J.P. Euzéby : Dictionnaire de Bactériologie Vétérinaire |
Créé le 04 mai 2007
LYSINIBACILLUS SPHAERICUS
Voir aussi le fichier Bacillus.
Introduction
Lysinibacillus sphaericus est une espèce qui a été décrite en 1904 sous la nomenclature de Bacillus sphaericus.
Lysinibacillus sphaericus est une bactérie mésophile, à métabolisme oxydatif, formant une spore sphérique et donnant une réponse négative à la majorité des tests utilisés pour l'identification des Bacillus sensu lato. En se basant sur ces simples critères phénotypiques, de nombreuses souches de Bacillus spp. ont été placées dans l'espèce Lysinibacillus sphaericus qui apparaissait très hétérogène.
La mise en évidence du pouvoir entomopathogène de quelques souches qualifiées de Lysinus (Bacillus) sphaericus a relancé l'intérêt porté à cette espèce. Les études taxonomiques montrent cependant que les souches entomopathogènes n'appartiennent pas à l'espèce Lysinibacillus sphaericus ce qui diminue considérablement l'importance pratique de ces bactéries. Si l'on ajoute que le pouvoir pathogène de Lysinibacillus sphaericus est classiquement considéré comme faible pour les vertébrés, on peut s'interroger sur l'utilité d'un tel fichier au sein d'un site consacré à la bactériologie vétérinaire.
Toutefois, depuis 1999, quelques laboratoires spécialisés en pathologie aviaire isolent des souches identiques ou proches de Lysinibacillus (Bacillus) sphaericus lors de pathologies évoquant des infections à ¤ Riemerella anatipestifer.
Systématique
Le premier janvier 1980, la nomenclature de Bacillus sphaericus a été citée dans les Approved Lists of Bacterial Names.
En 1980, l'étude des homologies ADN-ADN, réalisée sur 62 souches de Bacillus sphaericus, permet à Krych et al. de définir cinq genomospecies* (groupes I à V) regroupant 50 des souches étudiées. La souche type de Bacillus sphaericus appartient au groupe d'homologie I qui constitue donc l'espèce Bacillus sphaericus sensu stricto. Les souches du groupe II sont elles mêmes subdivisées en deux sous-groupes (IIA et IIB) qui pourraient être considérées comme des sous-espèces d'une unique espèce. Il est important de remarquer que sur les 62 souches étudiées, toutes les souches entomopathogènes appartiennent au groupe IIA.
Comme il est très difficile de caractériser les cinq genomospecies par leurs caractères phénotypiques, Krych et al. ne proposent pas de nouvelles nomenclatures. Ultérieurement, Priest et al. placeront les souches du groupe IIB dans une nouvelle espèce, Bacillus fusiformis, mais ces auteurs ne font aucune proposition pour les souches du groupe IIA.
L'étude des ARNr 16S, réalisée par Nakamura, permet de diviser les souches de Bacillus sphaericus et de Bacillus fusiformis en 7 groupes. Le groupe 1 correspond au sous-groupe IIA de Krych et al., le groupe 2 à Bacillus fusiformis (sous-groupe IIB de Krych et al.), le groupe 3 représente Bacillus sphaericus sensu stricto et les groupes 4, 5, 6 et 7 représentent de nouveaux taxons.
Comme Krych et al., Nakamura souligne la parenté entre les souches du groupe 1 (sous-groupe IIA de Krych et al.) et les souches de Bacillus fusiformis (sous-groupe IIB de Krych et al. ou groupe 2 de Nakamura) et dans des études ultérieures, cet auteur considère que l'ensemble de ces souches appartiennent à l'espèce Bacillus fusiformis.
En 2002, Nakamura et al. valident les nomenclatures de Bacillus pycnus et de Bacillus nedei pour les souches des groupes 6 et 7 qui peuvent être identifiées par quelques caractères phénotypiques.
