J.P. Euzéby : Dictionnaire de Bactériologie Vétérinaire |
Créé le 24 septembre 2001
BORDETELLA PETRII
Note : Une des priorités de ce dictionnaire est d'étudier les taxons de description récente (voir le fichier Introduction) aussi, nous présentons ci-dessous quelques informations concernant Bordetella petrii. Ultérieurement, l'étude de ce taxon sera incorporée à un fichier consacré au genre Bordetella*.
Voir aussi les fichiers : ¤ Alcaligenaceae et ¤ Burkholderiales, Burkholderiaceae.
Systématique
Bordetella petrii est la nomenclature proposée et validement publiée le 11 juillet 2001 pour une unique souche bactérienne (la souche Se-1111R = DSM 12804 = CCUG 43448) isolée d'une station d'épuration fonctionnant par lit fixe fluidisé. Dans l'état actuel de nos connaissances, cette espèce est dépourvue d'intérêt en médecine vétérinaire mais son appartenance au genre Bordetella a des conséquences non négligeables car elle conduit à modifier la définition de ce genre (Cf. infra).
Les caractères morphologiques et biochimiques conduisent à rapprocher la souche Se-1111R de la famille des Alcaligenaceae** et l'étude de la séquence des ARNr 16S montre, qu'elle forme une branche distincte mais proche des Bordetella sp. (entre 97,9 et 98,6 p. cent d'homologie de séquence entre la souche Se-1111R et les souches types des différentes espèces du genre Bordetella). Les hybridations ADN - ADN, effectuées entre la souche Se-1111R et les souches types des Bordetella sp., montrent que les pourcentages d'homologie sont inférieurs à 70 et que cette souche constitue donc une genomospecies (pour la définition d'une genomospecies voir le fichier Définitions d'une genomospecies et d'une espèce bactérienne).
Bien que la souche Se-1111R possède des caractères phénotypiques inhabituels pour une espèce du genre Bordetella et bien que la description soit basée sur une unique souche, Von Wintzingerode et al. proposent un nouvelle espèce, Bordetella petrii.
Caractères bactériologiques
L'unique souche de Bordetella petrii est constituée de courts bacilles ou de coccobacilles à Gram négatif, de 1,0 à 2,8 µm de longueur sur 0,4 à 0,7 µm de diamètre, non sporulés, immobiles, possédant des fimbriae, cultivant en aérobiose à 37 et à 30 °C, à métabolisme non fermentatif, catalase positive, oxydase positive, réduisant les nitrates jusqu'au stade azote, assimilant le citrate, le L-malate et l'adipate, réduisant le tétrazolium.
Un résultat négatif est obtenu pour les tests VP, production d'indole, hydrolyse de la gélatine, hydrolyse de l'esculine, acidification des sucres et assimilation du caprate, du phénylacétate, de l'adonitol, de l'amidon, de l'amygdaline, du D- et du L-arabinose, de l'arbutine, du cellobiose, de l'érythritol, du gentiobiose, de la N-acétyl-glucosamine, du D-glucose, du méthyl-alpha-D-glucoside, du glycérol, du glycogène, de l'inositol, de l'inuline, du lactose, du maltose, du mannose, du mannitol, du mélézitose, du mélibiose, du raffinose, du rhamnose, du ribose, du saccharose, de la salicine, du sorbitol, du tréhalose, du xylitol, du L- et du D-xylose et du méthyl-bêta-D-xyloside.
L'ensemble de ces caractères est compatible avec la définition classique du genre Bordetella toutefois, Bordetella petrii présente deux caractéristiques insolites pour une Bordetella sp. : elle est capable d'assimiler le D-gluconate et, surtout, elle est capable de croître en anaérobiose. La croissance en anaérobiose semble liée à la réduction du séléniate et/ou à la respiration des nitrates et elle est observée dans des milieux contenant du nitrate et du séléniate ou dans des milieux ne contenant que du nitrate.
