J.P. Euzéby : Dictionnaire de Bactériologie Vétérinaire |
Créé le 08 février 2003
Dernière modification le 14 avril 2006
LACTOBACILLUS THERMOTOLERANS
De nombreuses espèces ou sous-espèces (voir le fichier Lactobacillus in List of Procaryotic names with Standing in Nomenclature) appartiennent au genre Lactobacillus*.
Les Lactobacillus spp. sont associés aux muqueuses de l'homme et de l'animal et ils ont une importance considérable dans l'industrie agro-alimentaire (ferments, producteurs d'arômes, probiotiques...) ou dans l'industrie pharmaceutique (préparations visant à maintenir ou à restaurer les flores).
Les cinq souches de Lactobacillus thermotolerans ont été isolées de fèces de poulets lors de la recherche systématique de bactéries lactiques** thermotolérantes en vue de leur utilisation potentielle dans l'industrie agro-alimentaire.
L'analyse phylogénétique et la détermination des G + C p. cent permettent de placer ces cinq souches au sein du genre Lactobacillus. Toutefois, la séquence de l'ARNr 16S de la souche type de l'espèce la plus proche, Lactobacillus fermentum, présente seulement 95,1 p. cent d'homologie avec la séquence de l'ARNr 16S de la souche G 35 (future souche type de Lactobacillus thermotolerans).
Quatre des cinq souches présentent des homologies ADN - ADN de l'ordre de 70 p. cent et elles forment donc une unique genomospecies (voir le fichier ¤ "Définitions d'une genomospecies et d'une espèce bactérienne"). Les hybridations ADN - ADN, effectuées entre la souche G 35 et la souche type de Lactobacillus fermentum, révèlent un pourcentage d'homologie inférieur à 18,5 p. cent.
L'ensemble de ces résultats montre que ces quatre souches forment une genomospecies distincte. Cette genomospecies peut être identifiée par ses caractères phénotypiques et Niamsup et al. proposent de les placer dans une nouvelle espèce, Lactobacillus thermotolerans.
La cinquième souche, la souche G 44, ne présente que 53 à 68 p. cent d'homologie ADN - ADN avec les autres souches et la séquence de son ARNr 16S n'est pas identique à celle de la souche G 35. Pour Niamsup et al., cette souche qui présente également quelques caractères phénotypiques particuliers voir tableau I), pourrait constituer une sous-espèce de Lactobacillus thermotolerans.
Le 06 avril 2006, Felis et al. publient un article montrant que Lactobacillus thermotolerans est un synonyme ultérieur et hétérotypique de ¤ Lactobacillus ingluviei. Notamment, les souches types de ces deux espèces présentent des homologies ADN-ADN d'environ 79 p. cent. Pour ces auteurs, les caractères phénotypiques de ces deux taxons sont proches ce qui rend inutile la création de deux sous-espèces et une modification de la description de ¤ Lactobacillus ingluviei. Il convient cependant de remarquer que Felis et al. n'ont étudié que les caractères phénotypiques des seules souches types !
L'habitat de ces germes est cependant différent et leurs caractères phénotypiques ne sont pas identiques (notamment les souches de ¤ Lactobacillus ingluviei ne sont pas thermotolérantes). Aussi, en l'absence d'une modification de la description de ¤ Lactobacillus ingluviei ou de la création de deux sous-espèces, nous considérerons que ces deux espèces constituent des taxons distincts.
Les souches de Lactobacillus thermotolerans sont constituées de bacilles à Gram positif, de 1 µm de diamètre sur 2 à 3 µm de longueur, se présentant sous une forme isolée ou groupés par deux ou en courtes chaînes, non sporulés, immobiles, à métabolisme hétérofermentaire, acidifiant le glucose en produisant de l'acide D-lactique, de l'acide L-lactique et de l'acide acétique.
. Une réponse positive est obtenue pour les tests hydrolyse de l'esculine, hydrolyse de l'arginine, acidification (galeries API 50 CHL) du L-arabinose, du D-fructose, du glucose, du ribose et du D-raffinose.
. Une réponse négative est notée pour les tests catalase, oxydase, réduction des nitrates, hydrolyse de la gélatine, production d'hydrogène sulfuré, production de dextrane à partir du saccharose, acidification (galeries API 50 CHL) de l'adonitol, de l'amidon, du D-arabinose, du D-arabitol, du L-arabitol, de l'arbutine, du dulcitol, de l'érythritol, du D-fucose, du gluconate, du 2-cétogluconate, du 5-cétogluconate, du glycérol, du glycogène, de l'inositol, de l'inuline, du lactose, du D-lyxose, du méthyl-alpha-D-mannoside, du mélézitose, du D-tagatose, du D-turanose, du xylitol, du L-xylose et du méthyl-bêta-xyloside.
. Le gluconate et le D-raffinose sont acidifiés par toutes les souches à l'exception de la souche G 44. Le mélibiose est acidifié par trois des cinq souches.
