Streptocoque -Streptococcus

Streptocoque
Streptocoques.jpg
Classement scientifique e
Domaine: Bactéries
Phylum: Firmicutes
Classer: Bacilles
Commander: Lactobacilles
Famille: Streptococcacées
Genre: Streptocoque
Rosenbach , 1884
Espèce

Streptococcus est un genre de bactéries Gram-positif coccus (pluriel cocci ) oubactéries sphériques qui appartient à la famille des Streptococcaceae , dans l'ordre Lactobacillales (bactéries lactiques), dans le phylum des Firmicutes . La division cellulaire chez les streptocoques se produit le long d'un seul axe , de sorte qu'au fur et à mesure qu'ils grandissent, ils ont tendance à former des paires ou des chaînes qui peuvent sembler pliées ou tordues. Cela diffère des staphylocoques , qui se divisent le long de plusieurs axes, générant ainsi des amas irréguliers de cellules ressemblant à du raisin. La plupart des streptocoques sont oxydase-négatifs et catalase-négatifs , et beaucoup sont des anaérobies facultatifs (capables de croître à la fois en aérobie et en anaérobie).

Le terme a été inventé en 1877 par le chirurgien viennois Albert Theodor Billroth (1829-1894), en combinant le préfixe "strepto-" (du grec ancien : στρεπτός , romaniséstreptós , lit. 'facilement tordu, pliant'), avec le suffixe "-coccus" (du latin moderne : coccus , du grec ancien : κόκκος , romanisé :  kókkos , lit. 'grain, seed, berry'.) En 1984, de nombreuses bactéries autrefois regroupées dans le genre Streptococcus ont été séparées en genres Enterococcus et Lactococcus . Actuellement, plus de 50 espèces sont reconnues dans ce genre. Ce genre fait partie du microbiome salivaire .

Pathogenèse et classification

En plus de la pharyngite streptococcique (angine streptococcique), certaines espèces de streptocoques sont responsables de nombreux cas d' œil rose , de méningite , de pneumonie bactérienne , d' endocardite , d' érysipèle et de fasciite nécrosante (les infections bactériennes « mangeuses de chair »). Cependant, de nombreuses espèces de streptocoques ne sont pas pathogènes et font partie du microbiote humain commensal de la bouche, de la peau, de l'intestin et des voies respiratoires supérieures. Les streptocoques sont également un ingrédient nécessaire dans la production du fromage Emmental ("Suisse") .

Les espèces de Streptococcus sont classées en fonction de leurs propriétés hémolytiques . Les espèces alpha-hémolytiques provoquent l'oxydation du fer dans les molécules d' hémoglobine dans les globules rouges, ce qui lui donne une couleur verdâtre sur la gélose au sang. Les espèces bêta-hémolytiques provoquent une rupture complète des globules rouges. Sur gélose au sang, cela apparaît comme de larges zones exemptes de cellules sanguines entourant les colonies bactériennes. Les espèces gamma-hémolytiques ne provoquent pas d'hémolyse.

Les streptocoques bêta-hémolytiques sont en outre classés par le groupement de Lancefield , une classification de sérotype (c'est-à-dire décrivant des glucides spécifiques présents sur la paroi cellulaire bactérienne). Les 21 sérotypes décrits sont nommés groupes de Lancefield A à W (hors I et J). Ce système de classification a été développé par Rebecca Lancefield , une scientifique de l'Université Rockefeller .

En milieu médical, les groupes les plus importants sont les streptocoques alpha-hémolytiques du groupe S. pneumoniae et Streptococcus viridans , et les streptocoques bêta-hémolytiques des groupes A et B de Lancefield (également appelés « streptocoque du groupe A » et « streptocoque du groupe B » ).

