Clostridium -Clostridium
Clostridium | |
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Photomicrographie de bactéries Clostridium botulinum colorées au cristal violet | |
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Clostridium
Prazmowski 1880
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Clostridium est un genre de bactéries à Gram positif . Ce genre comprend plusieurs agents pathogènes humains importants, y compris les agents responsables du botulisme et du tétanos . Le genre comprenait autrefois une cause importante de diarrhée, Clostridioides difficile , qui a été reclassée dans legenre Clostridiodies en 2016. Ce sont des anaérobies obligatoires capables de produire des endospores . Les cellules normales et reproductrices de Clostridium , appelées la forme végétative, sont en forme de bâtonnets , ce qui leur donne leur nom, du grec κλωστήρ ou fuseau. Les endospores de Clostridium ont une forme distincte de quilles ou de bouteille, ce qui les distingue des autres endospores bactériennes, qui sont généralement de forme ovoïde. Les espèces de Clostridium habitent les sols et le tractus intestinal des animaux, y compris les humains. Clostridium est un habitant normalde l'appareil reproducteur inférieur sain des femelles.
Le genre, tel qu'il est traditionnellement défini, contient de nombreux organismes qui ne sont pas étroitement liés à son espèce type. Le problème a été initialement illustré en détail par une phylogénie d' ARNr de Collins 1994, qui a divisé le genre traditionnel (correspondant maintenant à une grande tranche de Clostridia ) en vingt groupes, le groupe I contenant l'espèce type et ses proches parents. Au fil des ans, cela a entraîné la séparation de nombreux nouveaux genres, dans le but ultime de contraindre Clostridium au groupe I .
Le cluster "Clostridium" XIVa et le cluster "Clostridium" IV fermentent efficacement les polysaccharides végétaux composant les fibres alimentaires, ce qui en fait des taxons importants et abondants dans le rumen et le gros intestin humain. Comme mentionné précédemment, ces groupes ne font pas partie du Clostridium actuel et l'utilisation de ces termes doit être évitée en raison d'un usage ambigu ou incohérent.
Pathogenèse et classification
Clostridium contient environ 250 espèces qui comprennent des bactéries courantes libres, ainsi que des agents pathogènes importants. Les principales espèces responsables de maladies chez l'homme sont :
- Clostridium botulinum peut produire de la toxine botulique dans les aliments ou les plaies et peut provoquer le botulisme . Cette même toxine est connue sous le nom de Botox et est utilisée en chirurgie esthétique pour paralyser les muscles du visage afin de réduire les signes du vieillissement ; il a également de nombreuses autresutilisations thérapeutiques .
- Clostridium perfringens provoque un large éventail de symptômes, allant de l'intoxication alimentaire à la cellulite , la fasciite , l'entérite nécrotique et la gangrène gazeuse .
- Clostridium tetani provoque le tétanos .
- Clostridium sordellii (maintenant Paeniclostridium ) peut provoquer une infection mortelle dans des cas exceptionnellement rares après des avortements médicamenteux.
Bacillus et Clostridium sont souvent décrits comme Gram-variables, car ils présentent un nombre croissant de cellules Gram-négatives à mesure que la culture vieillit.
Clostridium et Bacillus appartiennent tous deux au phylum Firmicutes , mais ils appartiennent à des classes, des ordres et des familles différents. Les microbiologistes distinguent Clostridium de Bacillus par les caractéristiques suivantes :
- Clostridium pousse dans des conditions anaérobies; Bacillus se développe dans des conditions aérobies.
- Clostridium forme des endospores en forme de bouteille; Bacillus forme des endospores oblongues.
- Clostridium ne forme pas l'enzyme catalase ; Bacillus sécrète de la catalase pour détruire les sous-produits toxiques du métabolisme de l'oxygène.
Clostridium et Desulfotomaculum appartiennent tous deux à la classe des Clostridia et à l'ordre des Clostridiales, et ils produisent tous deux des endospores en forme de bouteille, mais ils appartiennent à des familles différentes. Clostridium peut être distingué de Desulfotomaculum sur la base des nutriments que chaque genre utilise (ce dernier nécessite du soufre).
La glycolyse et la fermentation de l'acide pyruvique par Clostridia donnent les produits finaux de l'acide butyrique , du butanol , de l' acétone , de l' isopropanol et du dioxyde de carbone .
La coloration de Schaeffer-Fulton (0,5% de vert malachite dans l'eau) peut être utilisée pour distinguer les endospores de Bacillus et Clostridium des autres micro-organismes. Il existe un kit de test de réaction en chaîne par polymérase (PCR) disponible dans le commerce (bactotype) pour la détection de C. perfringens et d'autres bactéries pathogènes.
