J.P. Euzéby : Dictionnaire de Bactériologie Vétérinaire |
Créé le 28 mai 2002
CLOSTRIDIUM LACTATIFERMENTANS
Systématique
Des bactéries lactiques et notamment des Lactobacillus sp. et des Bifidobacterium sp. sont présentes en grand nombre dans les caecums des poulets alors que la concentration en acide lactique est faible. Cette observation suggère que d'autres bactéries du caecum sont aptes à utiliser les lactates.
La recherche systématique de telles bactéries a permis à van der Wielen et al. d'isoler plusieurs souches de bacilles à Gram positif aptes à fermenter les lactates. Une de ces souches, la souche G17 = DSM 14214 = LMG 20954, isolée des caecums d'un poulet âgé de 31 jours, a fait l'objet d'une étude bactériologique approfondie.
Le G + C p. cent de la souche G17 est de 46 et l'analyse de la séquence de 1497 pb du gène codant pour l'ARNr 16S montre que cette souche est phylogénétiquement apparentée aux bactéries à Gram positif ayant un G + C p. cent inférieur à 50 et, plus précisément, aux bactéries du groupe XIVb tel qu'il est défini par Collins et al*. Au sein de ce groupe, la séquence de l'ARNr 16S de la souche G17 présente 93,5 p. cent d'homologie avec les séquences des souches types de Clostridium propionicum et de Clostridium neopropionicum. Toutefois, l'analyse des protéines cellulaires et les caractères phénotypiques permettent de distinguer ces souches.
Ces constations conduisent van der Wielen et al. a proposer la création d'une nouvelle espèce, Clostridium lactatifermentans dont la nomenclature a été validement publiée le 16 mai 2002.
On peut remarquer qu'aucune hybridation ADN - ADN n'a été effectuée et que la description de Clostridium lactatifermentans repose sur une unique souche alors que la description correcte d'une espèce bactérienne devrait reposer sur l'étude d'un minimum de 5 à 10 souches (voir Christensen et al. 2001 ou Rosselló-Mora et Amann 2001 ou Stackebrandt et al. 2002).
Caractères bactériologiques
Après culture à 37 °C dans un milieu BHI dont le pH est de 6,8, les cellules de la souche G17 sont constituées de bacilles aux extrémités effilées, de 2,8 à 10 µm de longueur sur 1,1 à 1,3 µm de diamètre, immobiles, se présentant de manière isolée ou groupés par deux ou groupés en chaînes, chimio-organotrophes, anaérobies stricts (aucune culture n'est obtenue en aérobiose ou dans une atmosphère micro-aérophile).
La coloration de Gram révèle des bacilles à Gram négatif mais un test au KOH** ainsi que l'examen au microscope électronique montrent que la structure pariétale est celle d'une bactérie à Gram positif.
Aucune spore ne peut être mise en évidence et aucune croissance n'est observée après un chauffage de 10 minutes à 70 ou 80 °C.
La croissance est obtenue pour des pH compris entre 5,6 et 8,3 (optimum compris entre 6,4 et 7,3) et pour des températures variant de 30 à 47 °C (optimum 41 °C). Les caecums des poulets ayant un pH voisin de 6 et une température de 41 °C, Clostridium lactatifermentans est particulièrement bien adapté à son habitat.
En utilisant des galeries API 20A, Clostridium lactatifermentans est gélatinase positive et il acidifie le glucose et le xylose. Des résultats négatifs sont obtenus avec les autres tests de la galerie (indole, urée, hydrolyse de l'esculine, catalase, acidification de l'arabinose, du cellobiose, du glycérol, du lactose, du maltose, du mannitol, du mannose, du mélézitose, du raffinose, du rhamnose, du saccharose, de la salicine, du sorbitol et du tréhalose).
Clostridium lactatifermentans utilise la L-alanine, la L-cystéine, le glucose, le DL-lactate, le pyruvate, la L-sérine, la L-thréonine et le xylose. L'utilisation du lactate et du glucose conduit à la formation d'acétate, de propionate, de butyrate et d'isovalérate.
L'utilisation du glucose, l'utilisation du xylose, l'acidification du xylose, l'absence de mobilité, l'absence de spore et la température optimale de croissance permettent de différencier Clostridium lactatifermentans de Clostridium propionicum ou de Clostridium neopropionicum. De plus, l'habitat de Clostridium propionicum est de Clostridium neopropionicum est différent puisque le premier est isolé de sédiments marins et le second est isolé de déchets résultant du traitement de la canne à sucre.
Habitat
L'habitat de Clostridium lactatifermentans semble être constitué par les caecums des poulets.
L'utilisation du lactate comme seule source de carbone et d'énergie est une propriété essentielle de Clostridium lactatifermentans. Quand le germe est cultivé sur un milieu contenant du lactate et du glucose ou du lactate et du xylose, le lactate est toujours dégradé en premier. Les lactates sont certainement produits en grande quantité dans les caecums des poulets car de nombreuses bactéries lactiques sont présentes. L'utilisation du lactate par Clostridium lactatifermentans conduit à la formation d'acides gras volatils dont l'acétate, le propionate et, dans une moindre mesure, le butyrate. Ces acides gras volatils sont aptes à inhiber la croissance des entérobactéries et, in vitro, ils diminuent la croissance de Salmonella choleraesuis subsp. choleraesuis sérovar Enteritidis. De ce fait, Clostridium lactatifermentans pourrait avoir un rôle bénéfique en réduisant la colonisation des caecums par des entérobactéries éventuellement douées d'un pouvoir pathogène.
