J.P. Euzéby : Dictionnaire de Bactériologie Vétérinaire

Dernière mise à jour le 18 juin 1998

DICHELOBACTER NODOSUS

Autres dénominations : "Organism K", "Fusiformis nodosus", "Ristella nodosa", Bacteroides nodosus.

Systématique

L’étude de la séquence des ARNr 16S a révélé que Bacteroides nodosus appartient au sous-groupe gamma de la classe des Proteobacteria et que cette espèce est donc plus proche de Escherichia coli que de Bacteroides fragilis (espèce type du genre Bacteroides). Ultérieurement, Dewhirst et al. confirment ces résultats et ils proposent de transférer Bacteroides nodosus dans un nouveau genre avec la dénomination de Dichelobacter nodosus.
La comparaison des séquences des ARNr 16S montre que Dichelobacter nodosus est apparenté à Cardiobacterium hominis et à Suttonella indologenes et ces trois genres, tous monospécifiques, ont été rassemblés dans la famille des ¤ Cardiobacteriaceae.

Caractères bactériologiques

Dichelobacter nodosus est un bacille à Gram négatif (mais se décolorant parfois difficilement), droit ou légèrement incurvé, aux extrémités renflées (les renflements terminaux sont plus marqués in vivo que chez les bactéries en culture), mesurant 1,0 à 1,7 mm de diamètre sur 3,0 à 6,0 mm de longueur, présentant des granulations visibles après coloration au bleu de méthylène (technique de Loeffler), non sporulé, présentant une mobilité saccadée, anaérobie strict, catalase, oxydase et nitrate réductase négatives, ne fermentant pas le glucose, produisant de l’ammoniac à partir de l’arginine, de l’asparagine, de la sérine et de la thréonine, décarboxylant l’ornithine, non indologène, produisant une phosphatase, H₂S positif, réduisant le sélénite, hydolysant l’albumine, la caséine l’élastine, la gélatine et la viande, ne possédant ni uréase ni DNase ni coagulase ni lipase ni lécithinase ni hyaluronidase, n’hydrolysant ni l’amidon ni l’esculine, ne produisant pas d’ammoniac à partir de la cystéine, de la phényl alanine, de la citrulline et de l’ornithine. D'autres caractères bactériologiques figurent dans le tableau I.

La culture est difficile et pour l’isolement il convient de recourir à des milieux riches et fortement gélosés (50 g/L) qui permettent une croissance sélective par rapport aux autres bactéries. La culture est obtenue sur un milieu contenant de la kératine trypsinisée ou de la poudre de corne de sabots de ruminants ou sur gélose Eugon (milieu à base de peptones trypsiques de caséine et de peptones papaïniques de soja auquel on rajoute du sulfite de sodium, de la cystéine et des extraits de levure) additionnée de sang de cheval ou en milieux liquides à base de peptones et d’extraits de viande enrichis en arginine et en sérine (milieu TAS). La croissance est stimulée par le gaz carbonique, le Tween 80 ou le sérum de cheval. Les cultures sont incubées dans un mélange gazeux contenant 10 p. cent de CO₂ et 90 p. cent de H₂.

Les colonies, non pigmentées, non hémolytiques, transparentes, convexes, de 1 à 4 mm de diamètre avec parfois une tendance à l’étalement, sont obtenues après 3 à 5 jours d'incubation en anaérobiose à 37 °C. Les souches piliées forment des colonies perlées ou B (pour beaded), les souches n'élaborant pas de pili donnent des colonies M (pour muqueuses) ou C (pour circulaires).

Habitat et pouvoir pathogène

Dichelobacter nodosus est un parasite de l'épiderme inter-digité des ruminants. Sa survie dans le sol n'excède pas 2 semaines et elle nécessite de l’humidité et une température supérieure à 10 °C. Le réservoir de germes est donc constitué par les animaux infectés. Dichelobacter nodosus est l'agent d’une infection des pieds des ruminants connue sous le nom de piétin. Le piétin est en fait une infection multifactorielle qui associe souvent Dichelobacter nodosus et d'autres bactéries comme Fusobacterium necrophorum. La maladie a une répartition mondiale, elle apparaît au cours des saisons humides et elle se transmet par l’intermédiaire des sols (pâtures humides, sols boueux, litière humide dans les bergeries ou les camions). Chez les bovins, le piétin est généralement bénin mais chez les ovins et les caprins il peut donner des formes cliniques graves.

Dans les formes bénignes, le piétin se traduit par une boiterie qui régresse facilement après un traitement local ou lorsque les conditions d'environnement redeviennent bonnes. L’inflammation est modérée, limitée à l’espace interdigité et aboutit rarement à un décollement de la sole du sabot.

