J.P. Euzéby : Dictionnaire de Bactériologie Vétérinaire |
Créé le 30 septembre 2003
BIFIDOBACTERIUM THERMACIDOPHILUM SUBSP. PORCINUM
À la date du 30 septembre 2003, le genre Bifidobacterium* rassemble plus de 30 espèces et sous-espèces différentes (voir le fichier Bifidobacterium in List of Procaryotic Names with Standing in Nomenclature).
La nomenclature de Bifidobacterium thermacidophilum a été validement publiée le 11 janvier 2000 pour trois souches bactériennes isolées d'eaux usées.
Lors d'un travail ayant pour but de démontrer que le séquençage des gènes codant pour la protéine du choc thermique de 60 kDa (gène hsp60) pouvait se substituer aux homologies ADN-ADN**, Zhu et al. étudient 32 souches de Bifidobacterium isolées de l'homme et de diverses espèces animales (lapins, daims, bovins et porcs).
Les pourcentages d'homologie entre les séquences des ARNr 16S de deux souches isolées de fèces de porcelets et les séquences des souches types des espèces thermotrophes du genre Bifidobacterium (Bifidobacterium boum, Bifidobacterium thermacidophilum et Bifidobacterium thermophilum) sont égaux ou supérieurs à 97. Le pourcentage d'homologie le plus élevé (97,9) est noté entre les souches porcines et Bifidobacterium boum. Toutefois, les plus fortes homologies ADN-ADN (83 p. cent) et les plus fortes homologies de séquences des gènes hsp60 (97 p. cent) sont observées entre les souches porcines et Bifidobacterium thermacidophilum. Ces valeurs sont compatibles avec la reconnaissance d'une nouvelle sous-espèce.
Les deux souches isolées de porcelets présentent quelques caractères phénotypiques particuliers et Zhu et al. proposent de les placer dans la nouvelle sous-espèce Bifidobacterium thermacidophilum subsp. porcinum dont la nomenclature sera validement publiée le 12 septembre 2003.
La caractérisation de cette nouvelle sous-espèce, conduit Zhu et al. à modifier la description de Bifidobacterium thermacidophilum.
Les souches de Bifidobacterium thermacidophilum sont constituées de bacilles à Gram positif, de forme irrégulière, mesurant 0,5 µm de diamètre sur 3 à 8 µm de longueur, immobiles, non sporulés, anaérobies, fermentant le glucose sans formation de gaz en produisant de l'acide acétique et de l'acide lactique. La température optimale de croissance est comprise entre 37 et 41 °C mais une culture est observée pour des températures allant de 30 à 49,5 °C. Le pH optimal est de l'ordre de 7,0-7,2, mais la croissance est bonne pour un pH de 4,5 alors qu'elle est retardée pour un pH de 4,0.
Bifidobacterium thermacidophilum fermente l'amidon, le D-fructose, le galactose, le D-glucose, le glycogène, le maltose, le mélibiose, le saccharose, le D-raffinose et le D-turanose. Une réponse négative est notée pour la fermentation du mannitol, du rhamnose et du sorbose. La fermentation du L-arabinose, du gluconate, du méthyl alpha-D-glucoside, de l'inuline, du lactose, du D-mannose, du ribose, de la salicine du tréhalose et du xylose est variable selon les souches.
Le lait tournesolé n'est ni acidifié ni coagulé par la plupart des souches.
Bifidobacterium thermacidophilum subsp. porcinum ne peut cultiver à une température supérieure à 46,5 °C. Les souches de cette sous-espèce acidifient le tréhalose, mais elles n'acidifient ni le L-arabinose ni l'inuline ni le D-mannose.
Les principaux caractères permettant de différencier Bifidobacterium thermacidophilum subsp. porcinum des autres espèces et sous-espèces thermotrophes du genre Bifidobacterium sont donnés dans le tableau I.
Les deux souches actuellement décrites ont été isolées des fèces de porcelets.
Orientation bibliographique
BIAVATI (B.) et MATTARELLI (P.) : The family Bifidobacteriaceae. In : M. Dworkin et al., eds., The Prokaryotes: An Evolving Electronic Resource for the Microbiological Community, 3rd edition, release 3.7, 11/2/2001, Springer-Verlag, New York, http://link.springer-ny.com/link/service/books/10125/.
SCARDOVI (V.) : Genus Bifidobacterium Orla-Jensen 1924, 472AL. In: P.H.A. SNEATH, N.S. MAIR, M.E. SHARPE et J.G. HOLT (éds.) Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology, vol. 2, The Williams & Wilkins Co., Baltimore, 1986, pp. 1418-1434.
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.
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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.
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.
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