J.P. Euzéby : Dictionnaire de Bactériologie Vétérinaire |
Créé le 20 mars 2003
MYCOBACTERIUM SHOTTSII
Systématique
Mycobacterium shottsii est la nomenclature validement publiée le 14 mars 2003 pour 21 souches de mycobactéries à croissance lente, isolées de bars d'Amérique (Morone saxatilis*) capturés dans la baie de Chesapeake ou dans certaines des rivières qui s'y jettent (Potomac, James River et Rappahannock River).
Le chromatogramme des acides mycoliques de la souche type (la souche M175 = ATCC 700981 = NCTC 13215) ressemble à celui de Mycobacterium tuberculosis mais le temps d'élution est plus court ce qui indique que les acides mycoliques possèdent plus de groupes polaires et ont une chaîne carbonée plus courte. Un tel profil semble original et ne figure pas dans la base de données des Centers for Disease Control and Prevention (CDC).
L'ARNr 16S de la souche M175 ainsi que les ARNr 16S de trois autres souches possèdent la séquence signature de 140 pb, spécifique des mycobactéries à croissance lente. Cette séquence est identique pour les quatre souches et une seule paire de bases différencie cette séquence des séquences homologues présentes chez ¤ Mycobacterium marinum et Mycobacterium ulcerans.
L'alignement des séquences des ARNr 16S de la souche M175 et de 23 autres espèces du genre Mycobacterium indique également une parenté étroite entre la souche M175, ¤ Mycobacterium marinum et Mycobacterium ulcerans. De fait, les pourcentages d'homologies entre les séquences de la souche M175 et ¤ Mycobacterium marinum ou Mycobacterium ulcerans sont de 99,2.
L'analyse phylogénétique révèle également que Mycobacterium shottsii ainsi que ¤ Mycobacterium marinum, Mycobacterium ulcerans et "Mycobacterium chesapeaki"** sont les espèces du groupe des MAMT (mycobactéries autres que les mycobactéries responsables de la tuberculose) les plus proches de Mycobacterium tuberculosis.
Les caractères phénotypiques permettent d'identifier les 21 souches isolées de bars d'Amérique ce qui conduit Rhodes et al. (2003) à proposer la création d'une nouvelle espèce, Mycobacterium shottsii.
On peut cependant remarquer (i) que les souches de ¤ Mycobacterium marinum et de Mycobacterium ulcerans, utilisées dans l'étude de Rhodes et al., ne sont pas les souches types de ces deux espèces ; (ii) que des souches dont les ARNr 16S présentent un pourcentage d'homologie égal ou supérieur à 97 p. cent avec les ARNr 16S d'autres espèces n'appartiennent pas obligatoirement à une nouvelle espèce (voir Stackebrandt et Goebel) et (iii) que les standards minimaux, permettant de décrire une nouvelle espèce du genre Mycobacterium et une nouvelle espèce de mycobactéries à croissance lente, ne sont pas respectés (absence de détermination du G + C p. cent, absence d'hybridations ADN - ADN).
Si l'on tient compte de ses caractères phénotypiques, Mycobacterium shottsii semble être différent de "Mycobacterium chesapeaki", espèce également isolée de bars d'Amérique vivant dans la baie de Chesapeake. On peut cependant déplorer que la souche RH2000, souche type de "Mycobacterium chesapeaki", n'ait pas été incluse dans l'étude de Rhodes et al.
Caractères bactériologiques
Mycobacterium shottsii possède les caractères généraux de la famille des Mycobacteriaceae*** et du genre Mycobacterium****. C'est une espèce à croissance lente et non pigmentée qui appartient donc au groupe III de la classification de Runyon*****.
Les souches de Mycobacterium shottsii se présentent comme des bacilles acido-alcoolo-résistants, de 0,4 à 0,6 µm de diamètre sur 0,8 à 1,0 µm de longueur, ayant tendance à former de petits amas, non sporulés, ne présentant pas de ramification.
Une réponse positive (incubation à 23 °C) est notée pour les tests pyrazinamidase (après 14 à 21 jours d'incubation), uréase, accumulation de niacine, réduction du tellurite, résistance à l'isoniazide (1 µg/mL), résistance au TCH et résistance à la thiacétazone.
Une réponse négative (incubation à 23 °C) est observée pour les tests nitrate réductase, arylsulfatase (après 3 ou 14 jours d'incubation), catalase semi-quantitative, bêta-galactosidase, pyrazinamidase (après 7 jours d'incubation), hydrolyse du Tween 80, résistance à la rifampicine (5 µg/mL), résistance à l'isoniazide (10 µg/mL), résistance à l'hydroxylamine, résistance à l'acide p-nitrobenzoïque et résistance à l'acide oléique.