Tableau : Streptocoques médicalement pertinents (tous ne sont pas alpha-hémolytiques)

Espèce Hôte Maladie
S. pyogenes Humain pharyngite , cellulite , érysipèle
S. agalactiae humain, bétail méningite néonatale et septicémie
S. dysgalactiae humain, animaux endocardite , bactériémie , pneumonie , méningite , infections respiratoires
S. gallolyticus humain, animaux infections des voies biliaires ou urinaires , endocardite
S. anginosus humain, animaux abcès sous-cutanés/d'organes , méningite , infections respiratoires
S. sanguinis Humain endocardite, carie dentaire
S. suis porc méningite
S. mitis Humain endocardite
S. mutans Humain caries dentaires
S. pneumoniae Humain pneumonie

Alpha-hémolytique

Lorsque l'alpha-hémolyse (α-hémolyse) est présente, la gélose sous la colonie apparaîtra sombre et verdâtre en raison de la conversion de l'hémoglobine en biliverdine verte . Streptococcus pneumoniae et un groupe de streptocoques oraux ( Streptococcus viridans ou viridans streptococci) présentent une alpha-hémolyse. L'alpha-hémolyse est également appelée hémolyse incomplète ou hémolyse partielle, car les membranes cellulaires des globules rouges sont laissées intactes. Ceci est aussi parfois appelé hémolyse verte en raison du changement de couleur de la gélose.

Pneumocoques

  • S. pneumoniae (parfois appelé pneumocoque) est l'une des principales causes de pneumonie bactérienneet l'étiologie occasionnelle de l' otite moyenne , de la sinusite , de la méningite et de la péritonite . On pense que l'inflammation est la principale cause de la maladie causée par les pneumocoques, d'où la tendance des diagnostics qui leur sont associés à impliquer une inflammation.

Le groupe viridans : alpha-hémolytique

Bêta-hémolytique

La bêta-hémolyse (β-hémolyse), parfois appelée hémolyse complète, est une lyse complète des globules rouges dans les milieux autour et sous les colonies : la zone apparaît éclaircie (jaune) et transparente. La streptolysine, une exotoxine, est l'enzyme produite par la bactérie qui provoque la lyse complète des globules rouges. Il existe deux types de streptolysine : la streptolysine O (SLO) et la streptolysine S (SLS). La streptolysine O est une cytotoxine sensible à l'oxygène, sécrétée par la plupart des streptocoques du groupe A (SGA), et interagit avec le cholestérol dans la membrane des cellules eucaryotes (principalement les globules rouges et blancs, les macrophages et les plaquettes), et entraîne généralement une bêta-hémolyse sous la surface de la gélose au sang. La streptolysine S est une cytotoxine stable à l'oxygène également produite par la plupart des souches de GAS, ce qui entraîne un éclaircissement à la surface de la gélose au sang. Le SLS affecte les cellules immunitaires, y compris les leucocytes polymorphonucléaires et les lymphocytes, et on pense qu'il empêche le système immunitaire de l'hôte d'éliminer l'infection. Streptococcus pyogenes , ou GAS, présente une bêta-hémolyse.

Certaines espèces faiblement bêta-hémolytiques provoquent une hémolyse intense lorsqu'elles sont cultivées avec une souche de Staphylococcus . C'est ce qu'on appelle le test CAMP. Streptococcus agalactiae présente cette propriété. Clostridium perfringens peut être identifié de manière présomptive avec ce test. Listeria monocytogenes est également positive sur gélose au sang de mouton.

Streptocoques alpha-hémolytiques S. viridans (à droite) et bêta-hémolytiques S. pyogenes (à gauche) poussant sur gélose au sang

groupe A

Groupe A S. pyogenes est l'agent causal d'un large éventail d' infections à streptocoques du groupe A (SGA). Ces infections peuvent être non invasives ou invasives. Les infections non invasives ont tendance à être plus fréquentes et moins graves. Les plus courantes de ces infections comprennent la pharyngite streptococcique (angine streptococcique) et l' impétigo . La scarlatine est également une infection non invasive, mais elle n'a pas été aussi courante ces dernières années.