Bordetella petrii cultive sur milieu "Se-medium modifié" dont la composition est mentionnée dans la publication de Von Wintzingerode et al., sur gélose de MacConkey III (Difco) et sur gélose Columbia. Sur gélose Columbia additionnée de 15 p. cent de sang défibriné de cheval, les colonies sont non hémolytiques. Les autres caractères culturaux ne sont pas décrits avec beaucoup de détails mais il est toutefois précisé que les colonies ont un aspect blanc crème et que leur taille est variable.
Habitat et pouvoir pathogène
En ce qui concerne son habitat, Bordetella petrii présente également une caractéristique inhabituelle pour un représentant du genre Bordetella car elle a été isolée du milieu extérieur alors que, les bordetelles sont considérées comme des parasites stricts ayant une viabilité limitée en dehors de leurs hôtes***. En effet, les bordetelles ont généralement un taux de croissance faible ce qui les rend peu aptes à concurrencer les flores du milieu ambiant, elles sont généralement sensibles aux ultraviolets, aux températures et aux pH extrêmes et il ne semblait pas que le milieu extérieur puisse constituer un véritable réservoir pour ces bactéries.
Bordetella petrii semble dépourvue du système BvgAS**** qui joue un rôle dans la transcription des gènes vag codant pour les toxines et adhésines produites par certaines bordetelles. De même aucun gène de virulence n'a été détecté. Cependant, selon Von Wintzingerode et al., le pouvoir pathogène éventuel de cette espèce fait l'objet d'investigations.
Nouvelle définition du genre Bordetella
Même s'il est possible de s'interroger sur l'opportunité de la description de Bordetella petrii qui, rappelons le, repose sur une seule souche, il n'en reste pas moins que l'inclusion de cette espèce dans le genre Bordetella nécessite de modifier la description de ce genre*****.
. Le genre Bordetella Moreno-López 1952 (Approved Lists 1980) emend. Von Wintzingerode et al. 2001 rassemble des bacilles ou coccobacilles à Gram négatif, non sporulés, de 0,2 à 0,7 µm de diamètre sur 0,5 à 2,8 µm de longueur, se présentant sous forme isolée ou groupés par deux ou, rarement, en chaînes ou en petits amas, aérobies stricts ou aéro-anaérobies (Bordetella petrii est capable de croître en anaérobiose dans des conditions favorisant la respiration des nitrates et la réduction du séléniate), à métabolisme exclusivement respiratoire, catalase positive (environ 50 p. cent des souches de Bordetella holmesii sont faiblement catalase positive), non indologènes, ne produisant pas d'acétyl-méthyl-carbinol, n'hydrolysant ni l'esculine ni la gélatine, assimilant en aérobiose le citrate et possédant un G + C p. cent compris entre 60 et 69.
. Un résultat négatif est obtenu pour l'assimilation de l'adonitol, de l'amidon, de l'amygdaline, du D- et du L-arabinose, de l'arbutine, du cellobiose, de l'érythritol, du gentiobiose, de la N-acétyl-glucosamine, du D-glucose, du méthyl-alpha-D-glucoside, du glycérol, du glycogène, de l'inositol, de l'inuline, du lactose, du maltose, du mannose, du mannitol, du mélézitose, du mélibiose, du raffinose, du rhamnose, du ribose, du saccharose, de la salicine, du sorbitol, du tréhalose, du xylitol, du L- et du D-xylose et du méthyl-bêta-D-xyloside.
Selon Vandamme et al., à l'exception de l'esculine et du 5-céto-gluconate dont les résultats sont variables, les Bordetella sp. n'assimilent pas les sucres incorporés dans une galerie API 50 CH. La liste donnée ci-dessus est plus limitée car les réponses aux autres tests d'assimilation ne sont pas indiquées pour Bordetella petrii.
. La mobilité, la présence d'une capsule, la présence de fimbriae, la présence d'une oxydase, la réduction des nitrates, la production d'une uréase et l'assimilation en aérobiose du D-gluconate, de l'adipate, du caprate, du malate et du phénylacétate varient selon les espèces.
. Toutes les souches de bordetelles cultivent en aérobiose à 30 et à 37 °C. Les autres caractères culturaux tels que la croissance sur une gélose de MacConkey, les capacités de croissance à 25 et à 42 °C ou la présence d'une hémolyse sont variables selon les espèces.
