Photobacterium

Autres dénominations : Photobacterium damselae (corrig.) : Vibrio damselae (corrig.), Listonella damselae (corrig.). Photobacterium damselae (corrig.) subsp. piscicida : "Pasteurella piscicida" Systématique Le genre Photobacterium, placé dans la famille des Vibrionaceae, est cité dans les Approved Lists of Bacterial Names. Parmi les espèces qui constituent ce genre, seules Photobacterium damselae, Photobacterium fischeri et Photobacterium logei présentent un intérêt en médecine vétérinaire car elles sont pathogènes pour les poissons. Les nomenclatures de Photobacterium fischeri et de Photobacterium logei sont validement publiées mais, la majorité des auteurs considère que ces espèces appartiennent au genre Vibrio. Aussi, seule l'espèce Photobacterium damselae sera étudiée dans ce chapitre. Photobacterium damselae est subdivisée en 2 sous-espèces, Photobacterium damselae subsp. damselae et Photobacterium damselae subsp. piscicida. Photobacterium damselae a été décrit en 1981 sous l'appellation de Vibrio damsela puis transféré en 1985 dans le genre Listonella. Le genre Listonella proposé par MacDonell et Colwell a été individualisé sur la base de l'étude des séquences des ARNr 5S qui présentent pour des études taxonomiques et phylogénétiques l'inconvénient d'avoir une petite taille (environ 120 nucléotides). Aussi, le genre Listonella n’a pas été accepté par tous les bactériologistes d'autant plus que des résultats ultérieurs, obtenus par Colwell, montrent qu'il est en fait mal défini. Listonella damsela, présente une forte ressemblance phénotypique avec les espèces du genre Photobacterium ce qui a conduit Smith et al. à proposer la nomenclature de Photobacterium damsela, ultérieurement corrigée en Photobacterium damselae. Photobacterium damselae subsp. piscicida a été isolé en 1963 lors d'une épidémie touchant des poissons vivant dans l’estuaire du Potomac et dans la baie de Chesapeake. Initialement, cette bactérie a été qualifiée de "Pasteurella sp." puis de "Pasteurella piscicida". L’appartenance de cette bactérie au genre Pasteurella a été discutée car elle ne réduit pas les nitrates, elle tolère d’importantes variations de température et de pH, elle a pour habitat l’eau salée et la coloration de Gram donne un résultat variable. La variabilité de la coloration de Gram effectuée sur des cellules jeunes et la présence de formes courtes dans les vieilles cultures ont conduit certains auteurs à rapprocher ce germe des genres Arthrobacter ou Rothia. En raison de ces incertitudes, la nomenclature de "Pasteurella piscicida" ne figure ni dans les Approved Lists of Bacterial Names ni dans une des listes de validation et elle n’est décrite ni dans le Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology ni dans la neuvième édition du Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. En fait, plusieurs études taxonomiques montrent que "Pasteurella piscicida" n’est pas une pasteurelle mais plutôt un représentant de la famille des Vibrionaceae. Une étude phylogénétique, effectuée en comparant la séquence de l’ARNr 16S, confirme que "Pasteurella piscicida" est bien un représentant de la famille des Vibrionaceae et que les espèces "Pasteurella piscicida" et Photobacterium damselae forment un groupe monophylétique. Ces 2 taxons présentent des différences phénotypiques mais le pourcentage d’hybridation ADN - ADN de 80 p. cent montre qu’ils appartiennent à une unique espèce. Compte tenu de ces données, Gauthier et al. transfèrent l’agent de la pasteurellose des poissons dans le genre Photobacterium sous la nomenclature de Photobacterium damselae subsp. piscicida ce qui conduit, en accord avec la règle 46 du Code de Nomenclature, à créer la sous-espèce Photobacterium damselae subsp. damselae. Caractères bactériologiques Les souches de Photobacterium damselae sont constituées de bacilles rectilignes, non sporulés, mobiles ou immobiles, à Gram négatif, dépourvus de bioluminescence, halophiles (les milieux de culture ou d'identification biochimique doivent contenir au moins 0,5 p. cent de NaCl), aéro-anaérobies facultatifs, à métabolisme fermentatif et oxydatif, présentant des inclusions de poly-b-hydroxybutyrate lorsque la culture est effectuée sur un milieu glucosé mais incapables d’utiliser les monomères exogènes de DL-bêta-hydroxybutyrate. Les souches de Photobacterium damselae subsp. piscicida peuvent synthétiser une capsule. Les souches de Photobacterium damselae subsp. damselae sont généralement mobiles grâce à un ou plusieurs flagellaires polaires. . Une réponse positive est notée pour les tests fermentation du D-glucose, du D-fructose et du D-mannose. . Une réponse négative est observée pour les tests ODC, H2S, TDA, indole (environ 5 p. cent des souches de Photobacterium damselae subsp. damselae donnent une réponse positive lorsque le test est effectué en galerie API 20E), croissance en présence de 10 p. cent de NaCl, croissance à + 