Cultures de microbiologie pour le diagnostic des maladies infectieuses

Les maladies infectieuses sont souvent diagnostiquées à la suite de cultures d'échantillons isolés du site d'infection. Vous êtes-vous déjà demandé comment les médecins savent quel bogue vous avez? Ce n'est souvent pas si facile à comprendre. Les employés du laboratoire de microbiologie ont souvent besoin de développer le virus à partir d'un échantillon, par exemple de votre sang ou de vos expectorations. Cet échantillon peut ensuite être testé en essayant de le cultiver sur de nombreuses cultures différentes pour voir où il se développe le mieux. Comme les plantes, les microbes ont leurs sols et conditions préférés. Ils ne grandiront pas là où ils ne peuvent pas grandir.
Alors, quelle est exactement une culture, et comment aide-t-elle à diagnostiquer une infection?

Quelle culture est

Une culture est un moyen de cultiver un microbe en laboratoire. De nombreuses bactéries, champignons, parasites et virus peuvent être cultivés en laboratoire lorsque les conditions appropriées sont utilisées. Les caractéristiques précises de la culture en croissance peuvent être utilisées pour identifier le microbe spécifique. L'utilisation d'un «agent sélectif» peut être utilisée pour déterminer les caractéristiques du microbe. Par exemple, la croissance de Staph aureus dans une culture contenant de la méthicilline (l'agent sélectif) indiquerait une résistance à la méthicilline Staph aureus (SARM).
Ces cultures sont généralement contenues dans des plaques ou des tubes contenant des aliments spéciaux qui permettent à un agent pathogène ou à un groupe d'agents pathogènes de se développer. Cela permet aux travaux de laboratoire d'identifier quel microbe est en croissance. Les travailleurs de laboratoire peuvent avoir besoin de faire croître le microbe sur plusieurs plaques (ou tubes) de culture afin de déterminer exactement de quel microbe il s'agit. Cela peut être comme un puzzle détective Sherlock Holmes.

Types d'infections pouvant être diagnostiquées

Les cultures de diagnostic sont couramment utilisées pour identifier les microbes infectieux à partir d'échantillons isolés dans l'urine (infections des voies urinaires), les selles (maladies diarrhéiques et d'origine alimentaire), les voies génitales (MST), la gorge (angine) et la peau (infections de la peau). Les échantillons isolés d'autres parties du corps, tels que le sang et la moelle épinière, peuvent également être cultivés; ces types d'infections ont tendance à être plus graves et nécessitent une hospitalisation.

Types de cultures microbes utilisés?

Il existe trois principaux types de cultures:

Culture solide. Les bactéries et les champignons peuvent se développer sur une surface solide constituée d'un mélange de nutriments, de sels et de gélose (un agent gélifiant isolé à partir d'algues). C'est souvent sur une assiette de la taille de votre paume. Beaucoup sont des petits plats avec du gel rouge, certains gels sont jaune ou d'autres couleurs. Un seul microbe placé sur la surface solide peut se développer en colonies ou en groupes individuels comprenant des milliers de cellules. Les colonies sont constituées de clones dans lesquels toutes les cellules sont identiques les unes aux autres. Cette caractéristique est ce qui rend les cultures solides si utiles pour l'identification microbienne. Différents types de colonies appartenant à différentes espèces auront des traits et caractéristiques distincts (par exemple, la couleur, la taille, la forme et le taux de croissance de la colonie), qui aident les microbiologistes à identifier le microbe..
Culture liquide. Une culture liquide est cultivée dans un «milieu» ou un «bouillon» de nutriments. La croissance microbienne est observée pour la rapidité avec laquelle le bouillon devient trouble. Un bouillon plus nuageux signifie généralement un plus grand nombre de microbes. Les cultures liquides peuvent souvent contenir plusieurs espèces microbiennes. Elles ont donc tendance à être moins utiles que les cultures solides pour le diagnostic des bactéries et des champignons ainsi que des mycobactéries. Les cultures liquides, cependant, sont plus utiles pour le diagnostic des parasites, qui ne forment pas de colonies normales dans des cultures solides.

Culture de cellules. Certains microbes, tels que Chlamydia ou Rickettsia, et les virus ne peuvent pas être cultivés dans des cultures solides ou liquides, mais peuvent l'être dans des cellules humaines ou animales. Les cultures de cellules humaines ou animales sont utilisées en "infectant" la culture cellulaire avec le microbe et en observant l'effet sur les cellules. Par exemple, de nombreux virus ont des effets néfastes ou «cytopathiques» sur les cellules que les microbiologistes peuvent observer. Étant donné que les méthodes de culture cellulaire ont tendance à être plus spécialisées et nécessitent plus de travail et de plus longues périodes de diagnostic, la culture cellulaire est généralement utilisée en second lieu par rapport à d’autres méthodes de diagnostic. Il peut être particulièrement difficile de développer certains microbes.

Ingrédients utilisés dans les cultures

Selon le type de culture, les ingrédients varieront. De nombreux ingrédients sont utilisés, car ils peuvent être utilisés pour déduire où un microbe peut ou ne peut pas se développer, identifiant ainsi ce qu’est le microbe. Cela ne nous dit souvent pas grand-chose sur l'organisme lui-même, mais nous aide plutôt à en déduire le nom. Chaque microbe a son propre goût dans les gels de culture et les ingrédients. En général, la plupart des cultures nécessiteront une combinaison des éléments suivants:

Source d'amino-azote (protéines digérées)
Facteurs de croissance (sang, sérum ou extrait de levure)
Source d'énergie (sucres, glucides)
Sels pour tamponner le pH (phosphate, citrate)
Minéraux (calcium, magnésium ou fer)
Agents sélectifs (antibiotiques ou chimiques)
Indicateurs ou colorants (pour déterminer les niveaux d'acidité)
Agent gélifiant pour cultures solides (agar)