Les infections invasives causées par les streptocoques bêta-hémolytiques du groupe A ont tendance à être plus graves et moins fréquentes. Cela se produit lorsque la bactérie est capable d'infecter des zones où elle ne se trouve généralement pas, comme le sang et les organes . Les maladies pouvant être causées comprennent le syndrome de choc toxique streptococcique , la fasciite nécrosante , la pneumonie et la bactériémie . À l'échelle mondiale, on estime que le SGA cause plus de 500 000 décès chaque année, ce qui en fait l'un des principaux agents pathogènes au monde .

Des complications supplémentaires peuvent être causées par le SGA, à savoir le rhumatisme articulaire aigu et la glomérulonéphrite aiguë . Le rhumatisme articulaire aigu , une maladie qui affecte les articulations , les reins et les valves cardiaques , est une conséquence d'une infection à streptocoque A non traitée causée non par la bactérie elle-même. Le rhumatisme articulaire aigu est causé par les anticorps créés par le système immunitaire pour combattre l'infection en réagissant de manière croisée avec d'autres protéines du corps. Cette "réaction croisée" amène le corps à s'attaquer essentiellement et conduit aux dommages ci-dessus. Un mécanisme auto-immun similaire initié par l'infection streptococcique bêta-hémolytique du groupe A (GABHS) est supposé provoquer des troubles neuropsychiatriques auto-immuns pédiatriques associés aux infections streptococciques (PANDAS) , dans lesquels les anticorps auto-immuns affectent les noyaux gris centraux, provoquant l'apparition rapide de troubles psychiatriques, moteurs, de sommeil, et d'autres symptômes chez les patients pédiatriques.

L'infection à SGA est généralement diagnostiquée par un test streptococcique rapide ou par culture.

Groupe B

S. agalactiae , ou streptocoque du groupe B, GBS , provoque une pneumonie et une méningite chez les nouveau - nés et les personnes âgées , avec une bactériémie systémique occasionnelle. Il est important de noter que Streptococcus agalactiae est la cause la plus fréquente de méningite chez les nourrissons âgés d'un mois à trois mois. Ils peuvent également coloniser les intestins et l'appareil reproducteur féminin, augmentant le risque de rupture prématurée des membranes pendant la grossesse et de transmission de l'organisme au nourrisson. L' American College of Obstetricians and Gynecologists , l' American Academy of Pediatrics et les Centers for Disease Control recommandent à toutes les femmes enceintes entre 35 et 37 semaines de gestation de subir un test de dépistage du SGB. Les femmes dont le test est positif doivent recevoir des antibiotiques prophylactiques pendant le travail, ce qui empêchera généralement la transmission au nourrisson.

Le Royaume-Uni a choisi d'adopter un protocole basé sur les facteurs de risque, plutôt que le protocole basé sur la culture suivi aux États-Unis. Les lignes directrices actuelles stipulent que si un ou plusieurs des facteurs de risque suivants sont présents, la femme doit être traitée avec des antibiotiques intrapartum :

  • Travail prématuré (<37 semaines)
  • Rupture prolongée des membranes (>18 heures)
  • Fièvre intrapartum (≥38 °C)
  • Antécédents de maladie à SGB chez un enfant précédent
  • GBS bactériurie au cours de cette grossesse

Ce protocole entraîne l'administration d'antibiotiques intrapartum à 15 à 20 % des femmes enceintes et la prévention de 65 à 70 % des cas de sepsis à SGB à début précoce.

Groupe C

Ce groupe comprend S. equi , qui provoque des étranglements chez les chevaux, et S. zooepidemicusS. equi est un descendant clonal ou biovar de l' ancêtre S. zooepidemicus — qui provoque des infections chez plusieurs espèces de mammifères, y compris les bovins et les chevaux. S. dysgalactiae est également membre du groupe C, les streptocoques bêta-hémolytiques qui peuvent provoquer une pharyngite et d'autres infections pyogènes similaires aux streptocoques du groupe A .