4 °C, utilisation du malonate, fermentation de l'adonitol, de l'amygdaline, du D-arabitol, du L-arabitol, du D-arabinose, du L-arabinose, du dulcitol, de l'érythritol, du D-fucose, du bêta-gentiobiose, du gluconate, du 2-cétogluconate, du 5-cétogluconate, de l'inositol, de l'inuline, du D-lyxose, du mannitol, du mannose, du méthyl-alpha-D-mannoside, du mélézitose, du mélibiose, du D-raffinose, du rhamnose, du sorbitol, du L-sorbose, du D-tagatose, du D-xylose, du L-xylose, du méthyl-bêta-xyloside et du xylitol. . Quelques caractères variables selon les souches ou permettant de différencier les deux sous-espèces figurent dans le tableau I. En galerie API ZYM, Photobacterium damselae subsp. piscicida donne une réponse positive aux tests phosphatase alcaline, estérase (C4), estérase lipase (C8), leucine arylamidase, phosphatase acide, naphtol-AS-BI-phosphohydrolase et N-acétyl-bêta-glucosaminidase. Photobacterium damselae est un germe halophile et la croissance est obtenue sur des milieux tels que la gélose trypticase soja ou la gélose cœur-cervelle contenant de 0,5 à 3 p. cent de NaCl. Après 48 heures d'incubation à 20 °C, les colonies de Vibrio damselae subsp. damselae sont lisses, légèrement convexes, de couleur grisâtre ou blanchâtre, souvent hémolytiques sur gélose au sang et leur diamètre est compris entre 2,5 à 3 mm. Après 48 à 72 heures d’incubation à 25 °C, les colonies de Vibrio damselae subsp. piscicida sont convexes, brillantes, de couleur grisâtre ou jaunâtre, non hémolytiques et leur diamètre atteint 1 à 2 mm. Habitat, pouvoir pathogène et facteurs de pathogénicité À des températures comprises entre 14 et 22 °C, Photobacterium damselae subsp. damselae est capable de survivre plus d'un an dans de l'eau de mer tout en conservant son pouvoir pathogène. L'eau pourrait ainsi constituer une des sources de contamination. Cette bactérie a été isolée de lésions cutanées ulcératives se développant en été et en automne sur les flancs d’une espèce de "poissons demoiselles", Chromis punctipinnis, placée dans la famille des Pomacentridae (les "poissons demoiselles" appelés ainsi en raison de leur corps mince et d’une jolie livrée sont souvent présents dans les aquariums d’eau de mer). Les ulcères peuvent atteindre une taille de 5 à 20 mm et leur formation peut s'accompagner de myolyse. L’observation des populations sauvages ainsi que les essais infructueux d’infections expérimentales de diverses espèces de poissons appartenant à 6 familles différentes (Girellidae, Atherinidae, Clinidae, Cottidae, Embiotocidae et Gobiidae) ont fait penser que seuls les Pomacentridés étaient sensibles. En fait, ce germe se comporte comme une bactérie pathogène opportuniste, il est présent dans l’eau et il peut infecter diverses espèces d'animaux aquatiques : requins (Carcharhinus plombeus, Orectolobus ornatus), raies (Dasyatis pastinaca), dauphins (Tursiops truncatus), anguilles (Anguilla anguilla), turbots (Scophthalmus maximus), truites arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss), sérioles (Seriola quinqueradiata), dorades (Sparus aurata), huîtres, crevettes (Penaeus monodon), tortues (Dermochelys coriacea). Chez l’homme, Photobacterium damselae subsp. damselae est un agent de surinfection de plaies conduisant à de sévères lésions de nécrose et, rarement, cette bactérie est responsable de septicémies. Photobacterium damselae subsp. damselae élabore une cytolysine (la damselysine) qui est une phospholipase D codée par le gène dly présent sur le chromosome. Le rôle de cette toxine dans le pouvoir pathogène a été remis en question par Osorio et al. (2000) qui montrent que des souches dépourvues du gène dly sont pathogènes aussi bien pour le turbot que pour la souris. D'autres facteurs de virulence, non caractérisés, sont également présents et ils permettent aux souches virulentes d'adhérer au mucus cutané, de résister au pouvoir bactéricide de ce mucus (dû à la présence de lysozyme, de protéases, d'anticorps et de complément), de résister au pouvoir bactéricide du sérum et d'acquérir du fer. Initialement, Photobacterium damselae subsp. piscicida a été isolé lors d'une épidémie qui a provoqué la mort d’environ 50 p. cent de la population des Serranidés (Morone americanus et Morone saxatilis) vivant dans l’estuaire du Potomac et dans la baie de Chesapeake. En 1969, cette bactérie a été isolée au Japon de plusieurs espèces de poissons sauvages ou d’élevage (notamment la sériole à cinq bandes, Seriola quinqueradiata) et, à partir de 1991, la pasteurellose des poissons a été identifiée en Espagne, en France, en Grèce, en Israël, en Italie, à Malte, en Norvège et au Portugal. En Europe, l’infection a été décrite chez le bar (Dicentrarchus labrax), la sole (Solea solea), le muge (Mugil cephalus), la dorade (Sparus aurata), le turbot (Scophthalmus maximus), le pagre (Pagrus pagrus), le saumon de l'Atlantique (Salmo salar) et le cabot (Atherina