Traitement
En général, le traitement de l'infection clostridienne est la pénicilline G à forte dose , à laquelle l'organisme est resté sensible. Clostridium welchii et Clostridium tetani répondent aux sulfamides . Les clostridies sont également sensibles aux tétracyclines , aux carbapénèmes ( imipénème ), au métronidazole , à la vancomycine et au chloramphénicol .
Les cellules végétatives des clostridies sont thermolabiles et sont tuées par un bref chauffage à des températures supérieures à 72–75 °C. La destruction thermique des spores de Clostridium nécessite des températures plus élevées (supérieures à 121,1 °C, par exemple en autoclave ) et des temps de cuisson plus longs (20 min, avec quelques cas exceptionnels > 50 min répertoriés dans la littérature). Les clostridies et les bacilles sont assez résistants aux radiations, nécessitant des doses d'environ 30 kGy, ce qui constitue un obstacle sérieux au développement d' aliments irradiés de longue conservation pour une utilisation générale sur le marché de détail. L'ajout de sels de lysozyme , de nitrate , de nitrite et d' acide propionique inhibe les clostridies dans divers aliments.
Les fructo-oligosaccharides ( fructanes ) tels que l' inuline , présents en quantités relativement importantes dans un certain nombre d' aliments tels que la chicorée , l' ail , l' oignon , le poireau , l' artichaut et les asperges , ont un effet prébiotique ou bifidogène , favorisant sélectivement la croissance et le métabolisme de bactéries bénéfiques dans le côlon , tels que les bifidobactéries et les lactobacilles , tout en inhibant ceux qui sont nocifs, tels que les clostridies, les fusobactéries et les bactéroïdes .
Histoire
À la fin des années 1700, l'Allemagne a connu un certain nombre d'épidémies d'une maladie qui semblait liée à la consommation de certaines saucisses. En 1817, le neurologue allemand Justinus Kerner a détecté des cellules en forme de bâtonnets dans ses enquêtes sur ce soi-disant empoisonnement à la saucisse. En 1897, le professeur belge de biologie Emile van Ermengem a publié sa découverte d'un organisme formant des endospores qu'il a isolé du jambon gâté. Les biologistes ont classé la découverte de van Ermengem avec d'autres formateurs de spores à Gram positif connus dans le genre Bacillus . Cette classification présentait cependant des problèmes, car l'isolat ne poussait que dans des conditions anaérobies, mais Bacillus poussait bien dans l'oxygène.
Vers 1880, alors qu'il étudiait la fermentation et la synthèse de l'acide butyrique , un scientifique du nom de Prazmowski attribua pour la première fois un nom binomial à Clostridium butyricum . Les mécanismes de la respiration anaérobie n'étaient pas encore bien élucidés à cette époque, donc la taxonomie des anaérobies était encore naissante.
En 1924, Ida A. Bengtson sépara les micro-organismes de van Ermengem du groupe Bacillus et les assigna au genre Clostridium . Selon le schéma de classification de Bengtson, Clostridium contenait toutes les bactéries en forme de bâtonnets formant des endospores anaérobies, à l'exception du genre Desulfotomaculum .
Utiliser
- Clostridium thermocellum peut utiliser des déchets lignocellulosiques et générer de l'éthanol, ce qui en fait un candidat possible pour une utilisation dans la production de carburant éthanol . Il n'a pas non plus besoin d'oxygène et est thermophile , ce qui réduit les coûts de refroidissement.
- Clostridium acetobutylicum a été utilisé pour la première fois par Chaim Weizmann pour produire de l' acétone et du biobutanol à partir d' amidon en 1916 pour la production de cordite (poudre à canon sans fumée).
- Clostridium botulinum produit une neurotoxine potentiellement mortelle utilisée sous une forme diluée dans le médicament Botox , qui est soigneusement injecté dans les nerfs du visage, ce qui empêche le mouvement des muscles expressifs du front, pour retarder l'effet plissé du vieillissement. Il est également utilisé pour traiter le torticolis spasmodique et procure un soulagement pendant environ 12 à 16 semaines.
- La souche Clostridium butyricum MIYAIRI 588 est commercialisée au Japon, en Corée et en Chine pour la prophylaxiede Clostridium difficile en raison de sa capacité signalée à interférer avec la croissance de ce dernier.
