélectif : gélose nutritive (ou gélose ordinaire) ; gélose Trypticase soja ; gélose BCP (Bromocrésolpourpre + lactose). Milieu sélectif : gélose Chapman (milieu hypersalin à de NaCl, mannitol comme substrat pour caractère différentiel) ; gélose Baird Parker (identification facultative de staphylococcus aureus).
Caractéristiques de culture Les cultures se développent dès 24 heures et résistent au vieillissement et à la diminution de l'activité de l'eau (ou activity of water aw) pendant plusieurs mois. Aspect en bouillon : trouble homogène le long du tube Aspect sur gélose ordinaire : en aérobiose, colonies assez grandes d'environ de diamètre, rondes, régulières, bombées, lisses et brillantes : de type Smooth. Elles sont aussi crème ou pigmentées en jaune (suspicions de Staphylococcus aureus si jaune-or) Remarque : l'aspect des colonies peut varier et devenir de type Rough si les colonies sont trop anciennes : colonies mates, peu bombées, légèrement irrégulières et d'aspect sèches. Aspect sur gélose Baird Parker : en aérobiose, colonies noires de environ, (avec une zone claire de de diamètre et un précipité dans la zone claire pour les staphylococcus aureus) Milieu sélectif de Chapman : mélange contenant du NaCl, du mannitol et du rouge de phénol (pour staphylococus aureus)
Caractéristiques biochimiques L'activité métabolique des staphylocoques est relativement bien marquée. Ils possèdent de nombreuses enzymes capables de catalyser de nombreux substrats. Ces enzymes varient d'une espèce à une autre.
Cependant, tous les staphylocoques ont les caractéristiques suivantes : présence d'une catalase qui décompose l'eau oxygénée, contrairement aux streptocoques qui ne possèdent pas de catalase ; absence d'une oxydase ; fermentation du glucose sans production de gaz.
Les caractéristiques étudiées sur les staphylocoques sont : l'utilisation de nombreux oses et osides (voir glucides) dont le lactose et le glucose ; l'utilisation des nitrates (présence de nitrate-réductase) ; les acides de fermentation (test VP et Test du rouge de méthyle) ; et la présence de nombreuses enzymes : phosphatase alcaline (PAL), arginine dihydrolase (ADH), uréase… ; recherche de la staphylocoagulase ou coagulase libre (mise en culture dans du plasma de lapin) ; recherche de la coagulase liée (soit par un test d'agglutination sur lame direct, c'est la reconnaissance entre un récepteur spécifique à une molécule, le fibrinogène) ; recherche de la thermonucléase (le bouillon est chauffé au bain-marie à pendant puis on ensemence à l'aide d'une strie unique un milieu à base d'ADN et de bleu de toluidine).
Enzymes et toxines
Coagulase C'est généralement la principale (souvent la seule) substance recherchée pour établir la nature « aureus » d'un staphylocoque. Il existe, en réalité, deux coagulases généralement associées : la coagulase liée ou clumping factor qui provoque la formation de grumeaux lorsqu'on émulsionne une culture de staphylocoques dans une goutte de plasma sanguin sur lame et la coagulase sécrétée qui provoque l'apparition d'un caillot lorsqu'on cultive le staphylocoque dans un milieu additionné de plasma (dilué à 1/4).
Ces coagulases semblent bien jouer un rôle dans la pathogénie des infections in vivo : elles permettent en effet au staphylocoque qui ne possède normalement pas de capsule, de s'en procurer une en coagulant autour de lui le plasma ou les humeurs intercellulaires.
Hémolysines et leucocidine La plus importante est l'hémolysine alpha qui lyse, in vitro, les hématies de lapin. Elle est caractéristique des S. dorés d'origine humaine.
In vivo, elle détruit les membranes cellulaires, provoquant des nécroses (nécrotoxine) et peut même être létale (danger des solutions injectables contaminées par des staphylocoques !).
Les hémolysines bêta (agissant sur les hématies de mouton) et gamma (agissant sur les hématies humaines) sont inconstantes et se trouvent parfois aussi chez le S. albus.
La leucocidine de Panton-Valentine lyse les neutrophiles, les monocytes et les macrophages.
Entérotoxine Sécrétée par certaines souches, l'entérotoxine joue un rôle dans deux maladies intestinales d'origine staphylococcique. D'abord une intoxication alimentaire due à l'accumulation de cette entérotoxine par le développement d'une souche productrice dans un aliment fait à l'avance, ayant séjourné un certain temps à une température supérieure à . Les aliments le plus souvent en cause sont les desserts à base de laitages et crèmes pâtissières, ainsi que diverses sauces : mayonnaise, etc. (Le staphylocoque tolère aussi bien d'assez fortes concentrations de sucre que de NaCl).
Cette entérotoxine est thermostable, elle peut donc rester active dans un aliment réchauffé dont les staphylocoques ont été tués. Elle provoque après une incubation brève : 3 à 6 heures, un état nauséeux, avec vomissements éventuels et diarrhées violentes. Ces troubles, souvent intenses et angoissants, disparaissent sans trace après quelques heures. C'est la plus fréquente et la plus bénigne des intoxications alimentaires d'origine bactérienne.