Mythes et pièges des spores bactériennes et fongiques

Tout bon microbiologiste vous le dira : c’est une chose de tuer les microbes végétatifs, mais c’en est une autre de détruire les spores. Mais pourquoi donc? Peut-on traiter toutes les spores de la même façon? Cet article vise à expliquer pourquoi les spores microbiennes, et plus particulièrement les spores bactériennes, peuvent poser problème en milieu industriel.

Photo of Fungal spores which can be seen as ‘offspring’ of the main organism.

Figure 1 : Un organe de fructification de spores fongiques


Spore microbienne : ce qu'elle est et ce qu'elle n'est pas De façon générale, les spores sont un mécanisme de survie utilisé par les microorganismes en période de stress ou de famine, ou lorsqu’ils sont attaqués.​​​​​​​ Les graines et le pollen du règne végétal sont ici une bonne comparaison. Bien que la graine d’une plante puisse donner naissance à une nouvelle plante, elle reste dormante jusqu’à ce que les conditions soient favorables à la germination. Les graines doivent effectuer deux fonctions de base pour remplir leur mission. La première consiste à protéger le matériel génétique stocké dans la graine, et la deuxième à favoriser sa dispersion à partir de la plante mère. La fonction d’une spore bactérienne est essentiellement la même.

La sporulation ne se limite pas aux bactéries. Lorsque les nutriments sont abondants, les champignons existent sous la forme d’une masse filamenteuse (le mycélium). Les filaments individuels des champignons, connus sous le nom d’hyphes, libèrent des enzymes digestives dans les nutriments environnants. Ils absorbent les nutriments d’un environnement riche en nourriture. Lorsque les taux de nutriments sont faibles, ou en présence d’autres facteurs de stress (par exemple, un manque d’humidité), un changement intervient dans le développement des champignons. Les hyphes situées dans les parties du mycélium soumise à un stress commencent à développer des organes de fructification qui poussent dans l’air. Les champignons comestibles ou vénéneux sont des exemples typiques d’organes de fructification; ces organes de fructification remplissent la même fonction. Ils produisent des dizaines de milliers de spores fongiques qui se dispersent dans l’air. Certains créent même leur propre climat pour faciliter la dispersion; par exemple, les champignons libèrent de la vapeur d’eau qui refroidit l’air ambiant, entraînant ainsi les spores libérées par le champignon vers le bas et à l’écart de celui-ci, ce qui permet la dispersion.

Les spores fongiques ont évolué pour faciliter la dispersion de l’organisme vers des zones exemptes de compétition ou riches en nutriments. Les spores fongiques, tout comme les graines végétales et les spores bactériennes, sont également robustes et conçues pour survivre dans l’environnement de façon prolongée. Les spores fongiques sont en quelque sorte la « descendance » de l’organisme principal. [Voir la figure 1]

Un nombre limité d’espèces bactériennes sont également capables de produire des spores en réponse à un stress environnemental. Il existe deux types de spores bactériennes : les exospores et les endospores. Les exospores, également connues sous le nom de kystes microbiens, ne sont pas aussi résistantes que les endospores, auxquelles cet article est consacré. Toutes les bactéries ne peuvent pas produire d’endospores; seules celles appartenant à l’embranchement des Firmicutes le peuvent, par exemple les Bacilli et les Clostridia.

Contrairement aux spores fongiques qui proviennent de structures spécialisées de grande taille (les organes de fructification), les endospores se forment à l’intérieur même d’une cellule bactérienne (les exospores se forment à l’extérieur de la cellule bactérienne). La formation d’une endospore se produit habituellement lorsque les nutriments disponibles dans l’environnement sont insuffisants, ce qui a pour effet de déclencher le mécanisme de survie à l’intérieur de la cellule. À la différence des spores fongiques, la formation d’endospores n’a pas pour but de produire une descendance; il s’agit d’un mécanisme visant à protéger la cellule bactérienne individuelle.

Une fois formées, les endospores bactériennes sont incroyablement résistantes. Les publications scientifiques mentionnent que les scientifiques peuvent isoler et récupérer sans difficulté des spores viables vieilles de plus de dix mille ans. La récupération de spores viables remontant à plus de 40 millions d’années (soit 32 millions d’années avant que les premiers humains n’aient commencé à évoluer sur Terre) est plus rare. Fait ahurissant, un rapport scientifique mentionne la récupération de spores viables de Bacilli remontant à il y a 250 millions d’années, soit avant que les dinosaures ne parcourent la surface de la Terre.


