J.P. Euzéby : Dictionnaire de Bactériologie Vétérinaire |
Créé le 31 mars 2003
ALLISONELLA, ALLISONELLA HISTAMINIFORMANS
Voir aussi le fichier ¤ Veillonellaceae.
Autre dénomination :
Initialement, dans une publication non effective signée Russell, Garner et Flint, Allisonella histaminiformans était décrite sous la nomenclature de Allisonella histabacter (sic).
Remerciements : L'auteur remercie les professeurs J.P. Braun et F. Enjalbert (École Nationale Vétérinaire de Toulouse) pour leur aide concernant la biochimie et la nutrition animale.
Systématique
Il est bien connu qu'une baisse du pH ruminal s'accompagne d'une décarboxylation de l'histidine et donc de la formation d'histamine. Certaines souches de lactobacilles sont aptes à décarboxyler l'histidine et il est couramment admis que les lactobacilles sont responsables de la formation d'histamine dans le rumen des bovins. Toutefois, s'il est possible de mettre en évidence des bactéries produisant de l'histamine lors d'acidose, il est impossible de stimuler la croissance de ces bactéries par le glucose. Cette observation suggère que des bactéries autres que les lactobacilles sont responsables de la décarboxylation de l'histidine.
La culture de la flore bactérienne du rumen de bovins, effectuée sur une gélose MRS* contenant 50 mmol/L d'histidine, conduit à la formation d'histamine. Cependant, la décarboxylation de l'histidine n'est observée que dans la mesure ou les animaux ont consommé des céréales et le nombre de bactéries aptes à former de l'histidine croit avec la quantité de céréales ajoutée à la ration. Ainsi, la flore ruminale de bovins n'ingérant aucune céréale ne permet pas d'obtenir la formation d'histamine, la flore ruminale de bovins dont la ration journalière contient 3,4 kg de grain est apte à produire de l'histamine même à une dilution de 10-4 et une production d'histamine est observée jusqu'à une dilution de 10-7 lorsque la flore ruminale est prélevée sur des animaux nourris avec une ration contenant 9,8 kg de céréales.
Lorsque la plus forte dilution apte à produire de l'histamine est transférée sur un milieu carbonate**, les bactéries produisant de l'histamine ne survivent que si le milieu contient 50 mmol/L d'histidine. En revanche, la présence de glucose n'a aucune influence.
La gélose MRS enrichie de 50 mmol/L d'histidine permet la culture de bactéries très diverses, mais seules les bactéries formant des colonies translucides et de petite taille sont aptes à décarboxyler l'histidine lorsqu'elles sont cultivées sur le milieu carbonate contenant de l'histidine.
Ces bactéries ont été étudiées par Garner et al. et ces auteurs montrent que ce sont des bacilles à Gram négatif.
. Les séquences des ARNr 16S de six souches, isolées à partir de six bovins, sont pratiquement identiques. L'alignement de ces séquences et leur comparaison avec les séquences d'ARNr 16S disponibles dans les bases de données montrent que ces souches appartiennent au groupe des bactéries à Gram positif dont le G + C p. cent est inférieur à 50. Les espèces phylogénétiquement les plus proches sont Dialister pneumosintes*** (94 p. cent d'homologie entre les ARNr 16S des six souches et l'ARNr 16S de la souche type de Dialister pneumosintes) et une espèce constituée par une unique souche (la souche 2C28d-8) non cultivable et isolée du rumen par Tajima et al. Une parenté est également mise en évidence avec Megasphaera elsdenii et Selenomonas ruminantium, mais les pourcentages d'homologie entre les séquences des ARNr 16S sont d'environ 91 p. cent.
En accord avec les conclusions de Stackebrandt et Goebel, ces valeurs sont compatibles avec la création d'une nouvelle espèce.
. La composition en acides gras suggère également que ces souches constituent une nouvelle espèce. Les acides gras C16:0 ne représentent que 4 p. cent du total des acides gras, les acides gras C18:0 sont absents, les acides C12:0 constituent 19,3 p. cent des acides gras cellulaires et les acides gras C16:1 et C18:1 représentent 52,4 p. cent des acides gras cellulaires. Un tel profil diffère de ceux obtenus avec Dialister pneumosintes****, Megasphaera elsdenii et Selenomonas ruminantium.
. La valeur du G + C p. cent est de 46,8 alors qu'elle est voisine de 54 pour Megasphaera elsdenii et Selenomonas ruminantium (valeur non disponible pour Dialister pneumosintes).
Les caractères phénotypiques permettant une identification, Garner et al. proposent la création d'un nouveau genre et d'une nouvelle espèces, Allisonella histaminiformans dont la nomenclature sera validement publiée le 14 mars 2003 par inscription sur la liste de validation n° 90.
On peut cependant noter que ni les tests d'hybridation ADN - ADN ni une technique donnant des résultats comparables (voir le fichier ¤ "Définitions d'une genomospecies et d'une espèce bactérienne") n'ont été effectués.
