J.P. Euzéby : Dictionnaire de Bactériologie Vétérinaire

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Créé le 20 novembre 2003

 

MYCOBACTERIUM CAPRAE

 

Autres dénominations : Mycobacterium tuberculosis subsp. caprae, Mycobacterium bovis subsp. caprae.

 

Note : Une des priorités de ce dictionnaire est d'étudier les taxons de description récente (voir le fichier ¤ Introduction). aussi, nous présentons ci-dessous quelques informations concernant Mycobacterium caprae (nomenclature validement publiée le 13 novembre 2003). Ultérieurement, l'étude de ce taxon sera incorporée dans un fichier consacré aux mycobactéries du "complexe Mycobacterium tuberculosis".

 

Systématique

 
Le genre Mycobacterium est l'unique genre de la famille des Mycobacteriaceae1 et, au sein de ce genre, les espèces Mycobacterium africanum, Mycobacterium bovis, "Mycobacterium canettii"2, Mycobacterium microti, ¤ Mycobacterium pinnipedii et Mycobacterium tuberculosis sont responsables de tuberculoses chez l'homme et/ou l'animal. Les études d'hybridation ADN-ADN, l'étude du polymorphisme électrophorétique des iso-enzymes, le séquençage des ARNr 16S et 23S, le séquençage des séquences intergéniques ADNr 16S-ADNr 23S, le séquençage des gènes codant pour la protéine du choc thermique Hsp65, le séquençage des gènes rpoB, katG, rpsL, gyrA et dnaJ, l'électrophorèse des protéines cellulaires et l'analyse des fragments de restriction obtenus avec EcoRI (technique RFEL dans laquelle les fragments sont marqués au 32P) montrent que ces quatre espèces constituent en fait une unique genomospecies (pour la définition d'une genomospecies voir le fichier ¤ "Définitions d'une genomospecies et d'une espèce bactérienne"). Tous ces taxons devraient donc être considérés comme des sous-espèces (ou des biovars) d'une unique espèce qui, en raison des règles de priorité, devrait être appelée Mycobacterium tuberculosis. Toutefois, pour des raisons essentiellement liées à leur importance médicale et vétérinaire (le pouvoir pathogène et le spectre d'hôtes de ces espèces ne sont pas identiques), aucune proposition formelle n'a été faite et les noms de Mycobacterium africanum, Mycobacterium bovis, Mycobacterium microti, ¤ Mycobacterium pinnipedii et Mycobacterium tuberculosis conservent un statut dans la nomenclature. Ces taxons sont fréquemment rassemblés sous la dénomination de mycobactéries du "complexe Mycobacterium tuberculosis" ou de "bacilles de la tuberculose".

En 1999, l'étude de 119 souches isolées de chèvres, d'une souche isolée d'un mouton et d'une souche isolée d'un porc permettait à Aranaz et al. de décrire Mycobacterium tuberculosis subsp. caprae. La publication valide de cette sous-espèce créait automatiquement (règle 40d du Code de Nomenclature) la sous-espèce Mycobacterium tuberculosis subsp. tuberculosis.
Les souches de Mycobacterium tuberculosis subsp. caprae possèdent des séquences d'ADN spécifiques des bacilles de la tuberculose (IS6110, IS1081 et MPB70), la séquence de l'ARNr 16S et la composition des acides gras sont caractéristiques des espèces du "complexe Mycobacterium tuberculosis" et elles réagissent avec la sonde Accuprobe (Gen-Probe) complémentaire de l'ARN ribosomal des bacilles de la tuberculose. Ces souches étant principalement isolées des caprins, elles avaient tout d'abord été étiquetées Mycobacterium bovis. Toutefois, le typage moléculaire, basé sur la détection de séquences nucléotidiques répétitives comme la séquence d'insertion IS6110, les séquences polymorphes répétées riches en guanine et cytosine (PGRS pour Polymorphic G+C-Rich Sequences) et les séquences répétés directes (DR pour Direct Repeat), permet de différencier ces souches des autres représentant du "complexe Mycobacterium tuberculosis". Il en va de même pour le spoligotypage3.