- Clostridium histolyticum a été utilisé comme source de l'enzyme collagénase , qui dégrade les tissus animaux. Les espèces de Clostridium excrètent la collagénase pour manger à travers les tissus et, ainsi, aident l'agent pathogène à se propager dans tout le corps. Le corps médical utilise la collagénase pour la même raison dans le débridement des plaies infectées. L'hyaluronidase , la désoxyribonucléase , la lécithinase , la leucocidine , la protéase , la lipase et l' hémolysine sont également produites par certains clostridies qui provoquent la gangrène gazeuse.
- Clostridium ljungdahlii , récemment découvert dans les déchets de poulet commerciaux, peut produire de l'éthanol à partir de sources à un seul carbone, notamment du gaz de synthèse , un mélange de monoxyde de carbone et d' hydrogène , qui peut être généré à partir de la combustion partiellede combustibles fossiles ou de biomasse .
- Clostridium butyricum convertit le glycérol en 1,3-propanediol .
- Des gènes de Clostridium thermocellum ont été insérés dans des souris transgéniques pour permettre la production d' endoglucanase . L'expérience visait à en savoir plus sur la façon dont la capacité digestive des animaux monogastriques pourrait être améliorée.
- Les souches non pathogènes de Clostridium peuvent aider dans le traitement de maladies telles que le cancer . La recherche montre que Clostridium peut cibler sélectivement les cellules cancéreuses. Certaines souches peuvent pénétrer et se répliquer au sein de tumeurs solides . Clostridium pourrait donc être utilisé pour délivrer des protéines thérapeutiques aux tumeurs. Cette utilisation de Clostridium a été démontrée dans une variété de modèles précliniques.
- Il a été démontré que des mélanges d' espèces de Clostridium , telles que Clostridium beijerinckii , Clostridium butyricum , et d'espèces d'autres genres produisent du biohydrogène à partir de déchets de levure .
Subdivisions
- Clostridium aceticum
- Clostridium acetireducens
- Clostridium acetobutylicum
- Clostridium acidisoli
- Clostridium aciditolerans
- Clostridium acidurici
- Clostridium aerotolerans
- Clostridium aestuarii
- Clostridium akagii
- Clostridium aldenense
- Clostridium aldrichii
- Clostridium algidicarnis
- Clostridium algidixylanolyticum
- Clostridium algifaecis
- Clostridium algoriphilum
- Clostridium alcalicellulosi
- Clostridium amazonense
- Clostridium aminophilum
- Clostridium aminovalericum
- Clostridium amygdalinum
- Clostridium amylolyticum
- Clostridium arbusti
- Clostridium arcticum
- Clostridium argentinense
- Clostridium asparagiforme
- Clostridium aurantibutyricum
- Clostridium autoethanogenum
- Clostridium baratii
- Clostridium bartlettii
- Clostridium beijerinckii
- Clostridium bifermentans
- Clostridium bolteae
- Clostridium bornimense
- Clostridium botulinum
- Clostridium bowmanii
- Clostridium bryantii
- Clostridium butyricum
- Clostridium cadaveris
- Clostridium caenicola
- Clostridium caminithermale
- Clostridium carboxidivorans
- Clostridium carnis
- Clostridium cavendishii
- Clostridium celatum
- Clostridium celerecrescens
- Clostridium cellobioparum
- Clostridium cellulofermentans
- Clostridium cellulolyticum
- Clostridium cellulosi
- Clostridium cellulovorans
- Clostridium chartatabidum
- Clostridium chauvoei
- Clostridium chromiireducens
- Clostridium citroniae
- Clostridium clariflavum
- Clostridium clostridioforme
- Clostridium coccoïdes
- Clostridium cochlearium
- Collant Clostridium
- Clostridium cocleatum
- Clostridium colicanis
- Clostridium colinum
- Clostridium collagenovorans
- Clostridium cylindrosporum
- Clostridium difficile
- Clostridium diolis
- Clostridium disporicum
- Clostridium drakei
- Clostridium durum
- Clostridium estertheticum
- Clostridium estertheticum estertheticum
- Clostridium estertheticum laramiense
- Clostridium fallax
- Clostridium felsineum
- Clostridium fervidum
- Clostridium fimetarium
- Clostridium formicaceticum
- Clostridium frigidicarnis
- Clostridium frigoris
- Clostridium ganghwense
- Clostridium gasigènes
- Clostridium ghonii
- Clostridium glycolicum
- Clostridium glycyrrhizinilyticum
