Bifidobacterium longum

N.B. : Bifidobacterium infantis et Bifidobacterium suis doivent être désignés sous la nomenclature de Bifidobacterium longum car ces nomenclatures sont des synonymes ultérieurs et hétérotypiques de Bifidobacterium longum. Pour des informations complémentaires concernant les synonymes voir l'entrée Synonyme in Glossaire de nomenclature bactérienne. Systématique À la date du 28 novembre 2002, le genre Bifidobacterium* rassemblait 31 espèces (voir le fichier Bifidobacterium in List of Bacterial Names with Standing in Nomenclature). Depuis le 29 novembre 2002, le nombre d'espèces est réduit à 29 car Sakata et al. ont montré que Bifidobacterium infantis et Bifidobacterium suis étaient des synonymes ultérieurs et hétérotypiques de Bifidobacterium longum. Bifidobacterium longum et Bifidobacterium infantis ont été décrits en 1963 par Reuter et la nomenclature de Bifidobacterium suis a été proposée par Matteuzzi et al. en 1971. Le 1er janvier 1980, ces trois dénominations ont été inscrites dans les Approved Lists of Bacterial Names. L'analyse des séquences des gènes codant pour les ARNr 16S et l'analyse des séquences du gène codant pour la protéine de stress HSP60 montrent cependant que ces trois espèces sont très proches les unes des autres (plus de 99 p. cent d'homologie pour les séquences des ADNr 16S et 98 p. cent d'homologie pour les séquences des gènes HSP60) et qu'elles méritent d'être regroupées au sein d'une unique espèce. Les hybridations ADN - ADN, effectuées par Sakata et al., révèlent que les pourcentages d'homologie entre les souches types de ces trois espèces sont compris entre 67 et 81 (hybridations réalisées à 42 °C). Compte tenu de la définition d'une espèce bactérienne (voir le fichier Définitions d'une genomospecies et d'une espèce bactérienne), le 29 novembre 2002, Sakata et al. formalisent la synonymie entre ces trois espèces. La nomenclature de Bifidobacterium suis a été proposée en 1971 alors que celles de Bifidobacterium infantis et de Bifidobacterium longum ont été proposées en 1963. Les nomenclatures de Bifidobacterium infantis et de Bifidobacterium longum sont citées dans un même article mais Bifidobacterium longum est cité avant Bifidobacterium suis si bien que Bifidobacterium longum a priorité (voir le fichier Nomenclature bactérienne). Au sein de cette espèce, la fermentation des sucres, le ribotypage et des techniques de RAPD-PCR (Random Amplified Polymorphic DNA-PCR) permettent de distinguer trois biovars : le biovar Infantis, le biovar Longum et le biovar Suis. Diagnostic et caractères bactériologiques L'identification de Bifidobacterium longum, comme l'identification de toutes les bifidobactéries, est difficile. Le diagnostic de genre repose sur la morphologie (bacilles à Gram positif de forme très irrégulière et présentant souvent des branchements ou des extrémités bifides), sur l'absence de mobilité, sur le caractère anaérobie, sur l'absence de catalase, sur la production d'acide acétique et d'acide lactique (dans un rapport molaire 3:2) comme produits majeurs de la fermentation du glucose et sur la présence d'une fructose-6-phosphate phosphocétolase. La caractérisation des produits terminaux de fermentation et la mise en évidence d'une fructose-6-phosphate phosphocétolase (technique donnée dans la référence Scardovi 1986) sont considérées comme essentielles pour le diagnostic de genre. Toutefois, ces recherches ne sont pas effectuées par la majorité des laboratoires de diagnostic vétérinaire. Le diagnostic de l'espèce est tout aussi délicat. À la connaissance de l'auteur, une seule analyse numérique, portant sur des espèces du genre Bifidobacterium, a été publiée. Cette publication concerne essentiellement des souches d'origine d'humaine si bien que le biovar Suis de Bifidobacterium longum (anciennement Bifidobacterium suis) n'est pas pris en compte dans cette étude. Classiquement, le diagnostic repose sur la composition de la paroi, sur l'analyse de la mobilité électrophorétique de diverses enzymes et sur la fermentation des sucres. L'acidification des sucres est considérée comme importante pour l'identification des bifidobactéries, mais pour des raisons inexpliquées, elle donne des résultats différents selon le moment où les souches ont été isolées. Les résultats obtenus par Sakata et al. et portant sur 25 souches de Bifidobacterium longum (12 souches du Biovar Infantis, 11 souches du biovar Longum et 2 souches du biovar Suis) sont les suivants : . Toutes les souches fermentent le fructose, le glucose, le lactose, le maltose, le mélibiose, le ribose, le raffinose et le saccharose. . Aucune souche ne fermente l'amygdaline, le cellobiose et le glycérol. . Toutes les souches du biovar