Compte tenu de ces changements et si l'on accepte que les souches du groupe 1 de Nakamura (ou souches du sous-groupe IIA de Krych et al.) appartiennent à l'espèce Bacillus fusiformis alors la nomenclature de Bacillus sphaericus regroupe les souches de Bacillus sphaericus sensu stricto ainsi que les souches des groupes 4 et 5 définis par Nakamura.
En mai 2007, Ahmed et al. valident la publication d'un nouveau genre et d'une nouvelle espèce, Lysinibacillus boronitolerans, pour accueillir des souches bactériennes isolées du sol et capables de résister à 150 mM de bore.
L'étude des séquences des ARNr 16S montre que Lysinibacillus boronitolerans, Bacillus fusiformis et Bacillus sphaericus sont des espèces phylogénétiquement apparentées. Ces trois espèces se caractérisent également par un peptidoglycane du type A4α (présence de lysine et d'acide aspartique ; voir le fichier ¤ "Classification des peptidoglycanes selon Schleifer et Kandler").
Les hybridations ADN-ADN révèlent que Lysinibacillus boronitolerans, Bacillus fusiformis et Bacillus sphaericus représentent trois espèces différentes. Aussi, Ahmed et al. transfèrent Bacillus fusiformis et Bacillus sphaericus dans le genre Lysinibacillus et ils valident la publication de deux nouvelles combinaisons, Lysinibacillus fusiformis et Lysinibacillus sphaericus.
Caractères bactériologiques
Le genre Lysinibacillus regroupe des bacilles à Gram positif, sporulés (spore ovale ou sphérique,déformante en position subterminale ou terminale), mobiles, possédant un peptidoglycane du type A4α, oxydase et catalase positives, donnant une réponse négative aux tests nitrate réductase, production d'indole, production d'hydrogène sulfuré et ONPG.
Outre les caractères du genre Lysinibacillus, les souches de Lysinibacillus sphaericus sont constituées de bacilles à Gram positif se décolorant facilement, de 0,6 à 1,0 µm de diamètre X 1,5 à 5,0 µm de longueur, non groupés en chaînettes, aérobies strictes, à métabolisme strictement oxydatif, produisant une phénylalanine désaminase, hydrolysant la gélatine (lecture après plusieurs jours d'incubation), assimilant l'acétate, le gluconate et le DL-lactate.
. Une réponse négative est observée pour les tests RM, VP, uréase, lécithinase, hydrolyse de l'esculine, hydrolyse de l'amidon, hydrolyse de la tyrosine, hydrolyse du Tween 40, hydrolyse du Tween 80, assimilation du fumarate, du glutamate, du glycérol, de la glycine, du glycolate, du pyruvate, du succinate et acidification des sucres.
. Une réponse variable est obtenue pour la croissance en présence de 7 p. cent de NaCl, la croissance en présence de 0,001 p. cent de lysozyme, l'hydrolyse de la caséine, l'assimilation du citrate (résultat négatif pour Reva et al.), du D-fructose, de la D-glucosamine, du glutarate, de la putrescine et du D-tréhalose.
La croissance est optimale pour une température comprise entre 10 et 40 °C. Aucune culture n'est obtenue à 50 °C. La croissance requiert de la biotine et de la thiamine mais pas de la cystine. Les colonies obtenues après 24 heures d'incubation sur une gélose au sang sont non hémolytiques, grisâtres ou blanchâtres, lisses, circulaires, à contour régulier et leur diamètre est d'environ 1 à 2 mm. De rares souches produisent un pigment rose.
Habitat et pouvoir pathogène
Lysinibacillus sphaericus est isolé du sol, de sédiments marins et de l'eau douce. Des souches de cette espèce sont également isolées du lait, de divers aliments et d'antiseptiques (alcool à 95).
Chez l'homme, Lysinibacillus sphaericus a été impliqué dans un cas de pathologie pulmonaire, dans un cas de méningite et dans quelques cas de septicémie chez des patients affaiblis (cancers ou immunodépression).