boyeri). Expérimentalement, Photobacterium damselae subsp. piscicida est pathogène pour plusieurs espèces de poissons (y compris la truite, Oncorhynchus mykiss). Les modes de contamination sont mal connus. Certains travaux avaient montré que Photobacterium damselae subsp. damselae survivait peu de temps dans l'eau de mer ce qui suggérait un mode exclusif de contamination de poissons infectés à poissons sains. En fait, dans l'eau de mer à 14 ou à 22 °C, le germe survit sous une forme cultivable durant au moins 1 an et, à 5 °C, il se transforme en formes viables mais non cultivables qui restent infectieuses et qui peuvent redonner des formes cultivables après incubation à 22 °C. Il semble donc que les eaux salées constituent l'habitat naturel de la bactérie et qu'elles représentent une source de contamination pour les animaux. L'apparition des épizooties semble favorisée par une température de l'eau de l'ordre de 25 °C. Cliniquement, l’infection conduit à une importante mortalité (40 à 50 p. cent dans les élevages affectés) et elle se traduit par une septicémie et par le développement de granulomes (d’où le nom de pseudotuberculose parfois donné à cette infection) formés de bactéries, de cellules épithéliales et de fibroblastes et siégeant sur la rate et les reins. Plusieurs facteurs de virulence ont été mis en évidence : . La capsule augmente la résistance au pouvoir bactéricide du sérum, elle s'oppose à la phagocytose et, expérimentalement, les souches capsulées sont plus virulentes que les souches dépourvues de capsule. . Les souches adhèrent au mucus cutané et à des cellules de poissons et notamment aux cellules intestinales. Cette adhésion serait sous la dépendance d'une protéine ou d'une glycoprotéine. . L'invasion des cellules met en jeu le cytosquelette, le germe est capable de survivre au moins 6 jours en position intracellulaire et il se transmet de cellules à cellules. . L'acquisition du fer est sous la dépendance d'un sidérophore et de protéines de membrane externe codés par le chromosome. . Toutes les souches sécrètent une phospholipase, une hémolysine et une cytotoxine et certaines souches produisent une caséinase, une gélatinase, une élastase ou une toxine dermonécrotique.

L'isolement de Photobacterium damselae à partir de lésions se réalise sur divers milieux gélosés (gélose cœur-cervelle ou gélose nutritive enrichies au sang de mouton, milieu Difco marine agar 2216E) contenant 0,5 à 1,5 p. cent de NaCl et incubés 2 à 5 jours à 25 °C. Le milieu TCBS* peut également être utilisé pour Photobacterium damselae subsp. damselae mais il ne permet pas la croissance de Photobacterium damselae subsp. piscicida. Une technique simple permet la recherche de Photobacterium damselae subsp. piscicida dans l'eau de mer. Deux cent cinquante mL d'eau sont filtrés sur un filtre d'acétate de cellulose de porosité 0,45 µm puis le filtre est déposé sur une boîte de milieu Difco marine agar 2216E auquel on a ajouté 1 p. cent de mannitol et 0,5 p. cent de rouge de phénol. Après incubation, les colonies de Photobacterium damselae subsp. piscicida sont de couleur rouge (absence de fermentation du mannitol). Des techniques de mise en évidence rapide ont été développées pour le diagnostic des infections à Photobacterium damselae subsp. piscicida : immunofluorescence, PCR utilisant des amorces dirigées contre des séquences chromosomiques ou plasmidiques (plasmide pZP1), tests immuno-enzymatiques utilisant soit des anticorps polyclonaux soit des anticorps monoclonaux. Sensibilité aux antibiotiques et prophylaxie De nombreuses souches de Photobacterium damselae sont résistantes à un ou plusieurs antibiotiques et hébergent des plasmides de résistance et des transposons. Les résultats obtenus par Thyssen et al. (1998) et portant sur des souches isolées de différentes régions du monde entre 1963 et 1997, figurent dans le tableau II. Les antibiotiques les plus utilisés pour lutter contre les infections à Photobacterium damselae subsp. damselae sont le chloramphénicol (dans les pays où son utilisation n'est pas interdite), l'ampicilline et l'oxytétracycline. De nombreux vaccins ont été proposés pour prévenir les infections à Photobacterium damselae subsp. damselae mais aucun d'entre eux n'est commercialisé en Europe. Les vaccins inactivés par le formol ou la chaleur ainsi que des préparations vaccinales contenant du lipopolysaccharide purifié ou des protéines ribosomales donnent des résultats médiocres. De meilleurs résultats sont obtenus en utilisant un vaccin tué enrichi en substance extracellulaire ou en lipopolysaccharide. Orientation bibliographique Bactériologie DE LEY (J.), MANNHEIM (W.), MUTTERS (R.), PIECHULLA (K.), TYTGAT (R.), SEGERS (P.), BISGAARD (M.), FREDERIKSEN (W.), HINZ (K.H.) et VANHOUCKE (M.) : Inter- and intrafamilial similarities of rRNA cistrons of the Pasteurellaceae. Int. J. Syst. Bacteriol., 1990, 40, 126-137. 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