Dans un article publié le 11 mars 2001, Niemann et al. montraient que les caractères culturaux, biochimiques et génétiques de Mycobacterium tuberculosis subsp. caprae sont plus proches des caractères de Mycobacterium bovis que des caractères de Mycobacterium tuberculosis. Aussi, ces auteurs proposaient de transférer cette sous-espèce dans l'espèce Mycobacterium bovis avec la nomenclature de Mycobacterium bovis subsp. caprae. La validation de Mycobacterium bovis subsp. caprae crée automatiquement (règle 40d du Code de Nomenclature) la sous-espèce Mycobacterium bovis subsp. bovis.
Mycobacterium bovis subsp. caprae et Mycobacterium bovis subsp. bovis partagent des caractéristiques communes permettant de les différencier de Mycobacterium tuberculosis : leurs colonies sont dysgoniques, elles sont microaérophiles, elles ne réduisent pas les nitrates, elles donnent une réponse négative au test niacine, elles sont incapables de croître en présence de 1 ou de 2 µg/mL d'hydrazide de l'acide thiophène-2-carboxylique, elles présentent une mutation des gènes oxyR (position 285) et gyrB (position 756), elles sont dépourvues des espaceurs 39 à 43 et elles sont dépourvues de la séquence génétique mtp40.
Cependant, contrairement à Mycobacterium bovis subsp. bovis, les souches de Mycobacterium bovis subsp. caprae sont sensibles à la pyrazinamide (le codon 57 du gène pncA code pour une histidine), elles sont dépourvues des espaceurs 1, 3-16 et 30-33, les bases 1311 et 1410 du gène gyrB sont G et C (T et T chez Mycobacterium bovis subsp. bovis) et elles produisent une phosphatase alcaline, une bêta-glucosidase et une Tween 80 estérase.

En 2003, Aranaz et al. rappellent à nouveau les caractères permettant de caractériser les souches de Mycobacterium bovis subsp. caprae (voir le tableau I). Ces auteurs font remarquer que l'évolution supposée des espèces placées dans le "complexe Mycobacterium tuberculosis" (voir la note infrapaginale n° 4) suggère que Mycobacterium bovis subsp. caprae a émergé avant Mycobacterium bovis subsp. bovis.
Compte tenu de la nomenclature utilisée pour les taxons du "complexe Mycobacterium tuberculosis", Aranaz et al. proposent d'élever Mycobacterium bovis subsp. caprae au rang d'espèce et, le 13 novembre 2003, ces auteurs valident la nomenclature de Mycobacterium caprae.
Les bactériologistes adoptant la nomenclature de Mycobacterium caprae peuvent désigner Mycobacterium tuberculosis subsp. tuberculosis et Mycobacterium bovis subsp. bovis sous les nomenclatures de Mycobacterium tuberculosis et de Mycobacterium bovis.

Même si Mycobacterium caprae apparaît phylogénétiquement plus proche de Mycobacterium tuberculosis que de Mycobacterium bovis, il est toujours possible de trouver des arguments susceptibles de considérer ce taxon comme une sous-espèce de Mycobacterium tuberculosis ou comme une sous-espèce de Mycobacterium bovis. Le fait d'élever la sous-espèce caprae au rang d'espèce devrait calmer les polémiques et bénéficier à l'ensemble des bactériologistes, des vétérinaires, des médecins, des épidémiologistes et des responsables de la santé publique. En effet, des changements de nomenclature trop fréquents (dans le cas présent trois noms différents proposés entre le 28 juin 1999 et le 13 novembre 2003) compliquent le travail des personnes impliquées dans la santé animale et/ou humaine.

 

Caractères bactériologiques

 

Mycobacterium caprae présente tous les caractères du genre Mycobacterium5. Les souches de cette espèce sont constituées de bacilles acido-alcoolo-résistants, non sporulés, immobiles, parfois groupés en amas allongés et torsadés (formation de "cordes").
. Une réponse positive est notée pour les tests catalase (à température ambiante), hydrolyse du Tween 80 (réaction faible et obtenue en 10 jours) et synthèse (galerie API ZYM) d'une phosphatase acide, d'une phosphatase alcaline, d'une bêta-glucosidase et d'une estérase.
. Une réponse négative est observée pour les tests catalase (à 68 °C), réduction des nitrates, accumulation de niacine et arylsulphatase.