Comme c'est le cas pour la majorité des souches de Bacillus sensu lato, l'isolement d'une souche de Lysinibacillus sphaericus doit faire l'objet d'une interprétation critique. Sa responsabilité dans une infection ne peut être établie que dans la mesure où la souche a été isolée, en culture pure ou en grand nombre, à plusieurs reprises chez un même individu.
En médecine vétérinaire, des souches étiquetées Lysinibacillus (Bacillus) sphaericus sont isolées chez des canards. À la connaissance de l'auteur, une seule publication rapporte de tels isolements, mais plusieurs laboratoires semblent isoler des souches qualifiées de Lysinibacillus sphaericus (communications personnelles). Selon Gavaret et al. les souches sont isolées soit des poumons et de la trachée, en association avec des souches de Escherichia coli du sérovar O78 soit de nombreux en organes et notamment du cerveau, en association avec d'autres bactéries considérées comme non pathogènes. Pour ces auteurs, ces infections rappellent les infections à ¤ Riemerella anatipestifer et Lysinibacillus sphaericus serait un agent de surinfections respiratoires ou un agent responsable d'infections généralisées, septicémiques et susceptibles d'atteindre le système nerveux central.
Gavaret et al. ont fait analyser la séquence des ARNr 16S de plusieurs souches isolées de canards et les résultats montrent que ces séquences sont proches de la séquence de la souche type de Lysinibacillus sphaericus. D'après H. Gantelet (communication personnelle en date du 16 juin 2003), les pourcentages d'homologie sont compris entre 95,8 et 98,6. Notons que d'après Stackebrandt et Goebel, lorsqu'il existe moins de 97 p. cent d'homologie entre les séquences des ARNr 16S de deux souches, ces souches appartiennent à des espèces différentes. En revanche, si le pourcentage d'homologie est égal ou supérieur à 97, le placement de deux souches dans une unique espèce ou dans deux espèces différentes doit reposer sur les résultats des hybridations ADN-ADN. De ce point de vue, il est intéressant de souligner que les séquences des ARNr 16S de Bacillus globisporus et de Bacillus psychrophilus présentent plus de 99,5 p. cent d'homologie alors que les homologies ADN - ADN démontrent que ce sont bien deux espèces différentes.
Outre les difficultés du diagnostic (Cf. infra), il convient de remarquer que les isolements sont rarement effectués en culture pure, qu'ils portent sur des animaux autopsiés (impossibilité de répéter les examens pour détecter une éventuelle contamination) et que la reproduction expérimentale de l'infection n'a pas été réalisée.
Diagnostic bactériologique
Comme pour la très grande majorité des souches de Bacillus sensu lato, le diagnostic est difficile. Cette difficulté du diagnostic est exacerbée par l'inertie biochimique de Lysinibacillus sphaericus.
Comme le soulignent Logan et Turnbull, il est essentiel d'établir que les colonies suspectes sont bien constituées de bactéries à Gram positif (en cas de doute, un test au KOH** peut s'avérer utile), sporulées et capables de croître en aérobiose.
Dans la clé d'identification proposée par Reva et al. et adaptée aux espèces mésophiles, cultivant en aérobiose sur une gélose nutritive à pH 7, Lysinibacillus sphaericus appartient au groupe III (espèces aérobies strictes, n'hydrolysant pas l'amidon), au sous-groupe III.B (espèces possédant une spore déformante et hydrolysant la gélatine), au sous-groupe III.B.3 (espèces ne fermentant pas le glucose et ne réduisant pas les nitrates) et au sous-groupe III.B.3.iii (espèces n'utilisant pas le citrate et donnant une résultat négatif au test ONPG).
En ce qui concerne les souches d'origine humaine, les publications récentes basent le diagnostic sur l'utilisation du système bioMérieux Vitek après avoir vérifié que la souche bactérienne est constituée de bacilles sporulés (spore sphérique et déformante), aérobies strictes, mobiles, catalase et oxydase positives.