Orientation bibliographique
CHRISTENSEN (H.), BISGAARD (M.), FREDERIKSEN (W.), MUTTERS (R.), KUHNERT (P.) et OLSEN (J.E.) : Is characterization of a single isolate sufficient for valid publication of a new genus or species? Proposal to modify Recommendation 30b of the Bacteriological Code (1990 Revision). Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2001, 51, 2221-2225.
ROSSELLÓ-MORA (R.) et AMANN (R.) : Review. The species concept for prokaryotes. FEMS Microbiol. Rev., 2001, 25, 39-67.
STACKEBRANDT (E.), FREDERIKSEN (W.), GARRITY (G.M.), GRIMONT (P.A.D.), KÄMPFER (P.), MAIDEN (M.C.J.), NESME (X.), ROSSELLO-MORA (R.), SWINGS (J.), TRÜPER (H.G.), VAUTERIN (L.), WARD (A.C.) et WHITMAN (W.B.) : Report of the ad hoc committee for the re-evaluation of the species definition in bacteriology. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2002, 52, 1043-1047.
VAN DER WIELEN (P.W.J.J.), BIESTERVELD (S.), LIPMAN (L.J.A.) et VAN KNAPEN (F.) : Inhibition of a glucose-limited sequencing fed-batch culture of Salmonella enterica serovar Enteritidis by volatile fatty acids representative of the ceca of broiler chickens. Appl. Environ. Microbiol., 2001, 67, 1979-1982.
VAN DER WIELEN (P.W.J.J.), BIESTERVELD (S.), NOTERMANS (S.), HOFSTRA (H.), URLINGS (B.A.P.) et VAN KNAPEN (S.) : Role of volatile fatty acids in development of the cecal microflora in broiler chickens during growth. Appl. Environ. Microbiol., 2000, 66, 2536-2540.
VAN DER WIELEN (P.W.J.J.), ROVERS (G.M.L.L.), SCHEEPENS (J.M.A.) et BIESTERVELD (S.) : Clostridium lactatifermentans sp. nov., a lactate-fermenting anaerobe isolated from the caeca of a chicken. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2002, 52, 921-925.
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* : Phylogénie du genre Clostridium et des bactéries apparentées
En 1994, Collins et al. réalisent une étude phylogénétique (analyse de la séquence des ADNr 16S) des espèces du genre Clostridium et des bactéries apparentées. Leurs résultats montrent que le genre Clostridium devrait être restreint aux espèces apparentées à Clostridium butyricum (espèce type du genre) et que les autres clostridies se répartissent dans au moins 24 genres appartenant à au moins neuf familles différentes. Ces auteurs placent Clostridium colinum, Clostridium lentocellum, Clostridium propionicum, Clostridium neopropionicum, Clostridium piliforme ainsi que "Epulopiscium" sp. dans le groupe XIVb.
Pour ces auteurs le groupe XIVb formeraient un nouvelle famille (dénommée famille 10) qui comprendrait quatre genres.
Genre 1 : "Epulopiscium" sp.
Genre 2 : Clostridium lentocellum
Genre 3 : Clostridium propionicum et Clostridium neopropionicum
Genre 4 : Clostridium colinum et Clostridium piliforme
** : Technique au KOH ou technique de Ryu
Cette technique, proposée par Ryu en 1938, permet de distinguer les bactéries à Gram négatif des bactéries à Gram positif sans avoir à effectuer une coloration de Gram. Son utilisation s'avère particulièrement utile pour l'étude de bactéries à Gram positif qui perdent facilement la coloration de Gram lorsque les cultures ont plus de quelques heures d'incubation. C'est notamment le cas de certaines souches de Bacillus sp. ou de Clostridium sp.
. Ensemencer une boîte de Pétri avec la culture à examiner et incuber la boîte durant 24 à 48 heures (les cultures les plus jeunes donnent les meilleurs résultats).
. Placer deux ou trois gouttes d'une solution de KOH à 3 p. cent sur une lame de verre.
. Prélever la culture bactérienne avec une effilure de pipette boutonnée et mettre l'inoculum en suspension dans la solution de KOH (mouvements circulaires rapides). L'inoculum doit être relativement important et la culture présente à l'extrémité de la pipette doit être facilement visible à l'œil nu.
. Les enveloppes des bactéries à Gram négatif sont lysées par le KOH. L'ADN est libéré et forme un gel si bien qu'en moins de 60 secondes, le liquide devient visqueux. En retirant doucement l'effilure de la pipette, il est possible de voir la formation d'un filament. Les bactéries à Gram positif ne sont pas lysées et on n'observe aucune viscosité du liquide.
L'article de E. M. POWERS (Efficacy of the Ryu nonstaining KOH technique for rapidly determining Gram reactions of food-borne and waterborne bacteria and yeasts. Appl. Environ. Microbiol., 1995, 61, 3756-3758) rappelle le principe et l'utilité de ce test et cite plusieurs références bibliographiques importantes dont celles des publications de E. Ryu.