Quelques caractères permettant de différencier les différentes espèces du genre Bordetella sont donnés dans le tableau I.
Orientation bibliographique
DE LEY (J.), SEGERS (P.), KERSTERS (K.), MANNHEIM (W.) et LIEVENS (A.) : Intra- and intergeneric similarities of the Bordetella ribosomal ribonucleic acid cistrons: proposal for a new family, Alcaligenaceae. Int. J. Syst. Bacteriol., 1986, 36, 405-414.
ROSSELLÓ-MORA (R.) et AMANN (R.) : Review. The species concept for prokaryotes. FEMS Microbiol. Rev., 2001, 25, 39-67.
VANDAMME (P.), HEYNDRICKX (M.), VANCANNEYT (M.), HOSTE (B.), DE VOS (P.), FALSEN (E.), KERSTERS (K.) et HINZ (K.H.): Bordetella trematum sp. nov., isolated from wounds and ear infections in humans, and reassessment of Alcaligenes denitrificans Rüger and Tan 1983. Int. J. Syst. Bacteriol., 1996, 46, 849-858.
Von WINTZINGERODE (F.), SCHATTKE (A.), SIDDIQUI (R.A.), RÖSICK (U.), GÖBEL (U.B.) et GROSS (R.) : Bordetella petrii sp. nov., isolated from an anaerobic bioreactor, and emended description of the genus Bordetella. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2001, 51, 1257-1265.
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Le genre Bordetella et les espèces Bordetella bronchiseptica, Bordetella parapertussis et Bordetella pertussis, sont listés dans les Approved Lists of Bacterial Names. Depuis la parution de ces listes, il s'est enrichi de cinq nouvelles espèces : ¤ Bordetella avium (1984), ¤ Bordetella hinzii (1995), Bordetella holmesii (1995), Bordetella trematum (1996) et Bordetella petrii (2001).
Dans la septième édition du Bergey's Manual of Determinative Bacteriology, le genre Bordetella était placé dans la famille des Brucellaceae. Dans la huitième édition de cet ouvrage et dans le Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, la position taxonomique du genre Bordetella est considérée comme incertaine. En 1986, des études génotypiques (hybridation ARNr - ARNr, hybridation ARNr - ADN) et phénotypiques (auxanogrammes) montrent que les genres Bordetella et Alcaligenes sont apparentés ce qui conduit De Ley et al. à les placer au sein d'une nouvelle famille, la famille des Alcaligenaceae (voir infra, la note **).
Les résultats d'hybridations ADN - ADN, confirmés par des résultats d'hybridation ADN - ARNr, par les valeurs du G + C p. cent et par la comparaison de la mobilité électrophorétique d'iso-enzymes prouvent que Bordetella bronchiseptica, Bordetella parapertussis et Bordetella pertussis appartiennent à une unique espèce qui, en raison des règles de priorité, devrait être appelée Bordetella bronchiseptica.
Les caractères phénotypiques permettent de différencier Bordetella bronchiseptica, Bordetella parapertussis et Bordetella pertussis. Aussi, en raison de leur importance médicale et afin de ne pas jeter le trouble dans l'esprit des cliniciens, Kloos et al. (1981) suggèrent de considérer ces bactéries comme trois sous-espèces d'une unique espèce. Toutefois, ces auteurs ne formulent aucune proposition et, depuis 1981, aucun changement de nomenclature n'a été validement publié si bien que Bordetella bronchiseptica, Bordetella parapertussis et Bordetella pertussis conservent leur statut dans la nomenclature.