La croissance est stimulée par le pyruvate et lors de l'isolement la croissance n'est visible qu'après 4 à 6 semaines d'incubation à 36 °C. Lors des repiquages, la croissance est plus rapide (3 à 4 semaines à 36 °C) mais elle n'est pas observée pour des températures d'incubation de 25, de 30 ou de 43 °C.
Sur milieux solides, les colonies sont lisses et non pigmentées.
En milieu 7H10, la culture est inhibée par 5 p. cent de NaCl, par 1µg/mL d'hydrazide de l'acide thiophène-2-carboxylique, par 50 µg/mL de pyrazinamide, par 0,2 p. cent d'acide picrique, par 500 µg/mL d'hydroxylamine, par 500 µg/mL de p-nitrobenzoate et par 250 µg/mL d'acide oléique.

Quelques caractères permettant de différencier cette espèce des autres représentants du "complexe Mycobacterium tuberculosis" figurent dans le tableau I.

 

Habitat et pouvoir pathogène

 

À l'origine, les souches de Mycobacterium caprae ont été isolées, en Espagne, de nœuds lymphatiques et de poumons de chèvres atteintes de tuberculose. Par la suite cette espèce a été identifiée en Allemagne, en Autriche et en France. Comme c'est le cas pour les autres représentants du "complexe Mycobacterium tuberculosis" la spécificité pour un hôte de prédilection n'est pas totale. Ainsi, des souches de Mycobacterium caprae ont été isolées de porcs, de sangliers (Sus scrofa), de moutons, de bovins et de cervidés (Cervus elaphus). Plusieurs souches (au moins trois souches en Espagne et au moins 12 souches en Allemagne) de cette espèce ont été isolées de l'homme. Les souches humaines isolées en Espagne provenaient d'un employé d'abattoir, d'un vétérinaire ayant des contacts avec les chèvres et d'un habitant vivant dans une région où l'élevage caprin est très développé. Ces données laissent supposer la possibilité d'une transmission à l'homme à partir des animaux et notamment des petits ruminants.

Les souches de Mycobacterium bovis sensibles à la pyrazinamide, possédant un spoligotype original (absence des espaceurs 3 à 16 et des espaceurs 18 à 43) et isolées par Niemann et al. pourraient appartenir à l'espèce Mycobacterium caprae.

 

Diagnostic bactériologique

 

Les techniques utilisées par Aranaz et al. (1999) pour l'isolement et l'identification de cette bactérie sont les suivantes :
. Broyage des tissus dans de l'eau distillée stérile et décontamination soit par la technique au lauryl sulfate de sodium soit par la méthode au chlorure de cétylpyridinium.
. Centrifugation de 30 minutes à 1068 g, ensemencement sur milieu de Coletsos et sur milieu de Löwenstein-Jensen enrichi de 0,2 p. cent de pyruvate, incubation à 36 °C.
. Les colonies suspectes sont cultivées sur milieu de Coletsos à 36 °C durant 4 semaines puis soumises aux tests préconisés par Lévy-Frébault et Portaels (1992).

Le diagnostic de genre est facile mais le diagnostic d'espèce n'est pas à la portée de tous les laboratoires (voir tableau I). La souche devra être confiée à un laboratoire spécialisé dans l'étude des mycobactéries et tout particulièrement dans l'étude des bacilles tuberculeux.
De plus, il convient de rappeler que Mycobacterium caprae est l'agent d'une zoonose et que cette espèce sera probablement placée dans la catégorie des germes présentant un niveau de risque 3 (voir le fichier ¤ "Classification des bactéries en fonction du risque d'infection pour l'homme"), ce qui rend nécessaire l'envoi des souches à un laboratoire de référence.

 

Sensibilité aux antibiotiques

 

La souche type est sensible à l'isoniazide (0,2 µg/mL), à la rifampicine (1 µg/mL), à l'ethambutol (5 µg/mL), à la streptomycine (2 µg/mL), au p-aminosalicylate (2µg/mL), à l'ofloxacine (2,5 µg/mL), à la cyclosérine (30 µg/mL) et à 50 µg/mL de pyrazinamide (1 p. cent de colonies résistantes).

