Une communauté multicellulaire particulièrement complexe : le biofilm

Au 17ème siècle, Antonie VAN LEEUWENHOEK (1632-1723), biologiste néerlandais, fut le pionnier dans l’observation du biofilm de sa plaque dentaire. Plus récemment, en 1978, le Docteur John William COSTERTON, un scientifique canadien, a proposé le terme biofilm pour illustrer le mode de vie naturel de la plupart des micro-organismes. Cette dénomination admise et adoptée par les microbiologistes désigne une communauté symbiotique de micro-organismes (bactéries, champignons, algues, protozoaires) adhérant les uns aux autres et à une surface, et identifiée par la sécrétion d’une matrice protectrice…

Véritable force de la nature microscopique, le biofilm provient d’un agrégat irrégulier de colonies bactériennes issues d’une seule espèce ou d’origines microbiennes différentes. Ce phénomène engendre la sécrétion d’une matrice adhésive et protectrice appelée biofilm. La matrice du biofilm regroupe l’ensemble de ses composants excepté les micro-organismes. Parmi ses principaux composants, l’eau, les polysaccharides et les protéines jouent un rôle prépondérant dans son extraordinaire capacité de résistance face aux antibiotiques et aux procédés de stérilisation.

Se formant généralement dans l’eau ou en milieu aqueux,le biofilm dispose de nombreuses possibilités d’accroche et peut se fixer sur des tissus vivants (humains ou végétaux), sur des plastiques, des métaux, des plans de travail, des tubulures. A la surface de dispositifs médicaux contaminés, le biofilm peut commencer à se former au bout de 3 heures.

Les 5 étapes de la formation du biofilm

Le cycle de développement d’un biofilm comporte les phases suivantes :

-l’adhésion initiale : des micro-organismes mobiles s’agglutinent pour adhérer à une surface

-l’adhésion permanente et irréversible favorisée par la formation de molécules protéiques qui facilite la capacité d’ancrage d’autres micro-organismes

-l’apparition et la première phase de maturation du biofilm : les micro-organismes se divisent pour donner naissance à des micro-colonies qui à partir d’une concentration suffisamment dense commencent à sécréter le biofilm

-la deuxième phase de maturation : le biofilm se développe, s’épaissit et peut devenir macroscopique et donc visible à l’œil nu

-la dispersion : le vieillissement du biofilm et différentes formes de stress liées aux conditions environnantes provoquent le détachement de morceaux de biofilm et la migration de micro-organismes qui retournent à l’état dit planctonique (de libre circulation) et peuvent ainsi coloniser de nouvelles surfaces.

Biofilm et infectiosité

Les bactéries incluses dans un biofilm peuvent libérer des endotoxines et provoquer ainsi des chocs septiques à l’origine de pathologies infectieuses et directement responsables d’infections nosocomiales ou associées aux soins.

Considéré à juste titre comme une forteresse bactérienne, le biofilm bénéficie de structures de protection intrinsèques, plurielles et complémentaires. Parmi ces dernières, le quorum sensing ou protection intelligente permet aux bactéries vivant à l’intérieur du biofilm de mettre en veille leur métabolisme et d’être ainsi moins réceptives à l’action des agents antimicrobiens comme les produits détergents et désinfectants.

Prévention et traitement

Actuellement, le moyen le plus efficace pour éradiquer le biofilm réside dans le bionettoyage car la stérilisation montre ses limites dans la réduction de la charge d’endotoxines. Ce procédé combine nettoyage, rinçage et désinfection. Sur le plan méthodologique, les 4 paramètres du cercle de Sinner (action mécanique, action chimique, temps et température) permettent de réaliser un bon nettoyage avant de procéder à la désinfection.

Impliqué dans 60 % des infections nosocomiales, le biofilm constitue un redoutable adversaire. Parallèlement aux travaux sur l’amélioration de la nature des dispositifs médicaux, des recherches sur le génie génétique, l’immunologie et l’enzymologie offrent des perspectives prometteuses…

Stéphane Sananès
Propos recueillis par Lionel PREVAULT (Journaliste d'entreprise)