Infantis fermentent le ribose mais aucune souche ne fermente le L-arabinose. . Toutes les souches du biovar Longum fermentent le L-arabinose, le ribose et le D-xylose ; aucune souche ne fermente l'amidon, l'esculine, l'inuline, le mannitol, la salicine et le tréhalose. . Les deux souches du biovar Suis fermentent le L-arabinose, le mannose et le D-xylose ; aucune des deux souches ne fermente l'amidon, la dextrine, l'esculine, l'inositol, l'inuline, le mannitol, le mélézitose, le ribose, le sorbitol, la salicine ou le tréhalose. Le diagnostic d'espèce peut également recourir à diverses techniques faisant appel la biologie moléculaire : électrophorèse en champs pulsé, PCR amplifiant l'ADNr 16S ou le gène RecA, RAPD-PCR, analyse des fragments de restriction de l'ADNr 16S (amplifed ribosomal DNA restriction analysis ou ARDRA)... Ces techniques ne peuvent cependant pas être réalisées en routine par un laboratoire de diagnostic. Habitat et pouvoir pathogène Le biovar Infantis de Bifidobacterium longum est isolé des fèces des enfants et il est également présent dans le vagin de la femme. Ce biovar est parfois utilisé comme probiotique. Le biovar Longum a pour habitat l'intestin de l'enfant et de l'homme adulte. Des souches de ce biovar sont utilisées pour la fabrication de laits fermentés même si, du moins en Europe, l'utilisation de souches de Bifidobacterium animalis est plus fréquente. Chez des volontaires recevant de l'érythromycine par voie orale, la consommation d'un lait fermenté contenant Bifidobacterium longum diminue de manière significative l'intensité des diarrhées post-antibiotiques. Au moins deux cas de septicémie, dus à Bifidobacterium longum biovar Longum, ont été décrits. Un cas a été identifié chez une femme âgée atteinte d'un lymphome et présentant une infection urinaire. Le deuxième cas a été observé après un traitement par acupuncture chez un jeune homme âgé de 19 ans. Le biovar Suis de Bifidobacterium longum est présent dans l'intestin des porcs. Orientation bibliographique BAHAKA (D.), NEUT (C.), KHATTABI (A.), MONGET (D.) et GAVINI (F.) : Phenotypic and genomic analyses of human strains belonging or related to Bifidobacterium longum, Bifidobacterium infantis, and Bifidobacterium breve Int. J. Syst. Bacteriol., 1993, 43, 565-573. DARBAS (H.), JEAN-PIERRE (H.), RIVIERE (M.) et BOYER (G.) : Septicémie à Bifidobacterium longum. Méd. Mal. Infect., 1991, 21, 707-709. GAVINI (F.), POURCHER (A.M.), BAHAKA (D.), FRENEY (J.), ROMOND (C.) et IZARD (D.) : Le genre Bifidobacterium. Classification, identification, aspects critiques. Méd. Mal. Infect., 1990, 20 hors série, 53-62. HA (G.M.), YANG C.H.), KIM (H.) etv CHONG (Y.) : Case of sepsis caused by Bifidobacterium longum. J. Clin. Microbiol., 1999, 37, 1227-1228. JIAN (W.), ZHU (L.) et DONG (X.) : New approach to phylogenetic analysis of the genus Bifidobacterium based on partial HSP60 gene sequences. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2001, 51, 1633-1638. KLEIN (G.), PACK (A.), BONAPARTE (C.) et REUTER (G.) : Taxonomy and physiology of probiotic lactic acid bacteria. Int. J. Food Microbiol., 1998, 41, 103-125. MIYAKE (T.), WATANABE (K.), WATANABE (T.) et OYAIZU (H.) : Phylogenetic analysis of the genus Bifidobacterium and related genera based on 16S rDNA sequences. Microbiol. Immunol., 1998, 42, 661-667. REUTER (G.): Vergleichenden Untersuchung über die Bifidus-Flora im Sauglings und Erwachsenenstuhl. Zentralblatt für Bakteriologie, Parasitenkunde, Infektionskrankheiten und Hygiene. Abteilung I, 1963, 191, 486-507. ROY (D.) et WARD (P.) : Evaluation of rapid methods for differenciation of Bifidobacterium species. J. Appl. Bacteriol., 1990, 69, 739-749. SAKATA (S.), KITAHARA (M.), SAKAMOTO (M.), HAYASHI (H.), FUKUYAMA (M.) et BENNO (Y.) : Unification of Bifidobacterium infantis and Bifidobacterium suis as Bifidobacterium longum. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2002, 52, 1945-1951. SCARDOVI (V.) : Genus Bifidobacterium Orla-Jensen 1924, 472AL. In: P.H.A. SNEATH, N.S. MAIR, M.E. SHARPE et J.G. HOLT (éds.) Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology, vol. 2, The Williams & Wilkins Co., Baltimore, 1986, pp. 1418-1434. VENTURA (M.), ELLI (M.), RENIERO (R.) et ZINK (R.) : Molecular microbial analysis of Bifdobacterium isolates from diferent environments by the species-specific amplifed ribosomal DNA restriction analysis (ARDRA). FEMS Microbiol. Ecol., 2001, 36, 113-121. Quelques publications de synthèse publiées en 2000 ou postérieures à l'année 2000, concernant les probiotiques et mentionnant les bifidobactéries : ALVAREZ-OLMOS (M.I.) et OBERHELMAN (R.A.) : Probiotic agents and infectious diseases: a modern perspective on a traditional therapy. Clin. Infect. Dis., 2001, 32, 1567-1576. BERGOGNE-BEREZIN (E.) : Treatment and prevention of antibiotic associated diarrhea. Int. J. Antimicrob. Agents., 2000, 16, 521-526. HANSEN (E.B.) : Commercial bacterial starter cultures for fermented foods of the future. Int. J. Food. Microbiol., 2002, 78, 119-131. KUIPERS (O.P.), BUIST (G.) et KOK (J.) : Current strategies for improving food bacteria. Res Microbiol. 