Mycobacterium fortuitum, mycobacterium peregrinum

Autres dénominations : . Mycobacterium fortuitum : "Mycobacterium giae", "Mycobacterium minetti". . Mycobacterium peregrinum : Mycobacterium fortuitum biovar Peregrinum. Systématique Les souches apparentées à Mycobacterium fortuitum et placées dans le "complexe Mycobacterium fortuitum"1 avaient reçu différentes appellations : Mycobacterium fortuitum, "Mycobacterium giae", "Mycobacterium minetti", Mycobacterium fortuitum biovar Peregrinum (Mycobacterium peregrinum), "Mycobacterium ranae", "Mycobacterium salmoniphilum", Mycobacterium chelonei (sic), Mycobacterium abscessus, "Mycobacterium borstelense", "Mycobacterium friedmanii" et "Mycobacterium runyonii". En 1972, une étude de taxonomie numérique permettait de distinguer deux taxons au sein du "complexe Mycobacterium fortuitum" : Mycobacterium fortuitum (incluant notamment les souches de Mycobacterium peregrinum) et Mycobacterium chelonei (sic) dont la nomenclature sera ultérieurement corrigée en Mycobacterium chelonae. En 1980, la nomenclatures de Mycobacterium fortuitum a été retenue par les Approved Lists of Bacterial Names. Ultérieurement, Mycobacterium fortuitum a été subdivisé en deux sous-espèces (Mycobacterium fortuitum subsp. fortuitum et Mycobacterium fortuitum subsp. acetamidolyticum) et Mycobacterium peregrinum a été individualisé de Mycobacterium fortuitum. La création de deux sous-espèces au sein de l'espèce Mycobacterium fortuitum a été proposée en 1986 par Tsukamura et al. pour trois souches de mycobactéries isolées de crachats. Ces trois souches présentent 94 p. cent d'homologie ADN - ADN avec la souche type de Mycobacterium fortuitum mais elles se différencient de cette espèce par leurs caractères phénoypiques (utilisation du glutamate, utilisation de l'acétamide et composition des acides mycoliques). Cette proposition, validement publiée par inscription de Mycobacterium fortuitum subsp. acetamidolyticum sur la liste de validation n° 21, conduit, automatiquement, à la création de la sous-espèce Mycobacterium fortuitum subsp. fortuitum. Les données concernant Mycobacterium fortuitum subsp. acetamidolyticum sont très peu nombreuses et une recherche sur la base de données PubMed, effectuée le 24 octobre 2001, ne retrouve que quatre publications citant cette sous-espèce. Mycobacterium peregrinum a été décrit en 1962 mais une étude de taxonomie numérique effectuée en 1972 avait conclut que cette espèce était identique à Mycobacterium fortuitum. Au vu de ce résultat, Mycobacterium peregrinum n'a pas été inclus dans les Approved Lists of Bacterial Names. Ultérieurement, des études d'homologie ADN - ADN ont montré que ces deux taxons constituaient deux genomospecies2 différentes. En 1992, Kusonoki et Ezaki confirment ces résultats, ils montrent que ces deux taxons se différencient par leurs caractères phénotypiques et ils valident la nomenclature de Mycobacterium peregrinum. Caractères bactériologiques Mycobacterium fortuitum et Mycobacterium peregrinum sont des mycobactérie non responsables de tuberculose (MAMT pour mycobactéries autres que les mycobactéries de la tuberculose) appartenant au groupe IV de la classification de Runyon3 (mycobactéries à croissance rapide). Outre les caractères généraux de la famille des Mycobacteriaceae4 et du genre Mycobacterium5, Mycobacterium fortuitum et Mycobacterium peregrinum présentent les caractères suivants : . Réponse positive aux tests nitrate réductase, arylsulfatase (3 jours), uréase, pyrazinamidase, allantoïnamidase, acétamidase, assimilation du fructose et du lévulose, croissance en présence de 500 µg/mL d'hydroxylamine, brunissement des colonies en présence de citrate ferrique ammoniacal. . Réponse négative aux tests benzamidase, isonicotinamidase, succinamidase, assimilation de l'oxalate, assimilation du citrate, acidification de l'arabinose, du dulcitol, de l'inositol, du galactose, du rhamnose, du sorbitol et du saccharose. . La culture est obtenue en moins de sept jours à 28 ou à 37 °C et les colonies sont non pigmentées. Les colonies de Mycobacterium fortuitum sont lisses alors que celles de Mycobacterium peregrinum ont un aspect semi-rugueux. . Ces espèces se différencient par les caractères données dans le tableau I ainsi que par leur capacité à croître à 43 °C (réponse négative pour Mycobacterium peregrinum), par leur capacité à croître à 28 °C sur une gélose de MacConkey sans cristal violet (réponse négative pour Mycobacterium fortuitum subsp. acetamidolyticum), par leur capacité à croître à 37 °C sur une gélose de MacConkey sans cristal violet (réponse positive pour Mycobacterium fortuitum subsp. fortuitum), par l'hydrolyse du Tween 80 (réponse positive pour Mycobacterium peregrinum), par l'acidification du mannitol, du tréhalose et du xylose (réponse positive pour Mycobacterium peregrinum), par l'acidification du glucose et du mannose (réponse négative pour Mycobacterium fortuitum subsp. acetamidolyticum) et par l'assimilation du glucose (réponse négative pour Mycobacterium fortuitum subsp. acetamidolyticum). Habitat et pouvoir pathogène Les données concernant Mycobacterium peregrinum et Mycobacterium fortuitum subsp. acetamidolyticum sont peu nombreuses. Il est probable que l'habitat et le pouvoir pathogène de ces bactéries soient comparables à ceux de Mycobacterium fortuitum subsp. fortuitum. Toutefois, Mycobacterium peregrinum a été isolé de la glace de machines à glace alors que la présence de Mycobacterium fortuitum subsp. fortuitum dans ce type d'habitat n'a pas été rapporté. Mycobacterium fortuitum subsp. fortuitum est une sous-espèce largement répandue dans l'environnement. Elle est isolée de l'eau douce, de l'eau de mer, du sol et des eaux usées. Mycobacterium fortuitum subsp. fortuitum résiste mieux au chlore que les bactéries coliformes, il est apte à se multiplier dans l'eau distillée, il est isolé d'échantillons d'eau potable, il est isolé des systèmes de purification d'eau à usage domestique et il est présent dans les biofilms des conduites d'eau. Ces caractéristiques permettent de comprendre que cette bactérie puisse survivre et se multiplier dans les réseaux d'eau si bien que l'eau peut être à l'origine d'infections nosocomiales. Chez l'homme, Mycobacterium fortuitum subsp. fortuitum est à l'origine de contaminations de plaies traumatiques ou chirurgicales et, plus rarement, d'infections cutanées (abcès chroniques ou ulcères chroniques), d'infections des tissus mous, d'ostéomyélites, de bactériémies (notamment consécutives à la pose de cathéters), d'infections pulmonaires chez des patients présentant une pathologie pulmonaire sous-jacente... Les infections de la cornée préalablement attribuées à Mycobacterium fortuitum subsp. fortuitum semblent en fait dues à Mycobacterium chelonae. Des infections disséminées ont été observées chez des sujets préalablement affaiblis : infections cutanées disséminées chez des patients atteint d'insuffisance rénale ou ayant reçu une greffe de rein, infections généralisées à de nombreux organes et de pronostic grave chez des patients présentant une diminution de l'immunité à médiation cellulaire, infections généralisées de pronostic moins sombre chez des individus présentant divers troubles pathologiques mais sans atteinte de l'immunité à médiation cellulaire. Chez l'animal, Mycobacterium fortuitum subsp. fortuitum est isolé de diverses espèces sauvages (mouches, amphibiens, reptiles, poissons, sangliers, phoques...) et domestiques (poissons, oiseaux, bovins, carnivores, équidés, porcs). Les animaux porteurs de Mycobacterium fortuitum subsp. fortuitum sont des animaux sains ou des animaux malades. . L'infection des poissons peut rester inapparente ou provoquer une maladie parfois désignée sous le terme de "tuberculose des poissons"6 (ou "fish tuberculosis"). Les symptômes sont alors comparables à ceux observés lors d'infections à Mycobacterium marinum. Après Mycobacterium marinum, Mycobacterium fortuitum subsp. fortuitum est la mycobactérie la plus fréquemment isolée chez les poissons. De telles infections ont notamment été décrites chez Astronotus ocellatus (oscar), Poecilia reticulata (guppy), Symphysodon discus et chez divers salmonidés. Expérimentalement, l'infection a été reproduite chez le poisson rouge (Carassius auratus auratus). . Chez les carnivores Mycobacterium fortuitum subsp. fortuitum a été isolé de diarrhées chroniques ou récidivantes sans que son rôle étiologique ne soit prouvé ainsi que d'infections pulmonaires et broncho-pulmonaires. Chez les chats et notamment chez les chats présentant des plaies (morsures, traumatismes divers), l'infection conduit à une paniculite, à des abcès sous-cutanés et à la formation de fistules. . Chez les bovins, cette bactérie peut être responsable de mammites chroniques souvent observées chez des animaux ayant reçu de fortes doses d'antibiotiques par voie intra- mammaire. Ces mammites résistent aux traitements classiques et conduisent généralement à une réforme des animaux. Des adénites ont également été décrites chez des vaches et des buffles. . L'isolement de Mycobacterium fortuitum subsp. fortuitum est relativement rare chez le porc. Cette bactérie