- Clostridium grantii
- Clostridium haemolyticum
- Clostridium halophilum
- Clostridium hastiforme
- Clostridium hathewayi
- Clostridium herbivorans
- Clostridium hiranonis
- Clostridium histolyticum
- Clostridium homopropionicum
- Clostridium huakuii
- Clostridium hungatei
- Clostridium hydrogéniformans
- Clostridium hydroxybenzoicum
- Clostridium hylemonae
- Clostridium jeddahense
- Clostridium jejuense
- Clostridium indolis
- Clostridium innocuum
- Clostridium intestinal
- Clostridium irrégulier
- Clostridium isatidis
- Clostridium josui
- Clostridium kluyveri
- Clostridium lactatifermentans
- Clostridium lacusfryxellense
- Clostridium laramiense
- Clostridium lavalense
- Clostridium lentocellum
- Clostridium lentoputrescens
- Clostridium leptum
- Clostridium limosum
- Clostridium litorale
- Clostridium liquoris
- Clostridium lituseburense
- Clostridium ljungdahlii
- Clostridium lortetii
- Clostridium lundense
- Clostridium luticellarii
- Clostridium magnum
- Clostridium malenominatum
- Clostridium mangenotii
- Clostridium mayombei
- Clostridium maximum
- Clostridium méthoxybenzovorans
- Clostridium méthylpentosum
- Clostridium moniliforme
- Clostridium neopropionicum
- Clostridium nexile
- Clostridium nitrophénolicum
- Clostridium novyi
- Clostridium océanicum
- Clostridium orbiscindens
- Clostridium oroticum
- Clostridium oryzae
- Clostridium oxalicum
- Clostridium papyrosolvens
- Clostridium paradoxe
- Clostridium paraperfringens (Alias : C. welchii )
- Clostridium paraputrificum
- Clostridium pascui
- Clostridium pasteurianum
- Clostridium peptidivorans
- Clostridium perenne
- Clostridium perfringens
- Clostridium pfennigii
- Clostridium phytofermentans
- Clostridium piliforme
- Clostridium polysaccharolyticum
- Clostridium polyendosporum
- Clostridium populeti
- Clostridium propionicum
- Clostridium proteoclasticum
- Clostridium protéolytique
- Clostridium psychrophilum
- Clostridium puniceum
- Clostridium punense
- Clostridium purinilyticum
- Clostridium putrefaciens
- Clostridium putrificum
- Clostridium quercicolum
- Clostridium quinii
- Clostridium ramosum
- Clostridium rectum
- Clostridium roseum
- Clostridium saccharobutylicum
- Clostridium saccharogumia
- Clostridium saccharolyticum
- Clostridium saccharoperbutylacétonicum
- Clostridium sardiniense
- Clostridium sartagoforme
- Clostridium saudiense
- Clostridium senegalense
- Clostridium scatologènes
- Clostridium schirmacherense
- Clostridium scindens
- Clostridium septique
- Clostridium sordellii
- Clostridium sphénoïdes
- Clostridium spiroforme
- Clostridium sporogènes
- Clostridium sporosphaeroides
- Clostridium stercorarium
- Clostridium stercorarium leptospartum
- Clostridium stercorarium stercorarium
- Clostridium stercorarium thermolacticum
- Clostridium sticklandii
- Clostridium straminisolvens
- Clostridium subterminal
- Clostridium sufflavum
- Clostridium sulfidigènes
- Clostridium swellfunianum
- Clostridium symbiosum
- Clostridium tagluense
- Clostridium tarentelle
- Clostridium tepidiprofundi
- Clostridium termitidis
- Clostridium tertium
- Clostridium tetani
- Clostridium tetanomorphum
- Clostridium thermaceticum
- Clostridium thermautotrophicum
- Clostridium thermoalcaliphilum
- Clostridium thermobutyricum
- Clostridium thermocellum
- Clostridium thermocopriae
- Clostridium thermohydrosulfuricum
- Clostridium thermolacticum
- Clostridium thermopalmarium
- Clostridium thermopapyrolyticum
- Clostridium thermosaccharolyticum
- Clostridium thermosuccinogenes
- Clostridium thermosulfurigenes
- Clostridium thiosulfatireducens
- Clostridium tyrobutyricum
- Clostridium uliginosum
- Clostridium ultunense
- Clostridium ventriculi
- Clostridium villosum
- Clostridium vincentii
- Clostridium viride
- Clostridium vulturis
- Clostridium xylanolyticum
- Clostridium xylanovorans
Les références
Liens externes
- Génomes de Clostridium et informations connexes au PATRIC , un centre de ressources bioinformatiques financé par le NIAID
- Manuel en ligne de bactériologie de Todar
- Groupe de soutien britannique Clostridium difficile
- Pathema - Ressource Clostridium
- Analyse de l'eau : vidéo Clostridium