La comparaison de la mobilité électrophorétique d'iso-enzymes et l'étude des séquences d'insertion IS481 (présentes chez Bordetella pertussis et chez quelques souches de Bordetella bronchiseptica), IS1001 (présentes chez Bordetella parapertussis et chez certaines souches de Bordetella bronchiseptica) et IS1002 (présentes chez Bordetella pertussis, chez les souches de Bordetella parapertussis d'origine humaine et chez de rares souches de Bordetella bronchiseptica) ont conduit à proposer Bordetella bronchiseptica comme ancêtre commun de Bordetella parapertussis et de Bordetella pertussis. Si la divergence de Bordetella pertussis à partir de Bordetella bronchiseptica est contestée par certains auteurs, il semble bien que les souches ovines et humaines de Bordetella parapertussis dérivent de souches de Bordetella bronchiseptica adaptées au mouton ou à l'homme. Cette évolution se serait produite de manière indépendante et les souches de Bordetella parapertussis d'origine humaine seraient apparues après les souches d'origine ovine.
Les cinq autres espèces du genre (¤ Bordetella avium, ¤ Bordetella hinzii, Bordetella holmesii, Bordetella petrii et Bordetella trematum) sont des espèces bien individualisées sur le plan génétique.
Références :
. DE LEY (J.), SEGERS (P.), KERSTERS (K.), MANNHEIM (W.) et LIEVENS (A.) : Intra- and intergeneric similarities of the Bordetella ribosomal ribonucleic acid cistrons: proposal for a new family, Alcaligenaceae. Int. J. Syst. Bacteriol., 1986, 36, 405-414.
. EUZÉBY (J.P.) : Bordetella. In : List of Procaryotic Names with Standing in Nomenclature.
. KLOOS (W.E.), MOHAPATRA (N.), DOBROGOSZ (W.J.), EZZELL (J.W.) et MANCLARK (C.R.) : Deoxyribonucleotide sequence relationships among Bordetella species. Int. J. Syst. Bacteriol., 1981, 31, 173-176.
. VAN DER ZEE (A.), GROENENDIJK (H.), PEETERS (M.) et MOOI (F.R.) : The differentiation of Bordetella parapertussis and Bordetella bronchiseptica from humans and animals as determined by DNA polymorphism mediated by two different insertion sequence elements suggests their phylogenetic relationship. Int. J. Syst. Bacteriol., 1996, 46, 640-647.
. VAN DER ZEE (A.), MOOI (F.), VAN EMBDEN (J.) et MUSSER (J.) : Molecular evolution and host adaptation of Bordetella spp.: phylogenetic analysis using multilocus enzyme electrophoresis and typing with three insertion sequences. J. Bact., 1997, 179, 6609-6617.
** La famille des Alcaligenaceae
Voir le fichier ¤ Alcaligenaceae.
La survie de ¤ Bordetella avium peut toutefois atteindre quelques mois dans le milieu extérieur et, expérimentalement, Bordetella bronchiseptica est apte à se multiplier dans du tampon PBS, dans de l'eau douce et dans de l'eau de mer. Dans ces milieux, Bordetella bronchiseptica est capable de survivre au moins trois semaines à 37 °C.
La protéine BVG S (BVG pour Bordetella Virulence Gene) module la phosphorylation de la protéine BVG A qui est un activateur positif de la transcription des gènes vag (ou activated genes) codant pour les toxines et les adhésines synthétisées par quelques espèces du genre Bordetella.
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Certains caractères, étudiés par Vandamme et al., ne peuvent être listés dans les caractéristiques du genre Bordetella car ils n'ont pas été étudiés pour Bordetella petrii.
Toutes les souches étudiées en 1996 par Vandamme et al. donnent un résultat positif pour les tests estérase (C4), leucine arylamidase, alanine arylamidase, glycine arylamidase et phosphatase acide.
En revanche, la réponse est négative pour les tests ADH, LDC, ODC, alpha-galactosidase, bêta-galactosidase, alpha-fucosidase, alpha-glucosidase, bêta-glucosidase, bêta-glucuronidase, N-acétyl-bêta-glucosaminidase, alpha-maltosidase, alpha-mannosidase, cystine arylamidase, acide pyroglutamique arylamidase, activité peptidasique vis-à-vis de la benzoyl-arginine-bêta-naphtylamide (activité trypsine-like), assimilation des sucres présents dans une galerie API 50 CH à l'exception de l'esculine et du 5-céto-gluconate dont les résultats sont variables (les résultats ne sont pas donnés pour l'assimilation du 2-céto-gluconate).