LES TOXINES MICROBIENNES

SOMMAIRE. — De la nécessité logique d’une substance toxique diffu- __ sible engendrée par les bacilles télanique et diphtérique. — Rappel de

faits observés dans l'étude des fermentations. — De la toxine tétanique : définition, obtention, inoculation ; identité des accidents produits par l’injection d’une culture totale et des accidents produits par l'injection d’une culture filtrée de bacille tétanique. — Réponse à une objection. — Le tétanos est une intoxication pure. — Variabilité de la toxicité des filtrats tétaniques. — Tentatives de préparation de là toxine; propriétés de la toxine. — Paralèlle de la toxine tétanique et des diastases; prodigieuse activité de la toxine. — Distinction des diastases et de la toxine, et justification de cette disdinction. — La toxine tétanique chez l’homme dans le cas de tétanos non-expérimental. — Répartition de la toxine dans l'organisme ; fixation de la toxine par les éléments nerveux. — Digression : bacille tétanique et microbes associés. — De la toxine diphtérique ; obtention, inoculation ; manifestations toxiques. — Variations de la toxicité … diphtérique. — Propriétés de la toxine diphtérique ; du phosphate de chaux chargé detoxine et des accidents qu’il produit. — La toxine diphtérique manifestée dans l'organisme des sujets atteints de diphtérie. — De la toxine produite par le microbe de Shiga-Kruse ou toxine dysentérique. — De la toxine du botulisme et d’une remarquable propriété de cette toxine. — De quelques autres toxines ne représentant que partiellement le microbe pathogène au point de vue des accidents engendrés. — Toxine du microbe du choléra des poules. — Hématolyse produile par le streptocoque. — Des cultures sans toxine. — Des toxines non diffusibles ou endotoxines. — Les toxines du bacille pesteux, du vibrion cholérique, du bacille typhique et du bacille paratyphique, du bacille tuberculeux et du bacille de la

| morve. — Intoxications microbiennes et infections microbiennes.

E - D‘ les tissus des plaies tétanigènes, on trouve tou- | jours un microbe anaérobie, le bacille télanique, témoin et cause du tétanos. A l’autopsie d’un tétanique, par contre, on ne trouve jamais, en aucune région du corps

“; nn du bactile tétanique et se de produire des. accidents tétaniques chez un animal auquel on l’injecte- rait.

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Si on inocule expérimentalement une culture pure de bacilles tétaniques sous la peau ou dans les muscles d’un animal (souris, lapin, cobaye, etc.), on voit, après quelque temps, des accidents tétaniques très analogues à ceux décrits chez l'homme par les médecins, apparaître, se développer, évoluer et conduire l'animal à la mort. Or, dans le cadavre de l'animal ainsi mort tétanique, on ne trouve le bacille spécifique ni dans le sang, ni dans la moelle, ni dans aucun tissu, si ce n’est au point d’inoculation, et encore faut-il noter qu'en ce point les bacilles se sont singulièrement raréfiés depuis l’inoculation.

Les accidents tétaniques sont la manifestation d’une exaltation considérable du pouvoir excito-réflexe de la moelle, àinsi que l'établit l’analyse physiologique (les spasmes et contractures tétaniques n'existent en effet qu’autant que les muscles qui les présentent sont unis par leurs nerfs moteurs avec le système nerveux central). Comme le bacille tétanique n’a pas envahi les centres ner-

veux à quelque moment que ce soit de l'infection, on est : amené à se demander si quelque substance toxique fabri-

quée par le bacille n’a pas diffusé dans l'organisme, et, conduite par le sang circulant ou de quelque autre manière, n'est pas venue impressionner le système nerveux

central.