Les réponses aux tests catalase thermostable, phosphatase acide, résistance à l'acide p-aminosalicylique (2 µg/mL et 10 µg/mL) et résistance à la rifampicine (1 µg/mL) sont variables selon les souches.
La température optimale de croissance est comprise entre 23 et 25 °C. Quelques souches cultivent à 30 °C mais aucune culture n'est obtenue à 37 ou à 42 °C.
Après 4 à 6 semaines d'incubation à 23 °C, les colonies, obtenues sur gélose 7H10 enrichie de mélange ADC******, sont non pigmentées et leur diamètre varie de 0,5 à 1 mm. La majorité des colonies sont rugueuses, plates et leur contour est légèrement irrégulier. Quelques colonies apparaissent lisses, leur contour est régulier et elles sont légèrement bombées.
Aucune culture n'est obtenue sur gélose de MacConkey ou sur milieu de Löwenstein-Jensen contenant 5 p. cent de NaCl.
Habitat et pouvoir pathogène
Mycobacterium shottsii est isolé de bars d'Amérique présentant des signes cliniques comparables à ceux observés lors d'une infection par ¤ Mycobacterium marinum. L'inoculation par voie intra-péritonéale de Mycobacterium shottsii à des bars d'Amérique ne provoque que des lésions transitoires du mésentère ce qui contraste avec la sévérité des lésions consécutives à l'inoculation de ¤ Mycobacterium marinum.
L'habitat de cette bactérie n'est pas connu avec certitude et il en va de même pour sa répartition géographique, sa survie dans l'eau, les modalités de contamination de poissons...
La contamination de l'homme n'a pas été décrite mais, comme le font remarquer Rhodes et al. (2001), la plupart des mycobactérioses de l'homme, contractées par l'intermédiaire de l'eau, sont attribuées à ¤ Mycobacterium marinum sans examen bactériologique ou sans examen bactériologique approfondi.
La baie de Chesapeake est une profonde baie ramifiée du littoral atlantique des Etats-Unis (Maryland et Virginie) et ses rives échancrées favorisent les sites portuaires (Baltimore, Hampton Roads...), le cabotage et les activités maritimes. Le bar d'Amérique fait l'objet d'une pêche récréative et il n'est pas exclu que les poissons contaminés puissent infecter l'homme à la faveur d'érosions ou de blessures cutanées.
Diagnostic bactériologique
Le prélèvement peut être constitué par des lésions cutanées mais le meilleur prélèvement est la rate. La meilleure technique d'isolement serait la suivante : broyage de la rate dans du tampon phosphate ; ensemencement sur une gélose de Middlebrook 7H10 enrichie de mélange ADC ; incubation à 23 °C durant 4 à 6 semaines.
Rhodes et al. (2001) font état du traitement des prélèvements soit par le Zephiran à 3 p. cent soit par la soude à 2 p. cent soit par l'acide chlorhydrique à 2 p. cent. Toutefois, ces auteurs ne précisent pas quelle est la meilleure technique de décontamination ni si le recours à une décontamination conduit à l'obtention de meilleurs résultats.
Les principaux caractères phénotypiques permettant de différencier Mycobacterium shottsii d'autres mycobactéries pathogènes pour les poissons sont présentés dans le tableau I.
Orientation bibliographique
Site Web : Tuberculose. Techniques de diagnostic en mycobactériologie (Michel Fabre, Frédéric Augu & Stéphane Lecaudey)
DAILLOUX (M.), LAURAIN (C.), WEBER (M.) et HARTEMANN (P.) : Water and nontuberculous mycobacteria. Wat. Res., 1999, 33, 2219-2228.
HECKERT (R.A.), ELANKUMARAN (S.), MILANI (A.) et BAYA (A.) : Detection of a new Mycobacterium species in wild striped bass in the Chesapeake Bay. J. Clin. Microbiol., 2001, 39, 710-715.
RHODES (M.W.), KATOR (H.), KOTOB (S.), VAN BERKUM (P.), KAATTARI (I.), VOGELBEIN (W.), FLOYD (M.M.), BUTLER (W.R.), QUINN (F.D.), OTTINGER (C.) et SHOTTS (E.) : A unique Mycobacterium species isolated from an epizootic of striped bass (Morone saxatilis). Emerging Infectious Diseases, 2001, 5, 896-899.
