Hans Christian Gram: Le biologiste qui a aidé à étudier les bactéries

Par Lilian Anekwe

Hans Christian Gram, l’inventeur de la technique de coloration de Gram, était un biologiste pionnier qui a conçu le système de classification qui a conduit à l’étude de jusqu’à 30 000 espèces de bactéries officiellement nommées. Il est le sujet du dernier Google doodle, créé pour honorer sa date de naissance du 13 septembre 1853. Gram, en collaboration avec le pathologiste et microbiologiste allemand Carl Friedlander, a conçu la technique à Berlin au début des années 1880.Elle est encore connue comme l’une des techniques de coloration les plus importantes utilisées en microbiologie pour identifier les bactéries au microscope.

Gram a d’abord fait couler des réactifs, une substance conçue pour provoquer une réaction chimique, sur des échantillons de tissus pulmonaires. Il a trouvé des différences dans la coloration des bactéries qui sont maintenant connues pour être Streptococcus pneumoniae et Klebsiella pneumoniae. Les différences de gramme observées résultent de la composition de la paroi cellulaire bactérienne. Certaines bactéries ont une paroi cellulaire composée de peptidoglycane, un polymère de sucre et d’acides aminés. Ces cellules bactériennes « à gram positif » conservent la couleur d’une tache – généralement un complexe de violet cristallin et d’iode, ou de bleu de méthylène – et apparaissent violettes ou brunes au microscope. D’autres, qui ne contiennent pas de peptidoglycane, ne sont pas colorés et sont appelés gram négatif et apparaissent en rouge.

Sa popularité a culminé entre 1940 et 1960. Pierce Gardner, professeur agrégé de médecine à la Harvard Medical School, a écrit à propos de la coloration de Gram et de son interprétation en 1974: « Nous avons le sentiment que le frottis coloré de Gram doit être considéré comme faisant partie de l’examen physique du patient atteint d’une infection bactérienne aiguë et appartient au répertoire de tous les médecins dispensant des soins primaires aux patients gravement malades. »

Plus récemment, la coloration au gramme a été utilisée pour aider à identifier de nouveaux antibiotiques, qui sont essentiels dans la lutte contre la résistance aux antimicrobiens. La teixobactine – l’un des deux nouveaux antibiotiques commercialisés sur le marché pharmaceutique en 2015 – a été identifiée en utilisant une nouvelle version d’une méthode éprouvée de dépistage des bactéries qui ont évolué pour tuer leurs concurrents.

Une équipe de l’Université Northwestern de Boston, dans le Massachusetts, a examiné 50 000 types de bactéries vivant dans le sol à la recherche d’antibiotiques qui tuaient des insectes comme le SARM contracté à l’hôpital et les bactéries responsables de la tuberculose multirésistante.

La technique de coloration était importante car le criblage a identifié la teixobactine, qui semble agir sur le groupe de bactéries « à gram positif » en ciblant un lipide sur leurs parois cellulaires, ainsi que d’autres molécules. Si elle est utilisée correctement, les chercheurs à l’origine de la découverte de la teixobactine pourraient constituer une option de traitement viable pour les maladies bactériennes – et à l’abri de la menace de résistance – pendant au moins 30 ans.

Bien que la différenciation des bactéries en gram positif ou négatif soit fondamentale pour la plupart des systèmes d’identification bactérienne, les chercheurs ont fait valoir que la méthode de coloration de Gram est sujette à erreur et « est mal contrôlée et manque de standardisation » – ce dont Gram lui-même a averti lors de la publication de ses travaux en 1884.

« J’ai publié la méthode, même si je suis conscient qu’elle est encore très défectueuse et imparfaite », a-t-il noté. « Mais on espère que cela se révélera utile entre les mains d’autres enquêteurs. »

Les problèmes avec la méthode de Gram ont conduit à la recherche d’autres tests, et plusieurs alternatives qui prétendent être des améliorations sont apparues dans la littérature. Néanmoins, la coloration de Gram reste l’un des tests les plus couramment effectués dans le laboratoire de microbiologie clinique, et une technique fondamentale pour traiter les infections bactériennes et sauver des vies.

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