 

Orientation bibliographique

 

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Note 1 : La famille des Mycobacteriaceae

La famille des Mycobacteriaceae constitue avec les familles des Corynebacteriaceae (genres Corynebacterium et Turicella), des Dietziaceae (genre Dietzia) des Gordoniaceae (genre Gordonia) des Nocardiaceae (genres ¤ Nocardia et ¤ Rhodococcus) et des Tsukamurellaceae (genres Tsukamurella), le sous-ordre des Corynebacterineae placé dans l'ordre des Actinomycetales (voir le fichier ¤ Actinobacteria). Elle est constituée d'un unique genre, le genre Mycobacterium qui compte de multiples espèces dont deux (Mycobacterium avium et ¤ Mycobacterium fortuitum) sont divisées en sous-espèces (voir : ¤ Mycobacterium in ¤ List of Procaryotic Names with Standing in Nomenclature).

La définition de la famille des Mycobacteriaceae et de son unique genre repose sur trois critères : l'acido-alcoolo-résistance, la composition des acides mycoliques et la valeur du G + C. p. cent.

. Acido-alcoolo-résistance
Les mycobactéries, après avoir été colorées à chaud par la fuchsine phéniquée de Ziehl ou à froid par la fuchsine phéniquée de Kinyoun ou à froid par l'auramine, retiennent les colorants même après avoir été traitées par l'action successive ou simultanée d'acide et d'alcool. Cette propriété tinctoriale repose sur la présence d'acides mycoliques (Cf. infra).
Les espèces des genres Corynebacterium, Dietzia, Gordonia, ¤ Nocardia, ¤ Rhodococcus et Tsukamurella peuvent présenter un caractère d'acido-résistance, notamment lorsqu'elles sont cultivées dans des milieux riches en lipide mais elles sont décolorées par l'action conjointe d'acide et d'alcool.

. Composition des acides mycoliques
Les acides mycoliques sont des acides gras à longue chaîne carbonée, alpha-ramifiés et bêta-hydroxylés. Ils sont des constituants majeurs de la paroi et ils sont liés au peptidoglycane par l'intermédiaire d'arabinogalactane. Ils constituent une barrière hydrophobe autour de la bactérie, prévenant l'action décolorante des acides et des alcools et ils confèrent à la bactérie une résistance à des agents chimiques ce qui est mis à profit pour l'isolement de ces germes dans un prélèvement plurimicrobien (méthodes de décontamination).
Les espèces des genres Corynebacterium, Dietzia, Gordonia, ¤ Nocardia, ¤ Rhodococcus et Tsukamurella synthétisent également des acides mycoliques. La structure des acides mycoliques diffère selon les genres et cette propriété est mise à profit en taxonomie. Contrairement aux acides mycoliques des autres genres, ceux des mycobactéries sont des molécules de haut poids moléculaire, contenant entre 60 et 90 atomes de carbone et qui, après pyrolyse, libèrent des esters comprenant 22 à 26 atomes de carbone. De plus, seules certaines espèces du genre Mycobacterium synthétisent des acides mycoliques porteurs de fonctions oxygénées supplémentaires (méthoxyl, cétone, époxyde, carboxylique).

. G + C p. cent
À l'exception de Mycobacterium leprae (G + C p. cent compris entre 54 et 57), toutes les mycobactéries ont un G + C p. cent variant de 61 à 71.

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Note 2 : "Mycobacterium canettii"