Dans les fausses membranes diphtériques s’observe toujours un microbe, le bacille diphtérique, témoin et cause de la diphtérie. On

peut le trouver aussi, chez Le diphtérique, dans la bouche, dans le

tube digestif, dans les voies respiratoires ; mais on ne le rencontre dans la profondeur d’aucun tissu, c’est dire qu’il demeure à proprement parler hors de l’organisme, végétant à la surface des muqueuses, — Si on inocule ce bacille en culture pure, en quelque région de l’économie, il ne se dissémine pas, ne produit pas de septicémie, n’engendre pas de colonies lointaines; il demeure rigoureusement fixé au point d’inoculation. Or la diphtérie est une maladie générale,

comportant des troubles cardiaques et vasculaires, des altérations

rénales et parfois, si l'animal survit, des paralysies. En vérité, beau-

ARTHUS. — Micros. 8

pas envahis le bacille, La question, que nous avons be toat RS l'heure peut être de nouveau formulée : les accidents diphtériques, “a dérivant de la présence de bacilles diphtériques dans de fausses membranes pharyngées, ne sont-ils pas la conséquence de l’action exercée sur divers tissus et organes par quelque substance toxique produite

par le bacille et diffusant dans l’organisme.

Nous avons reconnu, en étudiant les fermentations que parfois le ferment déverse dans le milieu des diastases, agents de transformations chimiques, capables d’accomplir ces transformations en dehors de la présence du ferment qui les a sécrétées : nous avons noté l'existence de l'invertine de levure, de la diastase amylolytique du ferment lactique, de l’uréase des ferments ammoniacaux.

Une idée s'impose : les bactéries pathogènes, ou au moins certaines d’entre elles (par exemple, les bacilles tétanique et diphtérique) ne sécrètent-elles pas, pour la verser dans le milieu, quelque substance, qui serait aux diastases, ce que les microbes pathogènes sont aux ferments, c'est-à-dire capable de produire des accidents pathologiques, comme les diastases produisent des transformations chimiques? Nous allons soumettre cette idée au contrôle expérimental; et, pour cela, nous allons choisir comme exemples le cas du fé{anos et celui de la diphtérie.

Les microbes pathogènes se développant fort bien en des milieux de culture artificiels, et leur étude in vitro étant plus facile à faire que leur étude in vivo, nous chercherons d’abord à connaître la nature, les propriétés chimiques et toxicologiques de leurs produits de

sécrétion dans les milieux de culture où ils ont végété, nous appliquant ensuite à établir que les choses se passent de même quand les microbes vivent en parasites dans l’organisme de l’homme ou d’un animal d'expérience.

Disposant d’une culture pure de bacille tétanique, nous ensemençons sur bouillon peptoné et glycosé, et laissons la culture se faire dans le vide ou en présence d'un gaz inerte (azote, hydrogène, etc.) à 38°. Au bout de 10 jours au moins, nous filtrons sur porcelaine dégourdie, et obtenons une liqueur sans microbes, qu'on désigne parfois sous

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Je nom de foxine tétanique, mais qu'il faudrait mieux appeler liqueur tétanotoxique, réservant l'expression toxine tétanique pour désigner le principe ou les principes toxiques qu'elle contient.

Si on injecte en petite quantité cette liqueur tétanotoxique sous la peau, dans le péritoine ou dans les muscles de la souris, du lapin, du cobaye, etc., on détermine un tétanos rapidement mortel. La toxicité de cette liqueur peut être telle qu’en 3 jours 1/1000 ce. c. tue un cobaye et 0 c. c. 000005 une souris. Les accidents engendrés sont rigoureusement superposables à ceux qu'on provoque en -inoculant la culture totale, liqueur et microbes.

Dans les deux cas (qu’on ait injecté le liquide tétanigène seul, ou la culture totale), les accidents apparaissent après une période d’incubation plus ou moins longue suivant la dose injectée, et suivant le lieu d'injection (de 24 heures à 5 jours pour les inoculations souscutanées ; — de 3 à 4 heures seulement pour les inoculations intracérébrales) ; dans les deux cas, les contractures apparaissent d’abord dans les muscles voisins du point d’inoculation, pour se propager de … proche en proche à l’entière musculature ; dans les deux cas, on ne note, à l’autopsie, qu’une très légère infiltration œdémateuse au point d'injection.

Ne convient-il pas de conclure que les accidents tétaniques provoqués par le bacille tétanique sont la conséquence de l’action exercée par la toxine ou par les toxines fabriquées par le microbe et déversées dans le milieu (bouillon de culture ou organisme) dans lequel il végète ? On a d’ailleurs démontré que, dans le lélanos, le bacille n’intervient que comme générateur de toxine.