Dans les formes sévères, la boiterie est grave, chronique (évolution parfois supérieure à un an) et elle persiste même si les conditions d’environnement redeviennent bonnes. Les lésions sont extensives et caractérisées par une dermatite exsudative suivie d’une nécrose des tissus épidermiques du pied entraînant un décollement puis la chute de l’onglon. Les animaux se déplacent très difficilement, ils maigrissent et la qualité de la laine se détériore. Chez les animaux non traités, des cas de mortalité due à la faiblesse extrême des animaux peuvent être observés.

Dans les lésions, Dichelobacter nodosus est souvent associé à Fusobacterium necrophorum et parfois à Arcanobacterium pyogenes. D’autres bactéries, notamment dans le piétin des petits ruminants, ont été également retrouvées (Peptostreptococcus anaerobius, Prevotella buccae, Prevotella ruminicola, ¤ Alistipes putredinis, Megasphaera elsdenii, Leptotrichia buccalis, Clostridium perfringens ...) mais leurs responsabilités dans la génèse des lésions restent à établir.

Facteurs de pathogénicité

Toutes les souches de Dichelobacter nodosus ne manifestent pas un pouvoir pathogène identique et il est possible de distinguer des souches fortement pathogènes, des souches moyennement pathogènes et des souches faiblement pathogènes.

Dichelobacter nodosus porte des fimbriae ou pili qui se présentent sous la forme de filaments longs et fins, localisés à une extrémité de la bactérie (distribution polaire) ou aux deux extrémités de la cellule (distribution bipolaire). Ces pili dont le nombre peut atteindre quelques centaines, sont responsables de la mobilité mais, surtout, ils jouent un rôle dans la virulence en permettant l'attachement du germe aux cellules épithéliales et une progression des bactéries dans les lésions. D’une manière générale, les souches les plus pathogènes sont fortement piliées (elles forment des colonies B) et elles sont plus mobiles que les souches faiblement pathogènes. Les fimbriae sont constituées de l’assemblage d’une seule sous-unité polypeptidique dénommée piline, d’un poids moléculaire de l’ordre de 17 kDa et codée par le gène fimA. Ces pili sont fortement immunogènes et selon leur antigénicité (agglutination sur lame) ils se répartissent en 9 sérogroupes, désignés par les lettres A à I, qui comprennent un ou plusieurs sous-groupes ce qui donne un total de 16 sérovars différents. La piline comprend environ 150 acides aminés. Le premier acide aminé est la N-méthyl phénylalanine, les acides aminés 2 à 32 sont identiques pour tous les sérovars et les différences structurales sont localisées dans l'extrémité C terminale de la molécule. Ces pili suscitent une réponse immunitaire protectrice mais la protection est spécifique de sérogroupes. La distribution de ces pili, leur rôle dans la mobilité et la présence à l’extrémité N-terminale d’un résidu de méthyl phénylalanine permet de les classer dans les fimbriae de type IV. L’étude de l’organisation des gènes codant pour les sous unités protéiques des fimbriae permet de diviser les souches de Dichelobacter nodosus en 2 classes. Les souches des sérogroupes A, B, C, E, F, G et I possèdent un gène supplémentaire, le gène fimB, associé au gène fimA. Les souches des sérogroupes D et H ont une organisation plus complexe puisque 3 gènes supplémentaires (fimC, fimD et fimZ) sont associés à fimA. Les gènes fimB et fimD seraient impliqués dans l’exportation des sous unités protéiques, le gène fimC coderait pour une protéine associée à la membrane cytoplasmique et le gène fimZ code pour des sous-unités protéiques, présentant une homologie de plus de 50 p. cent avec la protéine codée par fimA, mais incapables de s’associer en fimbriae.

Dichelobacter nodosus est doué d'un fort pouvoir protéolytique et cette bactérie synthétise plusieurs protéases. Les souches virulentes produisent 4 sérine protéases acides et thermostables (V1, V2, V3, V5) et une protéase basique (BprV). Les souches douées d’un faible pouvoir pathogène excrètent 5 protéases acides et thermolabiles (B1, B2, B3, B4, B5) et une protéase basique (BprB) très proche de BprV. Les protéases des souches virulentes sont actives sur la caséine, le collagène, l’élastine, le fibrinogène, la gélatine, l’hémoglobine et la kératine. Ces protéases sont impliquées dans la génèse des lésions et de ce point de vue, les plus importantes sont la kératinase qui dégrade la kératine (constituant majeur du sabot), l’élastase dont le substrat est l’élastine (constituant majeur des ligaments) et la gélatinase qui hydrolyse la gélatine (constituant majeur du tissu conjonctif). Les souches virulentes possèdent aussi une polysaccharidase active sur des polysaccharides complexes présents dans le cartilage et le tissu conjonctif.

Dichelobacter nodosus produit aussi des amines toxiques (ptomaïnes) qui favoriseraient la diffusion et de la putrescine responsable de l'odeur caractéristique des lésions.

La présence de matériel capsulaire est controversée mais il semble cependant que Dichelobacter nodosus porte une fine capsule.