En 1969, Canetti isole d'un patient français une souche de Mycobacterium tuberculosis donnant des colonies lisses ce qui est tout à fait inhabituel pour cette espèce. En 1997, van Soolingen et al. décrivent la souche So93, isolée d'un enfant somalien âgé de deux ans et présentant des adénites. Les caractères phénotypiques de cette souche sont identiques à ceux de Mycobacterium tuberculosis mais les colonies de la souche So93 sont lisses même si, au cours des repiquages, on peut voir apparaître des colonies rugueuses. Quelle que soit la morphologie des colonies, la souche So93 est pathogène pour le cobaye.
Les souches Canetti et So93 se caractérisent par leurs séquences DR (Direct Repeat), par la présence d'une seule copie de la séquence d'insertion IS1081, par la délétion de la séquence RDcan (RD pour Regions of Difference), par la séquence de leurs gènes recA, par la présence de 26 espaceurs non retrouvés chez les autres taxons du "complexe Mycobacterium tuberculosis" (voir ci-dessous la note 3) et par la structure de leurs glycolipides et de leurs lipo-oligosaccharides. Pour ces différentes raisons, les souches Canetti et So93 occupent une place à part au sein des mycobactéries du "complexe Mycobacterium tuberculosis".

En ce qui concerne la nomenclature, la publication de van Soolingen et al. constitue une véritable source de confusion. En effet, ces auteurs proposent de rassembler les souches Canetti et So93 au sein d'un taxon qu'ils dénomment "Mycobacterium canetti" (sic) ou "Mycobacterium tuberculosis subsp. Canetti" (sic) ou Mycobacterium tuberculosis type Canetti. Si on ajoute que les auteurs ne désignent aucune souche type et que la description de leur taxon est loin d'être conforme aux exigences du Code de Nomenclature, on comprend qu'aucune des dénominations proposées par van Soolingen et al. ne possède un statut "officiel" dans la nomenclature bactérienne.
Par la suite, et selon les auteurs, ce taxon sera appelé "Mycobacterium canettii" (corrig.) ou "Mycobacterium tuberculosis subsp. canettii" (corrig.). Dans de nombreuses publications ces noms ne sont pas écrits entre guillemets ce qui peut laisser croire, à tort, que ces nomenclatures ont été validement publiées.

L'habitat de "Mycobacterium canettii" n'est pas connu avec certitude. Selon van Soolingen et al. le réservoir de germes pourrait être une espèce animale. En 1998, une publication rapporte l'isolement d'une souche de "Mycobacterium canettii" chez un patient suisse âgé de 56 ans, contaminé par le virus HIV et présentant des signes de tuberculose mésentérique. Ce patient a effectué plusieurs voyages en Afrique de l'est et les auteurs considèrent que la contamination a probablement eu lieu en Afrique. Toutefois, ce malade ne semble avoir eu aucun contact avec des animaux ce qui remet en cause l'hypothèse d'un réservoir animal.

Références:
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. VAN SOOLINGEN (D.), HOOGENBOEZEM (T.), DE HAAS (P.E.W.), HERMANS (P.W.M.), KOEDAM (M.A.), TEPPEMA (K.S.), BRENNAN (P.J.), BESRA (G.S.), PORTAELS (F.), TOP (J.), SCHOULS (L.M.) and VAN EMBDEN (J.D.A.): A novel pathogenic taxon of the Mycobacterium tuberculosis complex, Canetti: characterization of an exceptional isolate from Africa. Int. J. Syst. Bacteriol, 1997, 47, 1236-1245.

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Note 3 : Spoligotypage

Les régions DR (Direct Repeat), spécifiques du "complexe Mycobacterium tuberculosis", sont constituées de l'alternance de séquences identiques appelées DR et de séquences différentes les unes des autres et appelées espaceurs (spacers). Un espaceur donné peut être présent chez une espèce et être absent chez les autres représentants du "complexe Mycobacterium tuberculosis".
Le spoligotypage (pour spacers oligotyping) exploite le polymorphisme de l'ADN des espaceurs situés entre les séquences DR. Chez Mycobacterium tuberculosis, 43 espaceurs sont situés entre les séquences DR. Chez Mycobacterium bovis, ¤ Mycobacterium caprae et ¤ Mycobacterium pinnipedii les espaceurs 39 à 43 sont absents.

Les souches de Mycobacterium bovis se caractérisent par l'absence des espaceurs 3, 9 et 16 alors que les souches de Mycobacterium caprae se caractérisent par l'absence des espaceurs 1, 3-16 et 30-33.

D'autres caractéristiques concernant les espaceurs des mycobactéries du "complexe Mycobacterium tuberculosis" sont sonnées dans le tableau Quelques caractères permettant de différencier les mycobactéries du "complexe Mycobacterium tuberculosis".