Supposons qu'on ait inoculé sous la peau du cobaye une culture tétanique totale; on constate à l’autopsie qu'il ne reste au point d’injection que de très rares bacilles, si rares que l’examen microscopique de la sérosité ne permet pas toujours de les reconnaître (il faut introduire-en un bouillon une parcelle du tissu prélevé dans la zone d’inoculation pour constater la multiplication des bacilles); et, comme on n’en trouve pas dans le reste du corps, on ne saurait parler se infection.

Supposons que nous ensemencions en un bouillon une très mi-

nuscule quantité (pour ne pas y introduire de toxine préformée)

“1e CONNAUGLT ANTICY cie ‘ons.

ns CN TE RESEARCE D

2 ne contient pas de toxine, car le fes filtré en à la me, |

ne la rend pas tétanique). L’inoculation de cette culture totale, très - riche er bacille faite chez les animaux les plus sensibles au tétanos,

et p. ex. chez la souris, n’engendre aucune des manifestations tétaniques.

Le létanos expérimental est donc purement et simplement une intoxication produite par la toxine tétanique contenue dans les milieux où a longuement séjourné la bacille tétanique.

Le mode d’inoculation sous-cutanée ou intramusculaire d'une part, intraveineuse d'autre part, n’a pas une importance capitale ; la seule différence à signaler c’est que, dans le premier cas, le tétanos est d'abord local, puis se généralise de proche en proche, et que, dans le second, il est général d'emblée.

La toxicité des cultures tétaniques est éminemment variable : elle dépend de la race microbienne, de la nature du milieu dans lequel on l’a cultivé, des conditions de la culture et de sa durée ; elle dépend aussi de l’espèce ; la- quelle appartient l'animal d'expérience.

P. ex., la toxicité est plus grande, toutes autres conditions égales, si on cultive le bacille sur sérum sanguin frais, au lieu de le . cultiver sur bouillon. Elle est plus grande si la culture est vieïlle de 20 jours ; elle est minime pour les cultures de 5 à 6 jours, nulle pour les cultures de 48 h. On peut renforcer la toxicité en pratiquant à longs intervalles des cultures successives sur un même milieu : faisons une première culture sur bouillon peptoné glycosé, et, après 20 jours, filtrons sur porcelaine ; ensemençons dans ce liquide filtré des bacilles tétaniques, et, au bout de 15 jours, filtrons de nouveau sur porcelaine ; ajoutons au liquide filtré un peu (1/10) de bouillon neuf, ensemençons encore une fois, et filtrons au bout de 15 jours. De ces trois filtrats, il faut employer pour tuer un cobaye soit 1/150 c.c. s’il s’agit du premier, soit 1/500 c.c. s’il s’agit du second, soit 1/1000 s’il s’agit du dernier.

Supposons que nous possédions une liqueur tétanotoxique filtrée ; il suffira p. ex. d’en injecter 0 c.c. 000005 pour tuer une souris de 15 gr. (0 c.c. 000 000 33 pour 1 gr. de souris). Avec 1/10 de cette quañtité on tuerait 1 gr. de cheval, et avec 1/6 on tuerait 1 gr. de cobaye ; mais il en faudrait 150 fois plus pour tuer x gr. de lapin

et Don fois. Mat pour tuer ï FF rs poule: ee qui nous ne 2 énoncer cette importante remarque: dans toute question d'inloxica- tion, ily a toujours deux éléments à considérer, la substance toxique et

l'être intoxiqué.

Nous avons jusqu'ici expérimenté avec les bouillons de

culture filtrés, c'est-à-dire avec des mélanges extrèmement complexes. Or on a tenté de séparer la ou les loxines des impuretés qui les accompagnent.

Les chimistes qui va sont essayé jadis ont retiré de ces milieux tétaniques des substances chimiquement caractérisables, dont ils ont préparé des combinaisons cristallisées, dont ils ont déterminé la composition centésimale et le poids moléculaire, tétanine, tétanotoxine, spasmotoæine, etc. Ces substances sont capables, sans doute, de provoquer des accidents chez les animaux auxquels on les see mais ces accidents ne sont pas ceux si caractéristiques que détermide l'injection de la culture filtrée. La véritable toxine n’est pas, comme ces substances, une ptomaïne ; à vrai dire, nous ignorons totalement

ce qu’elle est. Mais de même qu'on ue certaines propriétés des & diastases sans les avoir isolées, de même reconnaïitrons-nous certaines propriétés des toxines (de la toxine tétanique tout d’abord) sans les

séparer du liquide qui les renferme.