est toutefois isolée des nœuds lymphatiques chez des animaux généralement asymptomatiques et parfois de cas d'arthrites et de pneumonies. . Des tatous à neuf bandes (Dasypus novemcinctus), expérimentalement infectés par Mycobacterium leprae, peuvent développer des infections à Mycobacterium fortuitum subsp. fortuitum alors que de telles infections n'ont pas été observées chez les animaux sauvages. Diagnostic bactériologique La mise en évidence de bactéries acido-alcoolo-résitantes dans les lésions permet de soupçonner une infection à Mycobacterium sp. Le diagnostic nécessite la mise en culture du prélèvement suivie de son identification. Mycobacterium fortuitum cultive généralement en 5 à 7 jours sur une gélose trypticase soja au sang de mouton ou sur milieu 7H11. Les caractères permettant de différencier Mycobacterium fortuitum et Mycobacterium peregrinum des espèces du "complexe Mycobacterium fortuitum" figurent dans le tableau I et les caractères permettant de différencier Mycobacterium fortuitum subsp. fortuitum des autres mycobactéries pathogènes pour les poissons ( Mycobacterium abscessus, Mycobacterium chelonae, Mycobacterium marinum et Mycobacterium sp. souche RH20007) sont donnés dans le tableau II. L'analyse des acides gras cellulaires est une technique réservée aux laboratoires spécialisés et il en va de même pour diverses techniques génétiques. Parmi ces dernières, outre le séquençage des ARNr 16S, on peut citer : . L'analyse des fragments de restriction du gène hsp65 présent chez toutes les mycobactéries et amplifié par PCR. . L'étude de la séquence du gène hsp65. . L'amplification de la séquence intergénique 16S-23S avec ou sans analyse des fragments de restriction. . La technique de PCR proposée par Talaat et al. pour la mise en évidence des mycobactéries pathogènes pour les poissons. Cette technique amplifie un fragment d'ADN de 924 paires de bases, situé dans une région de l'ADNr 16S fortement conservée chez toutes les mycobactéries. L'ADN amplifié est ensuite soumis à l'action des enzymes de restriction BamI et ApaI ce qui permet d'obtenir des profils de restriction caractéristiques des différentes espèces du genre Mycobacterium. Les résultats sont obtenus en 24 ou en 48 heures selon que la technique est mise en œuvre sur des colonies ou sur le prélèvement. Sensibilité aux antibiotiques Mycobacterium fortuitum résiste à de nombreux antibiotiques classiquement utilisés lors de mycobactérioses et la recherche de la sensibilité in vivo est souhaitable même si cette bactérie est généralement sensible à l'amikacine, à la ciprofloxacine, à l'imipénème, à la céfoxitine, à la clarithromycine ou à l'azithromycine. 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Retour 2 : Définition d'une genomospecies et d'une espèce bactérienne : Une genomospecies est définie comme l'ensemble des souches présentant, dans les conditions optimales de réassociation (55 °C), un pourcentage d'homologie ADN - ADN supérieur à 70 avec une instabilité thermique des hybrides inférieure à 5 °C. Lorsqu'une genomospecies peut être identifiée par ses caractères phénotypiques, elle reçoit un nom et devient une espèce. En revanche, si aucun caractère phénotypique ne permet d'identifier facilement la genomospecies, elle demeure innomée. Le terme de "genomospecies" a été proposé par Brenner et al. en 1993 pour remplacer le terme de "genospecies" préalablement utilisé (voir : Int. J. Syst. Bacteriol., 1993, 43, 645-658.). Genomospecies est un synonyme de "espèce génomique" et de "genomovar". Le suffixe "var" est généralement utilisé pour des taxons d'un rang hiérarchique inférieur à la sous-espèce (biovar, pathovar, sérovar...) si bien que le nom de "genomovar" ne semble pas judicieux. Retour 3 : 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. Retour 4 : 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 trois (Mycobacterium avium, Mycobacterium fortuitum et Mycobacterium tuberculosis) sont divisées en sous-espèces (voir : Mycobacterium dans List of bacterial 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. Retour 5 : 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). Retour 6 : Les termes de "tuberculose des poissons" ou de "fish tuberculosis" ne devraient pas être utilisés car ils peuvent laisser supposer que Mycobacterium fortuitum est à l'origine d'une véritable tuberculose. De plus, pour les personnes étrangères au monde médical, le mot tuberculose peut faire croire que cette bactérie est responsable de tuberculoses chez l'homme. Retour 7 : 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. Retour