. Les caractères permettant de différencier Lactobacillus thermotolerans des espèces phylogénétiquement les plus proches (Lactobacillus fermentum et ¤ Lactobacillus mucosae) sont donnés dans le tableau I.
La croissance est optimale pour une température de 42 °C et toutes les souches cultivent à des températures comprises entre 20 et 48 °C .
Après 48 heures d'incubation à 42 °C et dans une atmosphère dépourvue d'oxygène (80 p. cent d'azote, 10 p. cent d'hydrogène et 10 p. cent de dioxyde de carbone), les colonies obtenues sur gélose MRS (De Man-Rogosa-Sharpe***) sont blanches, circulaires, convexes, lisses, opaques et leur diamètre est de 1 à 1,5 mm.
D'autres espèces du genre Lactobacillus (Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus animalis, Lactobacillus aviarius, Lactobacillus brevis, Lactobacillus cellobiosus, Lactobacillus crispatus, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus gallinarum, Lactobacillus johnsonii, ¤ Lactobacillus psittaci, Lactobacillus reuteri et Lactobacillus salivarius) sont isolées des fèces des poulets, mais Lactobacillus thermotolerans est la seule espèce présentant une thermotolérance.
Aucune donnée n'est actuellement disponible en ce qui concerne un éventuel effet bénéfique**** ou un éventuel pouvoir pathogène***** de cette espèce.
Orientation bibliographique
KANDLER (O.) et WEISS (N.) : Genus Lactobacillus Beijerinck 1901, 212AL. In: P.H.A. SNEATH, N.S. MAIR, M.E. SHARPE and J.G. HOLT (éds.), Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology, vol. 2, The Williams & Wilkins Co., Baltimore, 1986, pp. 1209-1234.
NIAMSUP (P.), SUJAYA (I.N.), TANAKA (M.), SONE (T.), HANADA (S.), KAMAGATA (Y.), LUMYONG (S.), ASSAVANIG (A.), ASANO (K.), TOMITA (F.) and YOKOTA (A.): Lactobacillus thermotolerans sp. nov., a novel thermotolerant species isolated from chicken faeces. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2003, 53, 263-268.
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.
STACKEBRANDT (E.) et GOEBEL (B.M.) : Taxonomic note: A place for DNA-DNA reassociation and 16S rRNA sequence analysis in the present species definition in bacteriology. Int. J. Syst. Bacteriol., 1994, 44, 846-849.
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Le genre Lactobacillus est, quantitativement, le plus important des genres du groupe des bactéries lactiques.
Les Lactobacillus sp. sont très hétérogènes et les diverses espèces présentent des caractères phénotypiques, biochimiques et physiologiques variés. Cette hétérogénéité est reflétée par les valeurs des G + C p. cent qui, selon les espèces, varient de 32 à 55.
Les souches de lactobacilles sont constituées de bactéries à Gram positif. Généralement les cellules se présentent sous la forme de bacilles longs et fins (parfois incurvés) ou de coccobacilles dont la forme évoque une corynébactérie. Toutefois, les souches de ¤ Lactobacillus equigenerosi et de Lactobacillus gastricus sont constituées de coques ou de cellules ovoïdes. Les lactobacilles sont non sporulés, généralement immobiles (pour les souches mobiles, la ciliature est péritriche), catalase négative, généralement nitrate réductase négative, gélatinase négative, possédant un métabolisme fermentatif (l'acide lactique représente au moins 50 p. cent des produits de fermentation) et présentant des exigences nutritionnelles complexes.
Le type respiratoire est très généralement aéro-anaérobie, mais une atmosphère strictement aérobie a souvent un effet inhibiteur sur la croissance. La croissance sur des milieux solides est généralement stimulée par une réduction de la tension en oxygène et par l'adjonction de 5 à 10 p. cent de dioxyde de carbone. Quelques espèces ne cultivent qu'en anaérobiose lors de l'isolement et ¤ Lactobacillus equicursoris est une espèce anaérobie.
La température optimale de croissance est généralement comprise entre 30 et 40 °C. Mais, selon les espèces, une culture peut être observée pour des températures variant de 2 à 53 °C.
Les lactobacilles ont un habitat vaste et ils sont présents dans de nombreux biotopes : eau, sol, lait et produits laitiers, végétaux, ensilages, produits carnés, poissons, bière, vin, fruits et jus de fruits, intestin, bouche et vagin de l'homme et de nombreuses espèces animales. Plusieurs espèces du genre sont utilisées comme probiotiques et les lactobacilles jouent un rôle important dans la technologie des denrées alimentaires.
Ce sont des bactéries non pathogènes sauf, rarement, pour des individus immunodéprimés ou souffrant de pathologies graves.
En 1919, Orla-Jensen a proposé de diviser le genre en trois sous-genres : "Thermobacterium", "Streptobacterium" et "Betabacterium". Ces nomenclatures n'ont pas été retenues par les Approved Lists of Bacterial Names, elles n'ont pas été validées depuis le premier janvier 1980 et elles n'ont pas de statut dans la nomenclature.
