J.P. Euzéby : Dictionnaire de Bactériologie Vétérinaire |
Créé le 27 avril 2004
BIFIDOBACTERIUM PSYCHRAEROPHILUM
Autre dénomination : "Bifidobacterium psychroaerophilum" (sic).
En 2003, la présence d'une fructose-6-phosphate phosphocétolase permet à Simpson et al. de placer 160 souches bactériennes isolées d'un caecum de porc dans le genre Bifidobacterium*. L'analyse des fragments de macrorestriction obtenus avec l'enzyme XbaI et l'étude de la séquence des ARNr 16S permettent à ces auteurs de reconnaître deux nouvelles espèces qu'ils dénomment "Bifidobacterium psychroaerophilum" et "Bifidobacterium aerophilum". L'analyse phylogénétique révèle que "Bifidobacterium psychroaerophilum" appartient au genre Bifidobacterium sensu stricto alors que "Bifidobacterium aerophilum" est apparenté aux genres Parascardovia** et Scardovia**.
La détermination du G + C p. cent et le séquençage du gène codant pour la protéine du choc thermique de 60 kDa*** confirment que "Bifidobacterium psychroaerophilum" est une authentique bifidobactérie pour laquelle Simpson et al. proposent la nomenclature de Bifidobacterium psychraerophilum qui sera validement publiée le 11 mars 2004. En revanche, la même étude montre que "Bifidobacterium aerophilum" constitue un nouveau genre, le genre ¤ Aeriscardovia.
L'espèce Bifidobacterium psychraerophilum est constituée de bacilles à Gram positif de forme irrégulière, présentant parfois un aspect bifide, de 0,7 à 1,0 µm de diamètre sur 0,8 à 1,5 µm de longueur, se présentant de manière isolée ou groupés par deux, immobiles, non sporulés, catalase, oxydase et nitrate réductase négatives.
Les caractères biochimiques ont été étudiés à l'aide de galeries API 20A et API Rapid ID32A.
. La souche type de Bifidobacterium psychraerophilum donne une réponse positive aux tests alpha-galactosidase, bêta-galactosidase, alpha-glucosidase, bêta-glucosidase, alpha-arabinosidase, arginine arylamidase, proline arylamidase, phénylalanine arylamidase, leucine arylamidase, tyrosine arylamidase, glycine arylamidase, histidine arylamidase, sérine arylamidase, fermentation de l'arabinose, du cellobiose, du glucose, du mélézitose, du raffinose, du saccharose, de la salicine et du xylose.
. La souche type de Bifidobacterium psychraerophilum donne une réponse négative aux tests uréase, indole, hydrolyse de la gélatine, phosphatase alcaline, alpha-fucosidase, bêta-galactosidase-6-phosphate, bêta-glucuronidase, N-acétyl-bêta-glucosaminidase, acide glutamique décarboxylase, leucyl glycine arylamidase, alanine arylamidase, glutamyl acide glutamique arylamidase, fermentation du glycérol, du lactose, du maltose, du mannitol, du mannose, du rhamnose, du sorbitol et du tréhalose.
La température optimale de croissance est de 37 °C, mais Bifidobacterium psychraerophilum cultive à des températures comprises entre 4 et 42 °C.
En anaérobiose, les colonies obtenues sur une gélose MRS**** contenant 0,5 g/L de chlorydrate de cystéine sont blanches, circulaires, convexes, à contour régulier et leur diamètre est d'environ 3 mm après trois jours d'incubation à 37 °C.
Des colonies sont également obtenues après incubation en aérobiose mais leur diamètre ne dépasse pas 1 mm.
La possibilité de croître à 4 °C et la possibilité de croître en aérobiose sont deux caractères inhabituels pour un représentant du genre Bifidobacterium.
Bifidobacterium psychraerophilum serait présent dans l'alimentation des porcs ou serait un hôte normal du caecum du porc.
Orientation bibliographique
SIMPSON (P.J.), ROSS (R.P.), FITZGERALD (G.F.) et STANTON (C.) : Bifidobacterium psychraerophilum sp. nov. and Aeriscardovia aeriphila gen. nov., sp. nov., isolated from a porcine caecum. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2004, 54, 401-406.
SIMPSON (P.J.), STANTON (C.), FITZGERALD (G.F.) et ROSS (R.P.) : Genomic diversity and relatedness of bifidobacteria isolated from a porcine cecum. J. Bacteriol., 2003, 185, 2571-2581.
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Les espèces du genre Bifidobacterium sont des bacilles à Gram positif, non acido-résistants, très polymorphes (Cf. infra), immobiles, non capsulés, non sporulés, anaérobies (certaines espèces tolèrent cependant l'oxygène en présence de dioxyde de carbone, Bifidobacterium psychraerophilum cultive faiblement en aérobiose et ¤ Bifidobacterium tsurumiense est aéro-anaérobie), catalase négative (à l'exception de Bifidobacterium asteroides qui est catalase positive lorsque les souches sont cultivées en présence d'air et de Bifidobacterium indicum qui est catalase positive lorsque la culture est effectuée en présence d'air et dans un milieu qui contient de l'hémine), nitrate réductase négative (sauf si la culture est effectuée en présence de globules rouges lysés), synthétisant une fructose-6-phosphate phosphocétolase ou EC 4.1.2.22, fermentant le glucose sans production de gaz et produisant de l'acide acétique et de l'acide lactique comme produits terminaux de la fermentation du glucose. ¤ Bifidobacterium animalis subsp. lactis produit cependant de grandes quantités d'acide formique.