RHODES (M.W.), KATOR (H.), KOTOB (S.), VAN BERKUM (P.), KAATTARI (I.), VOGELBEIN (W.), QUINN (F.), FLOYD (M.M.), BUTLER (W.R.) et OTTINGER (C.A.) : Mycobacterium shottsii sp. nov., a slowly growing species isolated from Chesapeake Bay striped bass (Morone saxatilis). Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2003, 53, 421-424.
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.
VINCENT LÉVY-FRÉBAULT (V.) et PORTAELS (F.) : Proposed minimal standards for the genus Mycobacterium and for description of new slowly growing Mycobacterium species. Int. J. Syst. Bacteriol., 1992, 42, 315-323.
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Classification de Morone saxatilis d'après le NCBI Taxonomy Browser : Eukaryota ; Fungi/Metazoa group ; Metazoa ; Eumetazoa ; Bilateria ; Coelomata ; Deuterostomia ; Chordata ; Craniata ; Vertebrata ; Gnathostomata ; Teleostomi ; Euteleostomi ; Actinopterygii ; Actinopteri ; Neopterygii ; Teleostei ; Elopocephala ; Clupeocephala ; Euteleostei ; Neognathi ; Neoteleostei ; Eurypterygii ; Ctenosquamata ; Acanthomorpha ; Euacanthomorpha ; Holacanthopterygii ; Acanthopterygii ; Euacanthopterygii ; Percomorpha ; Perciformes ; Percoidei ; Moronidae ; Morone ; Morone saxatilis.
Pour des informations complémentaires sur cette espèce, voir le fichier Morone saxatilis in FishBase.
En 1997, Heckerts et al. isolent, de bars d'Amérique (Morone saxatilis), une souche de mycobactérie désignée Mycobacterium sp. RH2000. Les bars présentaient des lésions cutanées et des granulomes disséminés dans divers organes.
Mycobacterium sp. RH2000 possède une séquence d'insertion particulière et les analyses phylogénétiques révèlent une parenté avec Mycobacterium ulcerans, Mycobacterium tuberculosis et Mycobacterium marinum. Les caractères bactériologiques permettent de différencier cette souche des espèces phylogénétiquement apparentées ainsi que des espèces du genre Mycobacterium pathogènes pour les poissons.
Mycobacterium sp. souche RH2000 semble constituer une nouvelle espèce pour laquelle les auteurs suggèrent la dénomination de "Mycobacterium chesapeaki". Toutefois, des études complémentaires et notamment des études d'hybridation ADN - ADN sont nécessaires avant que cette nouvelle nomenclature puisse être validement publiée.
*** 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), des Tsukamurellaceae (genres Tsukamurella) et des "Williamsiaceae" (genre Williamsia), 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, à la date du 03 octobre 2001, 90 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. Williamsia muralis, seule espèce du genre Williamsia, n'est pas acido-résistante.
. 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, Tsukamurella et Williamsia 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.
**** Caractères bactériologiques du genre Mycobacterium
Les mycobactéries sont des bacilles droits ou légèrement incurvés, de 0,2 à 0,6mm 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 5 à 7 jours de culture et incapables de cultiver sur des milieux bactériologiques standards ;
. les mycobactéries à croissance rapide, formant des colonies en moins de 5 à 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 cultivables que très difficilement (¤ Mycobacterium genavense, ¤ Mycobacterium lepraemurium).
***** Classification de Runyon
Pour des raisons pratiques, les mycobactéries sont réparties en trois groupes : (i) Mycobacterium leprae ; (ii) les mycobactéries responsables de tuberculoses ou mycobactéries du complexe Mycobacterium tuberculosis (Mycobacterium africanum, Mycobacterium bovis, Mycobacterium microti et Mycobacterium tuberculosis) et (iii) les mycobactéries autres que les mycobactéries de la tuberculose (MAMT ou MOTT pour mycobacteria other than tuberculosis). Les MAMT étaient autrefois qualifiées de "mycobactéries atypiques" termes qui sont généralement abandonnés car ils pouvaient laisser croire que ces espèces n'étaient pas d'authentiques mycobactéries.
Dans la classification de Runyon, les MAMT sont distingués en quatre groupes :
Le groupe I rassemble les mycobactéries photochromogènes à croissance lente.
Le groupe II comprend les mycobactéries scotochromogènes à croissance lente.
Le groupe III est constitué par les espèces non chromogènes à croissance lente.
Le groupe IV est constitué par des espèces pigmentées ou non mais à croissance rapide.
****** ADC (Albumin, Dextrose, Catalase ou albumine, glucose, catalase) :
Albumine bovine, fraction V : 5 g
Glucose : 2 g
Catalase bovine : 0,003 g
Eau distillée : 100 mL
Ce mélange doit être ajouté à la dose de 100 mL/L de milieu.