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Note 4 : Evolution des espèces du "complexe Mycobacterium tuberculosis"

La mise en évidence de délétions dans le génome des espèces placées dans le "complexe Mycobacterium tuberculosis" suggère l'évolution suivante :
. Toutes les souches dérivent d'un ancêtre commun.
. La présence de 26 espaceurs (voir ci-dessus la note 3), non retrouvés chez les autres espèces, semble indiquer que "Mycobacterium canettii" est la première espèce à avoir divergé à partir de l'ancêtre commun. Cette espèce se distingue également des autres espèces par la perte de la séquence RDcan (RD pour Regions of Difference).
. Les autres espèces dériveraient de Mycobacterium tuberculosis par pertes successives de séquences génomiques.
. Selon les souches, Mycobacterium africanum se caractérise par la perte de la séquence RD9 ou par la perte des séquences RD9, RD7, RD8 et RD10.
. À partir de Mycobacterium africanum, la perte de la séquence RDmic aurait donné naissance à Mycobacterium microti et la perte de la séquence RDseal à ¤ Mycobacterium pinnipedii.
. Toujours à partir de Mycobacterium africanum, la perte des séquences RD12 et RD13 aurait conduit à l'émergence de ¤ Mycobacterium caprae puis la perte supplémentaire de la séquence RD4 à Mycobacterium bovis. Les souches de BCG possèdent des délétions supplémentaires : perte de la séquence RD1 pour la souche BCG Tokyo et perte des séquences RD1, RD2 et RD14 pour la souche BCG Pasteur.

Ces résultats, résumés dans le tableau ci-dessous, montrent que l'hypothèse d'une évolution de Mycobacterium tuberculosis à partir de souches de Mycobacterium bovis est erronée. En fait, Mycobacterium bovis ainsi que les autres espèces du "complexe Mycobacterium tuberculosis" (à l'exception de "Mycobacterium canettii") semblent dériver de Mycobacterium tuberculosis.

 

Espèces

Présence des 26 espaceurs spécifiques de "M. canettii"

Séquences RD

"M. canettii"

+

Perte de la séquence RDcan

M. tuberculosis

-

Présence des séquences RD1, RD2, RD4, RD7, RD8, RD9, RD10, RD12, RD13, RD14, RDcan, RDmic et RDseal.

La présence de la séquence TbD1 (M. tuberculosis specific deletion) caractérise les souches "primitives" alors que l'absence de cette séquence caractérise les souches "modernes" (telles que les souches Beijing, Haarlem et Africaine responsables d'épidémies majeures)

M. africanum

-

Selon les souches, perte de la séquence RD 9 ou perte des séquences RD7, RD8, RD9 et RD10

M. microti

-

Perte des séquences RD7, RD8, RD9, RD10 et RDmic.

M. pinnipedii

-

Perte des séquences RD7, RD8, RD9, RD10 et RDseal.

M. caprae

-

Perte des séquences RD5, RD6, RD7, RD8, RD9, RD10, RD12, RD13 et N-RD25.

M. bovis

-

Perte des séquences RD4, RD5, RD6, RD7, RD8, RD9, RD10, RD12, RD13 et N-RD25.

BCG Tokyo

-

Perte des séquences RD1, RD4, RD7, RD8, RD9, RD10, RD12 et RD13.

BCG Pasteur

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Perte des séquences RD1, RD2, RD4, RD7, RD8, RD9, RD10, RD12, RD13 et RD14.

 

Références :
. BROSCH (R.), GORDON (S.V.), MARMIESSE (M.), BRODIN (P.), BUCHRIESER (C.), EIGLMEIER (K.), GARNIER (T.), GUTIERREZ (C.), HEWINSON (G.), KREMER (K.), PARSONS (L.M.), PYM (A.S.), SAMPER (S.), VAN SOOLINGEN (D.) et COLE (S.T.) : A new evolutionary scenario for the Mycobacterium tuberculosis complex. Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 2002, 99, 3684-3689.
. MOSTOWY (S.), COUSINS (D.), BRINKMAN (J.), ARANAZ (A.) et BEHR (M.A.) : Genomic deletions suggest a phylogeny for the Mycobacterium tuberculosis complex. J. Infect. Dis., 2002, 186, 74-80.