La foxine létanique est détruite par la chaleur à la température de 100° et même à toute température supérieure à 65°. Elle est insoluble dans l'alcool et précipitée par

l’alcoo!l des liqueurs tétanotoxiques ; elle est entraînée par

les précipités floconneux, notamment par le précipité de phosphate de chaux. Elle est très faiblement dialysable.

Si on chauffe la liqueur tétanotoxique pendant quelques min, à 6

100° ou pendant 1/2 h. à 65°, on supprime sa toxicité; on en peut

alors injecter plusieurs c.c. au cobaye sans provoquer la mort, alors

qu’il ne résiste pas à l'injection de 1/100 c.c. de liquide non chauffé,

. Si on avait chauffé la liqueur 1/2 h. à 60°, on eût diminué sa toxicité

sans la supprimer totalement.

Par contre, si on dessèche dans le vide, au-dessus d’acide sulfu=

rique, la liqueur tétanotoxique, on obtient un résidu brunâtre qu'on peut chauffer 1/2 h. à r00° et même au delà, sans détruire la toxine

qu’il contient: car le résidu ainsi chauffé, du dans l’eau, fournit

une liqueur tétanigène.

Ge même “ide hporaion dans le Vide traité par l'alcool for

Lea 90 °/o p. ex.) ne lui abandonne pas sa toxine, car l'extrait alcoo

lique injecté aux animaux même les plus sensibles ne les rend pas tétaniques.

Si on ajoute à la liqueur tétanotoxique de l'alcool jusqu’à ce que le mélange en renferme de 80 à go °/,, il se produit un précipité englobant la toxine, car ce précipité desséché à basse température, puis repris par l’eau, fournit une liqueur tétanigène.

Si à la liqueur tétanotoxique on ajoute 1 °/, de phosphate trisodique, puis 1 °/, de chlorure de calcium, il se fait un précipité de phosphate tricalcique, dont les flocons se déposent. Le liquide décanté est encore tétanigène, mais beaucoup moins à volume égal que la primitive liqueur. Quant aux flocons de phosphate de chaux, longuement lavés pour les débarrasser complètement de toute trace de la liqueur dans laquelle ils se sont formés, ils peuvent, quand on les insère sous la peau ou dans les muscles du cobaye ou de la souris, produire un tétanos mortel.

. La liqueur tétanotoxique étant introduite en un dialyseur de papier parchemin, laisse passer dans l’eau distillée dans laquelle on la immergé, une très petite quantité de toxine et très lentement. Si, en effet, après plusieurs jours de dialyse, on prélève du liquide extérieur

ee? au dialyseur, pour l’injecter en grande quantité au cobaye ou à la

souris, on peut déterminer le tétanos ; mais les quantités nécessaires |

pour y réussir sont incomparablement blu grandes que les quantités suffisantes du liquide contenu dans le dialyseur.

Nous ne pouvons pas ne pas rapprocher la toæine téta-

nique des diastases : l'une et les autres se comportent de

semblable facon quand elles sont soumises aux mêmes agents ou aux mêmes influences. Toxine et diastases sont détruites à l’ébullition ; toxine et diastases sont solubles dans l’eau, insolubles dans l'alcool, précipitées par l'alcool fort de leur solution aqueuse, précipitées mais non dé-

Pi truites ; toxine et diastases sont très faiblement dialy-

sables.

Les différences entre la toxine tétanique et les diastases ne portent que sur des nuances : Ja toxine s’altère assez vite à 4o°, se détruit rapidement à la lumière et ne résiste pas à un contact prolongé avec l'alcool fort, tandis que l’invertine et en général les diastases résistent beaucoup mieux aux mêmes influences. Mais ce ne sont là que des détails, dont il serait absurde d’exagérer la minuscule mportance.