Caractères bactériologiques
Bien que cette espèce soit apparentée aux bactéries à Gram positif ayant une faible valeur de G +C p. cent, Allisonella histaminiformans ne retient pas la coloration de Gram. Elle est également capable de résister à la monensine*****, même si cet antibiotique est utilisé à la dose de 25 µmol/L.
Megasphaera elsdenii et Selenomonas ruminantium sont également des bactéries ne retenant pas la coloration de Gram et résistantes à la monensine alors qu'elles appartiennent au groupe des bactéries à Gram positif dont le G + C p. cent est inférieur à 50.
Il semblerait que Allisonella histaminiformans, Megasphaera elsdenii et Selenomonas ruminantium, espèces phylogénétiquement apparentées aux bactéries à Gram positif, soient capables d'élaborer une membrane externe ce qui explique leur propriété tinctoriale et leur résistance à la monensine.
Après incubation à 39 °C dans une atmosphère anaérobie, Allisonella histaminiformans cultive rapidement (temps de génération de 110 minutes) sur le milieu carbonate contenant 50 mmol/L d'histidine mais aucune croissance n'est détectée en l'absence d'histidine. La croissance est proportionnelle à la concentration en histidine et elle atteint un maximum pour une quantité d'histidine de l'ordre de 150 mmol/L. Allisonella histaminiformans semble être la seule bactérie capable d'utiliser l'histidine comme seule source d'énergie.
Au moins 95 p. cent de l'histidine est décarboxylée pour donner de l'histamine, mais cette décarboxylation n'est pas couplée à la formation d'ATP. Il est possible que l'histidine non décarboxylée soit dégradée par une histidine ammoniaque lyase pour donner de l'urocanate. Cette voie catabolique******, qui conduit in fine à la formation de glutamate, engendre la formation d'une mole d'ammoniac pour une mole d'histidine dégradée. La détection de petites quantités d'ammoniac lors de l'utilisation de l'histidine par Allisonella histaminiformans vient à l'appui de cette hypothèse.
La lysine peut également être utilisée. Toutefois, utilisée seule, la lysine est incapable de permettre la croissance.
Le milieu carbonate utilisé par les auteurs contient également un mélange d'acides gras volatils (acétate, propionate, butyrate, isobutyrate, isovalérate et 2-methylbutyrate). En l'absence de ce mélange la croissance est faible et les auteurs ont montré que la croissance est en fait stimulée par 20 mmol/L d'acétate ou, surtout, par 10 mmol/L de butyrate.
Allisonella histaminiformans est capable de cultiver à un pH de 4,5 mais la production d'histamine alcalinise le milieu dont le pH s'élève rapidement pour atteindre une valeur supérieure à 6.
Les souches de Allisonella histaminiformans sont constituées par de bacilles de forme ovoïde, de 1,0 à 8,0 µm de longueur sur 0,4 à 0,8 µm de diamètre, souvent groupés par deux ou en courtes chaînes, immobiles, non sporulés, à Gram négatif, résistants à la monensine, catalase négative, oxydase négative, non indologènes, ne cultivant qu'en anaérobiose mais tolérant l'oxygène, cultivant de manière optimale à une température de 39 °C, donnant des colonies translucides et de petite taille sur milieu MRS, chimio-organotrophes, n'utilisant ni les sucres ni les acides organiques, capables d'utiliser l'histidine en produisant de l'histamine, capable d'utiliser la lysine et ne produisant pas d'acides gras volatils.
Habitat et pouvoir pathogène
Les souches de Allisonella histaminiformans ont été isolées du rumen de bovins dont la ration alimentaire est enrichie en céréales et le nombre de cellules bactériennes peut atteindre 107/mL. En revanche, elle n'a pas pu être isolée de bovins nourris avec de l'herbe et du foin.
Allisonella histaminiformans est également isolée des fèces de bovins et du caecum de chevaux recevant des céréales, mais dans ces localisations, leur nombre n'excède pas 103/mL.
Une caractéristique importante de Allisonella histaminiformans réside dans sa capacité à former de l'histamine à partir de l'histidine. Dans les pays riches, les céréales peuvent représenter environ 30 à 35 p. cent de la ration alimentaire d'une vache laitière et 50 à 90 p. cent de la ration d'un bovin à l'engraissement. Si l'acidité résultant de la fermentation de l'amidon dépasse le pouvoir tampon du contenu ruminal, le pH diminue et il peut descendre à 5,5 - 6 voire même à 5 dans les cas extrêmes. Cette acidose déséquilibrerait la flore ruminale et favoriserait la multiplication de Allisonella histaminiformans qui peut se multiplier à pH acide. Dans ces conditions, Allisonella histaminiformans peut être détectée jusqu'à une dilution de 10-7 et produire de grandes quantités d'histamine.
L'acidose altère les cellules épithéliales du rumen et permet une résorption de l'histamine. L'histamine est une amine vaso-active dont les effets hémodynamiques font encore l'objet de controverses (augmentation de la perméabilité capillaire, vasodilatation des capillaires, vasoconstriction des artérioles). Toutefois, il est admis que l'histamine contribue à augmenter la pression artérielle des capillaires du pododerme et participe à l'apparition de la fourbure ou pododermatite aseptique diffuse (en anglais, laminitis ou pododermatitis aseptic diffusa).