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Note 5 : Caractères bactériologiques du genre Mycobacterium

Les mycobactéries sont des bacilles droits ou légèrement incurvés, de 0,2 à 0,6 mm de diamètre sur 1,0 à 10,0 mm de longueur, présentant parfois des renflements ou des ramifications, formant occasionnellement des hyphes rampants qui se fragmentent très facilement en éléments bacillaires (Mycobacterium farcinogenes et Mycobacterium senegalense donnent des filaments qui se fragmentent peu), ne formant jamais d'hyphes aériens visibles à l'œil nu, prenant difficilement la coloration de Gram mais considérés comme à Gram positif (en fait, la paroi des mycobactéries possède une structure plus complexe que la paroi des bactéries à Gram positif et, sur un frottis coloré par la technique de Gram, les mycobactéries apparaissent souvent comme non colorées, sous la forme de "fantômes" ce qui les fait qualifier parfois de "à Gram neutre"), acido-alcoolo-résistants (coloration de Ziehl-Neelsen, coloration de Kinyoun, coloration fluorescente à l'auramine phéniquée), immobiles, non sporulés, aérobies stricts, catalase positive.

Sur le plan structural, elles se caractérisent par une paroi originale, très riche en lipides (60 p. cent des constituants) et dont la constitution explique, au moins partiellement, les propriétés tinctoriales, la pathogénicité et la résistance à divers antibiotiques.
La paroi est constituée de 3 couches. La plus interne, qualifiée de squelette pariétal, est formée d'un peptidoglycane sur lequel est fixé un polymère d'arabino-galactane composé de l'alternance de molécules d'arabinose et de galactose qui s'attachent par des liaisons esters à des acides mycoliques situés dans la couche intermédiaire (apparaissant comme un espace clair en microscopie électronique). La partie externe de la paroi, est formée d'une matrice de phospholipides (phospholipides simples estérifiés par des acides tuberculostéariques et phospholipides contenant du mannose), de molécules amphiphiles (sulpholipides, phénolglycolipides, dimycolates de tréhalose...), de protéines dont certaines sont sans doute des porines et de mycosides. Les mycosides sont des peptidoglycolipides dont la structure antigénique permet, pour certaines espèces, de décrire des sérovars. Chez certaines souches, la couche externe de mycosides peut être très épaisse et forme une pseudocapsule. La paroi est traversée de part en part par des molécules de lipo-arabinomananne qui sont ancrées par leur partie lipidique dans la membrane cytoplasmique et dont la partie polysaccharidique gagne la surface cellulaire. Ces molécules joueraient un rôle dans la cohésion de la paroi.

Selon les espèces, le temps de génération des mycobactéries varie de 2 heures à plus de 200 heures et les colonies ne sont visibles qu'après un temps d'incubation compris entre 2 jours et 10 semaines, voire plus. En fonction de leur vitesse de croissance, les espèces du genre Mycobacterium sont divisées en 2 groupes :
. les mycobactéries à croissance lente, ne formant des colonies qu'après 7 jours de culture et incapables de cultiver sur des milieux bactériologiques standards ;
. les mycobactéries à croissance rapide, formant des colonies en moins de 7 jours et aptes à se développer sur gélose nutritive ou peptonée.
Les mycobactéries à croissance lente possède une seule copie des gènes codant pour les ARNr alors que celles à croissance rapide en possèdent au moins deux.
Les colonies sont lisses (S) ou rugueuses (R), eugoniques (de taille importante) ou dysgoniques (colonies minuscules), non pigmentées ou produisant des pigments caroténoïdes non diffusibles. Dans ce dernier cas, on distingue les espèces photochromogènes (pigmentation apparaissant lorsque la culture est réalisée à la lumière) et les espèces scotochromogènes (pigmentation également visible après culture à l'obscurité). Certaines espèces n'ont jamais pu être cultivées in vitro (Mycobacterium leprae) ou ne sont que très difficilement cultivables (¤ Mycobacterium genavense, ¤ Mycobacterium lepraemurium).

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