La classification de Orla-Jensen ne correspondait à aucune réalité taxonomique toutefois, elle est toujours utilisée en pratique même si les noms des sous-genres sont remplacés par des qualificatifs illustrant les caractéristiques de la fermentation. On distingue ainsi :
. Les lactobacilles homofermentaires stricts (ancien sous-genre "Thermobacterium") qui dégradent les hexoses en acide lactique (exclusivement par la voie homofermentaire d'Embden Meyerhof), qui ne dégradent pas les pentoses et qui ne produisent pas de CO2 lors de la fermentation du glucose ou du gluconate.
. Les lactobacilles hétérofermentaires stricts (ancien sous-genre "Betabacterium") qui fermentent les hexoses (voie hétérofermentaire de la 6-phosphogluconate déshydrogénase / phosphocétolase) en acide lactique, acide acétique ou éthanol et CO2 et qui dégradent les pentoses (voie hétérofermentative de la glycéraldéhyde-3-phosphate / pyruvate kinase / lactate déshydrogénase) en acide acétique et en acide lactique. Ces bactéries produisent du CO2 lors de la fermentation du glucose et du gluconate.
. Les lactobacilles hétérofermentaires facultatifs (ancien sous-genre "Streptobacterium") qui métabolisent les hexoses en acide lactique par la voie homofermentaire d'Embden Meyerhof et qui dégradent les pentoses par voie hétérofermentaire. Ils ne produisent pas de CO2 lors de la fermentation du glucose mais ils en produisent lors de la fermentation du gluconate.
La liste des espèces incluses dans le genre est donnée dans le fichier Lactobacillus in List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature.
Pour plus d'information, voir HAMMES (W.P.) et HERTEL (C.) : Genus I. Lactobacillus beijerinck 1901, 212AL. In: P. DE VOS, G.M. GARRITY, D. JONES, N.R. KRIEG, W. LUDWIG, F.A. RAINEY, K.H. SCHLEIFER and W.B. WHITMAN (eds): Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, second edition, vol. 3 (The Firmicutes), Springer, Dordrecht, Heidelberg, London, New York, 2009, pp. 465-511.
Il n'existe pas de définition précise des bactéries lactiques mais, généralement, on regroupe sous ces termes des bacilles ou des coques à Gram positif, non sporulés, catalase négative, dépourvus de cytochrome, anaérobies mais parfois aérotolérants, de culture difficile, à métabolisme fermentatif, fermentant les sucres en produisant principalement de l'acide lactique.
Les principaux genres inclus dans les bactéries lactiques sont les genres ¤ Aerococcus, Brochothrix, Carnobacterium, ¤ Enterococcus, Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Oenococcus, Paralactobacillus, Pediococcus, Streptococcus, Tetragenococcus, ¤ Vagococcus et ¤ Weissella.
*** Composition (pour 1 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
Des souches de Lactobacillus acidophilus ou un mélange de souches de diverses espèces de lactobacilles (Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus brevis, Lactobacillus fermentum) peuvent avoir un effet bénéfique sur la croissance lorsqu'elles sont administrées à des poulets de 1 jour. Des souches de Lactobacillus animalis et de Lactobacillus fermentum sont aptes à adhérer aux cellules épithéliales du tube digestif et à bloquer les sites nécessaires à l'attachement des salmonelles. La souche ST1 de Lactobacillus crispatus pourrait s'opposer à la colonisation de l'intestin par des souches de salmonelles ou de Escherichia coli pathogènes et la souche CTC2197 de Lactobacillus salivarius s'oppose à la colonisation par Salmonella enteritidis.
Références:
. EDELMAN (S.), LESKELÄ (S.), RON (E.), APAJALAHTI (J.) et KORHONEN (T.K.) : In vitro adhesion of an avian pathogenic Escherichia coli O78 strain to surfaces of the chicken intestinal tract and to ileal mucus. Vet. Microbiol., 2003, 91, 41-56.
. JIN (L.Z.), HO (Y.W.), ALI (M.A.), ABDULLAH (N.) et S. JALALUDIN (S.): Effect of adherent Lactobacillus spp. on in vitro adherence of Salmonellae to the intestinal epithelial cells of chicken. J. Appl. Bacteriol., 1996, 81, 201–206.
. JIN (L.Z.), HO (Y.W.), ALI (M.A.), ABDULLAH (N.) et S. JALALUDIN (S.): Effects of adherent Lactobacillus cultures on growth, weight of organs and intestinal microflora and volatile fatty acids in broilers. Animal Feed Science and Technology, 1998, 70, 197-209.
. PASCUAL (M.), HUGAS (M.), BADIOLA (J.I.), MONFORT (J.M.) et GARRIGA (M.): Lactobacillus salivarius CTC2197 prevents Salmonella enteritidis colonization in chickens. Appl. Environ. Microbiol., 1999, 65, 4981–4986.
L'unique souche de ¤ Lactobacillus psittaci, isolée d'un ara hyacinthe, semble être une bactérie pathogène opportuniste et plusieurs souches de lactobacilles ont été isolées de diverses infections chez l'homme.