2000, 151, 815-822. MOMBELLI (B.) et GISMONDO (M.R.) : The use of probiotics in medical practice. Int. J. Antimicrob. Agents., 2000, 16, 531-536. OUWEHAND (A.C.), SALMINEN (S.) et ISOLAURI (E.) : Probiotics: and oveview of beneficial effects. Antonie van Leeuwenhoek, 2002, 82, 279-289. SAARELA (M.), LAHTEENMAKI (L.), CRITTENDEN (R.), SALMINEN (S.) et MATTILA-SANDHOLM (T.) : Gut bacteria and health foods--the European perspective. Int. J. Food. Microbiol., 2002, 78, 99-117. SAARELA (M.), MOGENSEN (G.), FONDÉN (R.), MÄTTÖ (J.) et MATTILA-SANDHOLM (T.) : Probiotic bacteria; safety, functional and technological properties. J. Biotechnol., 2000, 84, 197-215. * : Le genre Bifidobacterium Les espèces du genre Bifidobacterium sont des bacilles à Gram positif, non acido-résistants, très polymorphes (Cf. infra), immobiles, non sporulés, anaérobies (certaines espèces tolèrent cependant l'oxygène en présence de dioxyde de carbone), catalase négative (à l'exception de Bifidobacterium asteroides qui est catalase positive lorsque les souches sont cultivées en présence d'air et de Bifidobacterium indicum qui est catalase positive lorsque la culture est effectuée en présence d'air et dans un milieu qui contient de l'hémine), nitrate réductase négative (sauf si la culture est effectuée en présence de globules rouges lysés), synthétisant une fructose-6-phosphate phosphocétolase ou EC 4.1.2.22 (enzyme clé du métabolisme des hexoses qui s'effectue selon une voie qualifiée de "bifid shunt"), fermentant le glucose sans production de gaz et produisant de l'acide acétique et de l'acide lactique comme produits terminaux de la fermentation du glucose dans un rapport molaire 3:2. La morphologie est variable selon les espèces et l'aspect bifide n'est pas constant. Par exemple, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium bifidum et Bifidobacterium longum (souches des trois biovars) sont des bacilles généralement bifides alors que Bifidobacterium coryneforme ou Bifidobacterium minimum ressemblent à des corynébactéries. Les milieux de culture les plus adaptés sont les milieux TGY (trypticase, glucose, extraits de levure) et TPY (trypticase phytone, extraits de levure). Les colonies obtenues après incubation à 37 °C en anaérobiose sont lisses, convexes, à contour régulier, de couleur blanche ou crème et leur diamètre est d'environ 1 à 2 mm. Les bifidobactéries sont le plus souvent présentes dans l'intestin de l'homme et des animaux (y compris chez des insectes comme les abeilles qui hébergent Bifidobacterium coryneforme, Bifidobacterium indicum et Bifidobacterium minimum) et elles peuvent être isolées des eaux usées. Quelques espèces comme Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium dentium ou Bifidobacterium longum biovar Infantis peuvent également coloniser le vagin de la femme. Bifidobacterium dentium a pour habitat la cavité orale de l'homme, mais cette espèce est également retrouvée dans les fèces et dans le vagin. Bifidobacterium lactis (qui est peut-être une sous-espèce de Bifidobacterium animalis) est isolé de laits fermentés et Bifidobacterium thermacidophilum n'a été isolé que des eaux usées d'une station d'épuration. Bifidobacterium denticolens et Bifidobacterium inopinatum, isolés de caries dentaires chez l'homme, ne sont plus considérés comme des Bifidobacterium sp. Bifidobacterium denticolens a été transféré dans le genre Parascardovia et l'espèce Bifidobacterium inopinatum dans le genre Scardovia. Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium breve et Bifidobacterium longum sont occasionnellement mis en évidence dans des prélèvements cliniques, mais les espèces douées du plus fort pouvoir pathogène potentiel sont Bifidobacterium dentium isolé notamment de caries et d'abcès et Bifidobacterium scardovii isolé de divers prélèvements d'origine humaine (sang d'une femme âgée de 50 ans, urines de patients âgés, hanche d'une femme de 44 ans). Les Bifidobacterium sp. s'opposent à l'implantation intestinale des bactéries à l'origine de putréfaction et de bactéries pathogènes si bien que différentes souches de Bifidobacterium animalis, de Bifidobacterium bifidum, de Bifidobacterium breve, de Bifidobacterium longum biovar Infantis, de Bifidobacterium lactis, de Bifidobacterium longum... sont utilisées comme probiotiques. Retour