A chart showing that a spore is made up of an Exosporium, Spore Coats, Cortex and Core

Figure 2 : Spore


Les endospores bactériennes sont, par leur nature même, résistantes aux attaques de l’environnement extérieur. De nos jours, cela comprend les méthodes de stérilisation et de désinfection chimique. Les endospores sont plus résistantes aux produits chimiques ainsi qu’aux procédés qui peuvent facilement tuer les cellules végétatives.


Chart stating that endospores are more resistant to chemicals or other processes that can easily kill vegetative cells

Figure 3 : La résistance des spores


Les spores fongiques, tout comme celles des bacilles, sont capables de se propager et de survivre dans des environnements très hostiles; cela prête souvent à confusion lorsque l’on tente de traiter ces contaminants à l’aide de désinfectants. Il en résulte une certaine confusion dans l’industrie pharmaceutique lorsque l’on tente d’éliminer la charge microbienne des surfaces.

Les quatre points suivants pourraient vous être utiles pour dissiper les mythes et vous aider à choisir une désinfection appropriée :

  1. Les spores fongiques, bien qu’elles soient plus résistantes que les cellules végétatives, sont nettement moins résistantes que les endospores bactériennes. Plusieurs bactéricides à large spectre sont amplement suffisants pour détruire les spores fongiques. Par conséquent, il n’est pas toujours nécessaire d’employer un agent sporicide afin de contrôler ou d’éradiquer les spores fongiques d’une salle blanche.
  2. Les différentes espèces de bactéries qui produisent des endospores présentent des profils de résistance différents. Dans l’industrie alimentaire ainsi que le secteur des soins de santé, les bactéries Clostridia spp. sont d’importants microorganismes pathogènes. Leur présence dans de tels environnements est particulièrement alarmante et il faut les éliminer. Dans l’industrie pharmaceutique, il est plus pertinent d’effectuer des tests de détection des bactéries Bacillus spp., car celles-ci sont plus résistantes que les Clostridia. Un désinfectant sporicide doit être utilisé pour détruire les endospores bactériennes des Bacillus spp.; si vous êtes en mesure de les détruire, vous détruirez du même coup les bactéries du genre Clostridium.
  3. J’ai parfois observé des clients qui n’employaient pas de désinfectant sporicide dans le cadre de leur stratégie habituelle d’alternance des désinfectants. Cela est attribuable en partie à une croyance selon laquelle, dans une population donnée de bactéries sporulées, celles-ci produiront toutes des spores en même temps, en réaction à l'évolution des facteurs environnementaux. S’il est vrai que les cellules végétatives exposées aux bactéricides à large spectre seront éliminées, en revanche, la formation d’endospores se produira à divers moments au sein d’une même population bactérienne. Cela tient à divers facteurs tels que l’âge d’une cellule, son exposition au stress, ou même sa position au sein d’une population. Cela signifie que, même si un désinfectant bactéricide est appliqué régulièrement dans une salle blanche, des spores se formeront et persisteront.
  4. Enfin, une autre mauvaise pratique que l’on rencontre dans l’industrie consiste à utiliser des sporicides peu fréquemment, et uniquement après la détection de bactéries sporulées (une approche réactive plutôt que préventive). Cela tient à plusieurs raisons, la principale étant le risque pour la santé et la sécurité des personnes, de même que les dommages potentiels que ces produits chimiques corrosifs pourraient causer aux installations. En adoptant une approche réactive en matière d’élimination des bactéries sporulées, vous permettez à celles-ci de se développer dans vos zones critiques, augmentant ainsi le risque qu’elles se retrouvent dans le produit. En alternant de manière proactive les sporicides avec les désinfectants de routine à large spectre, vous réduisez le risque de contamination par des bactéries sporulées.

En conclusion, les bactéries et les champignons ont développé des mécanismes favorisant leur prolifération et leur survie en présence de conditions environnementales hostiles. Leur résistance doit être comprise lorsqu’un site examine sa gamme de désinfectants. Une attention particulière doit être accordée à la sélection des organismes utilisés dans la validation des désinfectants ainsi qu’à la sélection des désinfectants de routine utilisés dans l’installation. Nous sommes là pour vous donner des conseils techniques.

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