Groupe D (entérocoques)

De nombreux anciens streptocoques du groupe D ont été reclassés et placés dans le genre Enterococcus (y compris E. faecalis , E. faecium , E. durans et E. avium ). Par exemple, Streptococcus faecalis est maintenant Enterococcus faecalis . E. faecalis est parfois alpha-hémolytique et E. faecium est parfois bêta-hémolytique.

Les autres souches non entérococciques du groupe D comprennent Streptococcus gallolyticus , Streptococcus bovis et Streptococcus equinus .

Les streptocoques non hémolytiques provoquent rarement des maladies. Cependant, les streptocoques bêta-hémolytiques du groupe D faiblement hémolytiques et Listeria monocytogenes (qui est en fait un bacille à Gram positif ) ne doivent pas être confondus avec les streptocoques non hémolytiques.

Streptocoques du groupe F

Les streptocoques du groupe F ont été décrits pour la première fois en 1934 par Long et Bliss parmi les « petits streptocoques hémolytiques ». Ils sont également connus sous le nom de Streptococcus anginosus (selon le système de classification de Lancefield) ou en tant que membres du S. milleri groupe (selon le système européen).

Streptocoques du groupe G

Ces streptocoques sont généralement, mais pas exclusivement, bêta-hémolytiques. Streptococcus dysgalactiae est l'espèce prédominante rencontrée, en particulier dans les maladies humaines. S. canis est un exemple de GGS que l'on trouve généralement sur les animaux, mais qui peut provoquer une infection chez l'homme. S. phocae est une sous-espèce du GGS qui a été trouvée chez les mammifères marins et les espèces de poissons marins. Chez les mammifères marins, elle a été principalement associée à la méningo - encéphalite , à la septicémie et à l' endocardite , mais elle est également associée à de nombreuses autres pathologies. Son réservoir environnemental et ses modes de transmission chez les mammifères marins ne sont pas bien caractérisés.

Streptocoques du groupe H

Les streptocoques du groupe H provoquent des infections chez les chiens de taille moyenne. Les streptocoques du groupe H provoquent rarement une maladie chez l'homme, à moins qu'un humain n'ait un contact direct avec la bouche d'un chien. L'un des moyens les plus courants de propagation est le contact bouche-à-bouche entre humains et chiens. Cependant, le chien peut lécher la main de l'humain et l'infection peut également se propager.

Taxonomie moléculaire et phylogénétique

Arbre phylogénétique des espèces de Streptococcus , basé sur les données de PATRIC. Les groupes 16S sont indiqués par des crochets et leurs membres clés sont surlignés en rouge.

Les streptocoques ont été divisés en six groupes sur la base de leurs séquences d' ADNr 16S : S. anginosus, S. gallolyticus, S. mitis, S. mutans, S. pyogenes et S. salivarius . Les groupes 16S ont été confirmés par séquençage du génome entier (voir figure). Les agents pathogènes importants S. pneumoniae et S. pyogenes appartiennent respectivement aux groupes S. mitis et S. pyogenes , tandis que l'agent causal des caries dentaires , Streptococcus mutans , est à la base du groupe Streptococcus .

Un diagramme conceptuel de la taxonomie de la sous-clade de Streptococcus basé sur les arbres phylogénétiques et les indels de signature conservés (CSI) qui sont spécifiquement partagés par les groupes de streptocoques. Le nombre de CSI identifiés pour chaque groupe est indiqué.

Les progrès technologiques récents ont entraîné une augmentation des séquences génomiques disponibles pour les espèces de Streptococcus , permettant des analyses phylogénétiques et génomiques comparatives plus robustes et fiables. En 2018, les relations évolutives au sein de Streptococcus ont été réexaminées par Patel et Gupta à travers l'analyse d' arbres phylogénétiques complets construits sur la base de quatre ensembles de données différents de protéines et l'identification de 134 signatures moléculaires hautement spécifiques (sous la forme d' indices de signature conservés ) qui sont exclusivement partagés par l'ensemble du genre ou ses sous-clades distinctes.