La fructose-6-phosphate phosphocétolase est une enzyme clé du métabolisme des hexoses qui s'effectue selon une voie qualifiée de "bifid shunt". Cette enzyme clive le fructose-6-phosphate en acetylphosphate et en érythrose-4-phosphate.
La morphologie est variable selon les espèces et l'aspect bifide n'est pas constant. Par exemple, ¤ Bifidobacterium animalis subsp. animalis, Bifidobacterium bifidum et ¤ Bifidobacterium longum (souches des trois biovars) sont des bacilles généralement bifides alors que Bifidobacterium coryneforme ou Bifidobacterium minimum ressemblent à des corynébactéries.
Les milieux de culture les plus adaptés sont les milieux TGY (trypticase, glucose, extraits de levure), TPY (trypticase phytone, extraits de levure) et TPYG (trypticase phytone, extraits de levure, glucose). Les colonies obtenues après incubation à 37 °C en anaérobiose sont lisses, convexes, à contour régulier, de couleur blanche ou crème et leur diamètre est d'environ 1 à 2 mm.
Le genre Bifidobacterium est le genre type de la famille des Bifidobacteriaceae (ordre des Bifidobacteriales, sous-classe des ¤ Actinobacteridae, classe des ¤ Actinobacteria, division des Firmicutes, domaine des Bacteria ou des Eubacteria). La liste des espèces et sous-espèces incluses dans le genre Bifidobacterium est donnée dans le fichier Bifidobacterium in List of Procaryotic Names with Standing in Nomenclature.
Bifidobacterium denticolens et Bifidobacterium inopinatum, isolés de caries dentaires chez l'homme, ne sont plus considérés comme des espèces du genre Bifidobacterium. Bifidobacterium denticolens a été transféré dans le genre Parascardovia et l'espèce Bifidobacterium inopinatum dans le genre Scardovia.
Le G + C p. cent varie de 53 à 67,5.
Quelques caractères permettant de différencier les Bifidobacterium sp. des genres apparentés sont donnés dans le tableau I.
Les bifidobactéries sont le plus souvent présentes dans l'intestin de l'homme et des animaux et elles peuvent être isolées des eaux usées (Bifidobacterium adolescentis, ¤ Bifidobacterium animalis subsp. animalis, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium catenulatum, Bifidobacterium choerinum, Bifidobacterium minimum, Bifidobacterium pseudocatenulatum, Bifidobacterium pseudolongum subsp. globosum, Bifidobacterium subtile, Bifidobacterium thermacidophilum, Bifidobacterium thermophilum...).
Les espèces du genre Bifidobacterium peuvent être inféodées à un hôte ou avoir un habitat plus large.
. Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium catenulatum, Bifidobacterium dentium, Bifidobacterium scardovii sont associés à l'espèce humaine.
. Bifidobacterium merycicum et Bifidobacterium ruminantium sont isolés des bovins.
. Bifidobacterium choerinum, Bifidobacterium psychraerophilum et ¤ Bifidobacterium thermacidophilum subsp. porcinum sont présents chez les porcs
. Bifidobacterium gallinarum et Bifidobacterium pullorum sont associés aux volailles.
. Bifidobacterium cuniculi, Bifidobacterium saeculare et Bifidobacterium magnum sont isolés des lapins.
. ¤ Bifidobacterium tsurumiense est isolé des hamsters.
. Bifidobacterium asteroides, Bifidobacterium coryneforme et Bifidobacterium indicum sont hébergés dans l'intestin des abeilles.
. En revanche, ¤ Bifidobacterium animalis subsp. animalis, Bifidobacterium boum, ¤ Bifidobacterium longum, Bifidobacterium pseudolongum, Bifidobacterium thermophilum... sont isolés de diverses espèces animales.
L'habitat des bifidobactéries n'est cependant pas restreint à l'intestin.
. Quelques espèces comme Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium dentium ou ¤ Bifidobacterium longum biovar Infantis peuvent également coloniser le vagin de la femme.
. Bifidobacterium dentium a pour habitat la cavité orale de l'homme, mais cette espèce est également retrouvée dans les fèces et dans le vagin.
. ¤ Bifidobacterium tsurumiense est présent dans la plaque dentaire des hamsters.
. ¤ Bifidobacterium animalis subsp. lactis est principalement isolé de laits fermentés.
. Bifidobacterium thermacidophilum subsp. thermacidophilum n'a été isolé que des eaux usées d'une station d'épuration.
Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium breve et ¤ Bifidobacterium longum sont occasionnellement mis en évidence dans des prélèvements cliniques, mais les espèces douées du plus fort pouvoir pathogène potentiel sont Bifidobacterium dentium isolé notamment de caries et d'abcès et Bifidobacterium scardovii isolé de divers prélèvements d'origine humaine (sang d'une femme âgée de 50 ans, urines de patients âgés, hanche d'une femme de 44 ans).
Les Bifidobacterium sp. s'opposent à l'implantation intestinale des bactéries à l'origine de putréfaction et de bactéries pathogènes, ils peuvent stimuler le système immunitaire et ils semblent avoir un effet dans la prévention des cancers du colon et du rectum. Aussi, différentes souches de ¤ Bifidobacterium animalis, de Bifidobacterium bifidum, de Bifidobacterium breve, de ¤ Bifidobacterium longum... sont utilisées comme probiotiques.
** : Les genres Parascardovia et Scardovia
Les genres Parascardovia et Scardovia ont été validement publiés le 15 mai 2002 pour reclasser Bifidobacterium denticolens (Parascardovia denticolens) et Bifidobacterium inopinatum (Scardovia inopinata). Ces reclassements sont basés sur l'analyse des séquences des ARNr 16S, sur l'analyse des séquences des gènes codant pour la protéine du choc thermique de 60 kDa et sur la valeur du G + C p. cent.
Quelques caractères permettant de différencier les genres Parascardovia et Scardovia des genres apparentés sont donnés dans le tableau I.
Référence: JIAN (W.) et DONG (X.) : Transfer of Bifidobacterium inopinatum and Bifidobacterium denticolens to Scardovia inopinata gen. nov., comb. nov., and Parascardovia denticolens gen. nov., comb. nov., respectively. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2002, 52, 809-812.
La détermination des homologies ADN-ADN demeure la référence pour définir une genomospecies bactérienne (voir le fichier ¤ "Définitions d'une genomospecies et d'une espèce bactérienne"). Toutefois, cette technique est de réalisation difficile et les taxonomistes sont encouragés à développer de nouvelles méthodes susceptibles de remplacer les hybridations ADN-ADN ou susceptibles d'apporter des informations complémentaires.
L'étude des séquences des ARNr 16S est couramment utilisée mais certaines espèces du genre Bifidobacterium ont des homologies de séquences supérieures à 99 p. cent ce qui est une valeur trop élevée pour les différencier.
L'étude des gènes codant pour les trans-aldolases (PCR-DGGE, PCR-Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) a été utilisée pour des souches d'origine humaine mais elle ne permet pas de distinguer Bifidobacterium angulatum de Bifidobacterium catenulatum.
L'étude du gène codant pour la protéine HSP60 a été utilisée pour les Bartonella sp., les Bifidobacterium sp., les Macrococcus sp., les Scardovia sp. et les Staphylococcus sp.
Selon Zhu et al., au sein du genre Bifidobacterium, les souches d'une même espèce présentent des homologies de séquences comprises entre 96,5 et 100 p. cent ; les souches d'une sous-espèce ont des homologies comprises entre 95,5 et 97 p. cent et les souches d'espèces différentes présentent des homologies comprises entre 80 et 96 p. cent.
Références :
. JIAN (W.) et DONG (X.) : Transfer of Bifidobacterium inopinatum and Bifidobacterium denticolens to Scardovia inopinata gen. nov., comb. nov., and Parascardovia denticolens gen. nov., comb. nov., respectively. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2002, 52, 809-812.
. JIAN (W.), ZHU (L.) et DONG (X.) : New approach to phylogenetic analysis of the genus Bifidobacterium based on partial HSP60 gene sequences. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2001, 51, 1633-1638.
. KWOK (A.Y.C.) et CHOW (A.W.) : Phylogenetic study of Staphylococcus and Macrococcus species based on partial hsp60 gene sequences. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2003, 53, 87-92.
. KWOK (A.Y.C.), SU (S.C.), REYNOLDS (R.P.), BAY (S.J.), AV-GAY (Y.), DOVICHI (N.J.) et CHOW (A.W.) : Species identification and phylogenetic relationships based on partial HSP60 gene sequences within the genus Staphylococcus. Int. J. Syst. Bacteriol., 1999, 49, 1181-1192.
. MARSTON (E.L.), SUMNER (J.W.) et REGNERY (R.L.) : Evaluation of intraspecies genetic variation within the 60 kDa heat-shock protein gene (groEL) of Bartonella species. Int. J. Syst. Bacteriol., 1999, 49, 1015-1023.
. REQUENA (T.), BURTON (J.), MATSUKI (T.), MUNRO (K.), SIMON (M.A.), TANAKA (R.), WATANABE (K.) et TANNOCK (G.W.) : Identification, detection, and enumeration of human Bifidobacterium species by PCR targeting the transaldolase gene. Appl. Envir. Microbiol., 2002, 68, 2420-2427.
. ZHU (L.), LI (W.) et DONG (X.) : Species identification of genus Bifidobacterium based on partial HSP60 gene sequences and proposal of Bifidobacterium thermacidophilum subsp. porcinum subsp. nov. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2003, 53, 1619-1623.
**** : 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