En médecine vétérinaire, l'identification semble reposer sur l'ensemencement d'une galerie API 20E (inoculum préparé en extrait globulaire et adjonction de paraffine dans les cupules servant à étudier l'acidification des sucres) après avoir mis en évidence un bacille à Gram positif (ou à Gram variable), d'environ 1 µm de diamètre, catalase et oxydase positives et cultivant sur une gélose de MacConkey sans cristal violet. La coloration de Gram, le diamètre de la bactérie et la possibilité de croissance sur MacConkey différencient Lysinibacillus sphaericus de ¤ Riemerella anatipestifer. Il convient de remarquer que ni la densité de l'inoculum ni le profil biochimique obtenu avec une galerie API 20E ne sont précisés***. Les auteurs ne mentionnent ni la présence d'une spore ni le type respiratoire, mais selon H. Gantelet (communication personnelle en date du 16 juin 2003), les souches sont aérobies strictes et présentent une spore.
L'immunisation de lapins vis-à-vis de souches de Lysinibacillus sphaericus a permis l'obtention de sérums agglutinants qui sont utilisés dans des tests de coagglutination (agglutination passive inversée) et selon Gavaret et al. la recherche d'une coagglutination permet un diagnostic des souches.
Sans vouloir nier la présence de souches de Lysinibacillus sphaericus (ou de Lysinibacillus sphaericus-like) dans des prélèvements effectués chez des canards, il faut remarquer que les techniques de diagnostic bactériologique appliquées en routine ne permettent pas d'affirmer que les souches appartiennent bien à l'espèce Lysinibacillus sphaericus. Il en va de même pour une identification basée sur un test immunologique car les réactions croisées sont fréquentes au sein des Bacillus sensu lato.
Sensibilité aux antibiotiques
Les cinq souches étudiées par Gavaret et al. sont sensibles à l'ampicilline, à l'amoxicilline, au ceftiofur, à la tétracycline, à la doxycycline, à la fluméquine et à l'enrofloxacine. La sensibilité est variable vis-à-vis de l'association triméthoprime-sulfadiazine et une résistance est notée pour la colistine et la gentamicine.
Les souches isolées de l'homme semblent sensibles aux fluoroquinolones, aux glycopeptides, à l'association d'une bêta-lactamine avec un inhibiteur des bêta-lactamases et aux aminosides.
Orientation bibliographique
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* :
Pour une définition d'une genomospecies voir le fichier Définitions d'une genomospecies et d'une espèce bactérienne.
** : Test au KOH (technique décrite par Ryu en 1938) :
Le test au KOH peut être utilisé en cas de doute sur les résultats d'une coloration de Gram. Il se base sur le fait que la paroi des bactéries à Gram négatif est lysée par le KOH alors que la paroi des bactéries à Gram positif n'est pas détruite. Chez les bactéries à Gram négatif, la lyse de la paroi libère l'ADN qui formera une substance visqueuse au contact du KOH.
Le test se réalise de manière extrêmement simple et rapide. Les cultures à examiner doivent être âgées de moins de 48 heures. Avec une effilure de pipette Pasteur, on prélève un fragment de colonie bactérienne qui est placé dans deux gouttes d'une solution de KOH à 3 p. cent. Après avoir homogénéisé la culture dans le KOH durant 15 à 30 secondes, l'effilure de la pipette est retirée lentement du liquide. Lorsque la bactérie est à Gram négatif, il se forme un filament visqueux, bien visible si on a pris la précaution de lever la lame à hauteur des yeux. Pour une bactérie à Gram positif la formation de filaments n'est pas observée.
*** : Utilisation des galeries API 20E pour l'identification des Bacillus sensu lato.
En 1984, Logan et Berkeley ont publié un article consacré à l'identification des Bacillus sensu lato et utilisant des galeries API 20E et 50 CHB.
L'inoculation des galeries API 20E fait appel à une suspension bactérienne réalisée en eau physiologique et d'une opacité de 3 sur l'échelle de McFarland. La lecture est effectuée après 24 et 48 heures d'incubation à 30 °C.