Les résultats ont révélé la présence de deux clades principaux au plus haut niveau au sein de Streptococcus , appelés les clades « Mitis-Suis » et « Pygogenes-Equinus-Mutans ». Le clade principal « Mitis-Suis » comprend la sous-clade Suis et le clade Mitis, qui englobe les sous-clades Angiosus, Pneumoniae, Gordonii et Parasanguinis. Le deuxième clade principal, le « Pygogenes-Equinus-Mutans », comprend les sous-clades Pyogenes, Mutans, Salivarius, Equinus, Sobrinus, Halotolerans, Porci, Entericus et Orisratti. Au total, 14 sous-clades distincts ont été identifiés au sein du genre Streptococcus , chacun soutenu par des motifs de branchement fiables dans les arbres phylogénétiques et par la présence de plusieurs indels de signature conservés dans différentes protéines qui sont des caractéristiques distinctives des membres de ces 14 clades. Un schéma récapitulatif montrant les relations globales entre les streptocoques sur la base de ces études est représenté dans une figure sur cette page.

Génomique

Gènes communs et spécifiques à l'espèce chez Streptococcus sanguinis , S. mutans et S. pneumoniae . Modifié après Xu et al. (2007)

Les génomes de centaines d'espèces ont été séquencés. La plupart des génomes de Streptococcus ont une taille de 1,8 à 2,3 Mb et codent de 1 700 à 2 300 protéines. Certains génomes importants sont répertoriés dans le tableau. Les quatre espèces présentées dans le tableau ( S. pyogenes, S. agalactiae, S. pneumoniae et S. mutans ) ont une identité de séquence protéique moyenne par paire d'environ 70 %.

caractéristique S. pyogenes S. agalactiae S. pneumoniae S. mutans
paires de bases 1 852 442 2 211 488 2 160 837 2 030 921
ORF 1792 2118 2236 1963
les prophages Oui non non non

Bactériophage

Des bactériophages ont été décrits pour de nombreuses espèces de Streptococcus . 18 prophages ont été décrits chez S. pneumoniae dont la taille varie de 38 à 41 kb, codant pour 42 à 66 gènes chacun. Certains des premiers phages de Streptococcus découverts étaient Dp-1 et ω1 (alias ω-1). En 1981, la famille Cp (Complutense phage 1, officiellement Streptococcus virus Cp1 , Picovirinae ) a été découverte avec Cp-1 comme premier membre. Dp-1 et Cp-1 infectent à la fois S. pneumoniae et S. mitis . Cependant, les gammes d'hôtes de la plupart des phages de Streptococcus n'ont pas été étudiées systématiquement.

Transformation génétique naturelle

La transformation génétique naturelle implique le transfert d'ADN d'une bactérie à une autre à travers le milieu environnant. La transformation est un processus complexe qui dépend de l'expression de nombreux gènes. Pour être capable de transformation, une bactérie doit entrer dans un état physiologique particulier appelé compétence . S. pneumoniae , S. mitis et S. oralis peuvent devenir compétents, et par conséquent acquérir activement de l'ADN homologue pour la transformation par un mécanisme fratricide prédateur Ce mécanisme fratricide exploite principalement les frères et sœurs non compétents présents dans la même niche Parmi les isolats hautement compétents de S pneumoniae , Li et al. ont montré que l'aptitude à la colonisation nasale et la virulence (infectiosité pulmonaire) dépendent d'un système de compétence intact. La compétence peut permettre à l'agent pathogène streptococcique d'utiliser un ADN homologue externe pour la réparation par recombinaison des dommages à l'ADN causés par l'attaque oxydative de l'hôte.

Voir également

Les références

Liens externes