Diagnostic bactériologique

Comme pour toutes les bactéries anaérobies, le prélèvement doit être conservé à l'abri de l'oxygène (jarre anaérobie ou milieu de transport pour bactéries anaérobies). Le raclage de l'espace interdigité avec une lame de bistouri stérile permet ensuite de prélever, à l'écouvillon, un exsudat qui constitue le meilleur prélèvement. L’examen bactérioscopique d’un calque de lésion permet une première orientation. L'isolement du germe est délicat, on peut utiliser un milieu sélectif tel que la gélose Eugon enrichie en extraits de levure (0,2 p. cent) et en sang de cheval (10 p. cent) et contenant 1 mg/mL de lincomycine ou un milieu contenant 5 p. cent d'agar et 0,5 p. cents de poudre de corne de sabots de ruminants.

L'identification est orientée par les caractères morphologiques du germe et de ses colonies, par l'absence de fermentation du glucose et par le pouvoir protéolytique marqué (digestion de la gélatine et de la viande). La confirmation peut être obtenue en utilisant un test d'immunofluorescence faisant appel à des anticorps de lapin dirigés contre Dichelobacter nodosus.

L’amplification en chaîne par polymérase, utilisant des amorces dirigées contre l’ADN codant pour l’ARNr 16S, est capable de détecter une seule bactérie dans un prélèvement et elle s’avère très utile pour des études épidémiologiques et pour s’assurer de l’état sanitaire d’un troupeau ou d’un individu.

Certaines techniques permettent d’apprécier le pouvoir pathogène des souches :
- La mise en évidence d’élastase se réalise à l’aide d’élastine insoluble ou, mieux, d’élastine soluble. Les souches capables d’hydrolyser l’élastine en 7 à 14 jours correspondent à des souches très pathogènes alors que les souches hydrolysant l’élastine en 21-28 jours sont peu pathogènes.
- La thermosensibilité des protéases fait appel à une culture en bouillon dont une partie est chauffée 8 minutes à 67-68 °C et l’autre 16 minutes à la même température. L’activité protéolytique est ensuite appréciée sur une gélose à la gélatine. La réponse est obtenue en 8 jours.
- Des sondes d’acide nucléique, capables de détecter des gènes de virulence et de réagir avec toutes les souches, ont été synthétisées. Deux sondes sont utilisées, l’une (pV470-13) réagissant avec les gènes d’une souche virulente et l’autre (pB645-335) réagissant avec les gènes d’une souche responsable d’une forme bénigne de piétin. L’utilisation de ces sondes permet de classer les souches en trois groupes : les souches virulentes s’hybrident uniquement avec la sonde pV470-13, les souches peu virulentes s’hybrident uniquement avec la sonde pB645-335 et les souches de virulence intermédiaire s’hybrident avec les deux sondes.
- L’utilisation d’une paire d’amorces dérivées de la sonde pV470-13 (amorces Vf2 et Vr2) et l’utilisation d’une paire d’amorces dérivées de la sonde pB645-335 (amorces Bf et Br) permettent d’amplifier des séquences dont la taille varie avec la virulence des souches. En pratique, l’utilisation des sondes Vf2 et Vr2 permet d’identifier les trois types de souches : les souches virulentes conduisent à l’amplification d’une séquence de 875 pb, les souches de virulence intermédiaire conduisent à l’amplification d’une séquence de 1300 bp et aucune séquence n’est amplifiée lorsque le test est réalisé sur des souches peu virulentes. L’avantage majeur de cette technique est sa rapidité puisque les résultats peuvent être obtenus en 5 à 6 heures.

Sensibilité aux antibiotiques

Dichelobacter nodosus est sensible à de nombreux antibiotiques : pénicilline, tétracyclines, streptomycine, macrolides, sulfamides, chloramphénicol, nitro-imidazoles. Le traitement est effectué soit par voie générale soit, mieux, par voie locale (après parage des pieds) car les foyers d’infection sont localisés principalement au tissu kératinisé et donc peu vascularisé. L’utilisation locale d’antiseptiques (séjour d'une trentaine de minutes dans un pédiluve contenant soit 20 p. cent de sulfate de zinc et 2 p. cent de lauryl sulfate de sodium soit 10 p. cent de sulfate de cuivre et 10 p. cent de sulfate de zinc soit 7 p. cent de formol) semble aussi efficace que l’utilisation d’antibiotiques.

Prophylaxie

L’infection naturelle n’engendre pas de protection contre les infections ultérieures. Cependant, la vaccination pourrait avoir une certaine efficacité préventive et même curative (diminution de la sévérité des symptômes). Les vaccins actuellement commercialisés en France (à l’exception d’un vaccin qui ne contient aucun antigène de Dichelobacter nodosus !) font appel à des souches fortement piliées, appartenant à plusieurs sérovars, inactivées et adjuvées. La prophylaxie sanitaire (bonnes conditions d’hygiène, parage des pieds, passage au pédiluve, traitement précoce des lésions...), associée ou non à la prophylaxie médicale, est indispensable à la maîtrise de l’infection.

Orientation bibliographique

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