Des travaux complémentaires sont nécessaires pour affirmer que Allisonella histaminiformans joue effectivement un rôle dans le développement de la fourbure. Toutefois, on peut remarquer que cette bactérie a été isolée, en nombre important (jusqu'à 107 bactéries par mL), du rumen de 35 bovins appartenant à un troupeau atteint de fourbure.
L'isolement de Allisonella histaminiformans du caecum de chevaux suggère une implication de cette bactérie dans la fourbure du cheval. Toutefois, selon Millinovich et al. on ne note aucune prolifération de Allisonella histaminiformans lors d'un épisode de fourbure.
Orientation bibliographique
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AVIS JURIDIQUE IMPORTANT : Les informations qui figurent sur ce site sont soumises à une clause de non responsabilité et sont protégées par un copyright.
* : Composition (pour un litre de milieu) de la gélose MRS (DeMan, Rogosa et Sharpe) :
Glucose : 20,0 g
Peptone : 10,0 g
Agar : 10,0 g
Extraits de viande de bœuf : 8,0 g
Acétate de sodium, 3H2O : 5,0 g
Extraits de levure : 4,0 g
K2HPO4 : 2,0 g
Citrate d'ammonium : 2,0 g
MgSO4.7H2O : 0,2 g
MnSO4.4H2O : 0,05 g
Tween 80 : 1,0 mL
** Milieu carbonate utilisé pour la croissance de Allisonella histaminiformans (composition pour un litre de milieu)
K2HPO4 : 292 mg
KHPO4 : 292 mg
(NH4)2SO4 : 480 mg
NaCl : 480 mg
MgSO4.7H2O : 100 mg
CaCl2.2H2O : 64 mg
Chlorhydrate de cystéine : 500 mg
Trypticase (BBL Microbiology Systems) : 1 g
Extraits de levure : 4 g
Histidine : 50 mmol
Na2CO3 : 4 g
Dialister pneumosintes a été initialement décrit sous la nomenclature de "Bacterium pneumosintes" par Olitsky et Gates en 1921. En 1923, Bergey et al. transfèrent cette bactérie dans le genre "Dialister" puis elle sera placée dans le genre Bacteroides par Holdeman et Moore.
La nomenclature de Bacteroides pneumosintes (Olitsky et Gates 1921) Holdeman et Moore 1970 a été incluse dans les Approved Lists of Bacterial Names.
En 1989, Bacteroides pneumosintes a été exclus du genre Bacteroides tel qu'il a été redéfini par Shah et Collins ce qui a conduit Moore et Moore à ressusciter le genre Dialister avec une unique espèce, Dialister pneumosintes (Olitsky and Gates 1921) Moore and Moore 1994, comb. nov.
Dialister pneumosintes est un petit bacille à Gram négatif, immobile, non sporulé, anaérobie et dépourvu de pouvoir fermentatif. Cette espèce a pour habitat la bouche de l'homme et elle peut être responsable de gingivites, de périodontites, d'abcès, d'infections respiratoires, de diverses infections de la tête et du cou, d'infections de plaies résultant de morsures...
Références:
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. MOORE (L.V.H.) et MOORE (W.E.C.) : Oribaculum catoniae gen. nov., sp. nov.; Catonella morbi gen. nov., sp. nov.; Hallella seregens gen. nov., sp. nov., Johnsonella ignava gen. nov., sp. nov.; and Dialister pneumosintes gen. nov., comb. nov., nom. rev., anaerobic gram-negative bacilli from the human gingival crevice. Int. J. Syst. Bacteriol., 1994, 44, 187-192.
. SHAH (H.N.) et COLLINS (M.D.) : Proposal to restrict the genus Bacteroides (Castellani and Chalmers) to Bacteroides fragilis and closely related species. Int. J. Syst. Bacteriol., 1989, 39, 85-87.
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Contrairement à ce qui est écrit dans la publication de Garner et al., la composition en acides gras de Dialister pneumosintes est connue et elle figure dans la publication de Moore et Moore (1994).
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La monensine est un antibiotique ionophore produit par Streptomyces cinnamonensis. Cet antibiotique perturbe le trafic des ions au travers des membranes bactériennes et il est plus actif sur les bactéries à Gram positif que sur les bactéries à Gram négatif.
Dans le rumen, la monensine inhibe la croissance des bactéries à Gram positif responsables de la production d'hydrogène, ammoniac, d'acide lactique, d'acide acétique et de méthane.
La monensine est utilisée en tant qu'additif alimentaire à la dose de 10 à 40 mg/kg d'aliment.
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Histidine ---> Urocanate ---> 4-Imidazolone-5-propionate ---> N-Formiminoglutamate ---> Glutamate.
Les enzymes catalysant ces réactions sont, successivement, l'histidine ammoniaque lyase, l'urocanate hydratase, l'imidazolone propionase et la glutamate forminino transférase.