Une page du bioréaume microbien sur le genre Propionibacterium
Classification
Taxons d’ordre supérieur:
Bactéries ; Actinobactéries ; Actinobactéries (classe) ; Actinobacteridae ; Actinomycetales ; Propionibacterineae ; Propionibacteriaceae
Espèces:
Propionibacterium acidipropionici ; P. acnes ; P. australiense ; P. avidum ; P. cyclohexanicum ; P. freudenreichii ; P. granulosum ; P. jensenii ; P. microaerophilum ; P. propionicum ; P. thoenii ; P. sp.
NCBI : Taxonomie Génome : -Nocardioides sp. JS614 -Propionibacterium acnes KPA171202
Description et importance
Les espèces de Propionibacteria peuvent être trouvées partout dans le corps. Les Propionibacteria sont généralement non pathogènes ; cependant, lorsque certaines espèces de Propionibacteria contaminent le sang et d’autres liquides organiques, elles peuvent provoquer un certain nombre d’infections, notamment la maladie de peau courante qu’est l’acné vulgaire (causée par P. acnes). Certaines espèces de Propionibacteria se retrouvent dans les aliments comme les fromages et autres produits laitiers. P. freudenreichii est utilisé dans la fabrication du fromage suisse pour produire sa saveur et ses trous caractéristiques. La saveur dérive du propionate, un produit de la fermentation, et les trous ou « yeux » des bulles de dioxyde de carbone.
Structure du génome
En ce moment, il y a un projet de génome qui est complet sur Propionibacterium acnes KPA1202, et il y en a un qui est en cours sur Nocardioides sp. JS614. La séquence complète du génome de P. acnes comprend 2333 gènes putatifs et révèle de nombreux produits génétiques impliqués dans la dégradation des molécules de l’hôte, notamment des sialidases, des neuraminidases, des endoglycocéramidases, des lipases et des facteurs de formation de pores. Pour plus d’informations, voir les liens (ci-dessus, à gauche).
Structure cellulaire et métabolisme
Les propionibactéries sont des bactéries anaérobies à Gram positif, à croissance lente et non sporulées. Elles peuvent être en forme de bâtonnets ou ramifiées et peuvent se présenter seules, par paires ou en groupes. Elles produisent généralement de l’acide lactique, de l’acide propionique et de l’acide acétique à partir du glucose.
Une espèce de Propionibacterium, P. freudenreichii (utilisée dans la fabrication du fromage suisse), semble dépendre des acides aminés libres et des peptides fabriqués dans le fromage par la dégradation de la caséine par les enzymes protéolytiques de Lactobacillus (McCarthy et Courtney). P. freudenreichii produit du dioxyde de carbone, qui fait les trous dans le fromage suisse. L’acide propionique produit par la dégradation du glucose est ce qui donne au fromage suisse sa saveur caractéristique.
Ecologie
Bien que Propionibacterium acnes puisse être trouvé sur la peau des humains prépubères, la véritable colonisation commence en fait 1 à 3 ans avant la maturation sexuelle. Le nombre de bactéries passe de moins de 10/cm2 à 106/cm2 (principalement sur le visage et les zones environnantes). P. granulosum habite également les mêmes zones générales que P. acnes mais à un nombre de cellules de P. acnes environ cent fois inférieur. En outre, P. acnes et P. granulosum sont connus pour faire partie de la flore microbienne du tractus gastro-intestinal.
Il a été démontré que le Propionibacterium jensenii et le Lactobacillus paracasei subsp. paracasei dans une culture mixte inhibent les levures et autres microbes qui provoquent l’altération des aliments dans les produits laitiers comme le yaourt et le fromage. En fait, ils inhibent ces microbes jusqu’à 5 ordres de grandeur à la température du réfrigérateur (6oC) sans modifier la qualité des aliments. Le mélange bactérien est efficace contre certaines levures, moisissures et bactéries Gram-négatives, mais pas contre d’autres bactéries Gram-positives. Au cours des tests sur les activités d’inhibition de Propionibacterium sp., les surnageants sans cellules contenant les acides organiques qui sont des produits de la fermentation n’étaient pas aussi efficaces que les cellules pour inhiber les levures et les moisissures. Par conséquent, on a supposé que quelque chose au sujet des processus en cours des cellules et de l’interaction entre P. jensenii et L. paracasei subsp. paracasei inhibait la croissance d’autres microbes en plus des capacités d’inhibition des acides qu’ils produisent (Schwenninger 2004).
Pathologie
Les trois types de lésions non inflammatoires provoquées par l’accumulation de P. acnes dans les follicules bouchés. From NIAMS
L’acné vulgaire est la maladie la plus courante causée par P. acnes. Les quatre caractéristiques physiopathologiques de l’acné, qui se manifeste le plus souvent au niveau du visage, du cou et du dos, sont l’hyperkératiniation, la production de sébum, la prolifération bactérienne et l’inflammation. Les trois catégories de lésions formées lors de l’acné sont les lésions non inflammatoires, les lésions inflammatoires et les cicatrices. Les trois lésions non inflammatoires comprennent les microcomédons, les comédons ouverts, qui présentent une impaction centrale de kératine et de lipides et peuvent ou non être légèrement surélevés, et les comédons fermés, qui sont des papules légèrement surélevées pouvant éventuellement se transformer en une lésion inflammatoire plus importante. Les lésions inflammatoires comprennent des lésions plus aggravées comme les pustules et les gros nodules fluctuants.
Les propionibactéries sont connues pour provoquer, bien que rarement, des abcès cérébraux, des empyèmes sous-duraux, des infections dentaires, des endocardites, des dialyses péritonéales ambulatoires continues, des conjonctivites associées aux lentilles de contact et des péritonites (liste tirée de eMedicine). P. acnes est également associé à plusieurs types d’infections et de problèmes de santé tels que l’arthrite anaérobie associée aux prothèses articulaires et les cas d’ostéomyélite (rarement). P. acnes est également associé à certaines spondylarthropathies associées à une acné vulgaire floride (isolée de foyers osseux et d’articulations), et a été isolé comme cause d’endocardite (rarement) et signalé comme cause de kératite infectieuse lorsque la cornée est compromise pouvant entraîner une perte de vision.
Les espèces de Propionibacterium peuvent généralement être traitées avec des antibiotiques utilisés pour le traitement des infections anaérobies ; ces antibiotiques comprennent les pénicillines, les carbapénèmes et la clindamycine. Cependant, des rapports récents font état de résistance aux antibiotiques chez P. acnes.
Phages
Jusqu’à récemment, seuls les phages liés à Ff étaient connus pour être actifs dans les bactéries Gram-positives ; cependant, au moins cinq phages avec une morphologie filamenteuse ont été montrés comme étant actifs dans P. freudenreichii. Les phages filamenteux, qui sont en forme de bâtonnets et contiennent de l’ADN circulaire simple brin (environ 10 gènes), infectent généralement les bactéries Gram-négatives en utilisant la morphogenèse des virions dans laquelle les particules qui ne provoquent pas de lyse ou de mort cellulaire sont sécrétées à travers les membranes bactériennes de façon continue. Les cinq protéines structurelles d’un phage filamenteux sont les suivantes : la principale protéine d’enveloppe (pVIII) qui forme le tube sur la couche externe du phage, deux protéines (pVII et pIX) utilisées pour l’assemblage efficace des particules, et deux protéines (pVI et pIII) utilisées pour la stabilité des particules et la capacité du phage à infecter les bactéries. Les quatre dernières protéines (pVII, pIX, pVI et pIII) sont situées aux extrémités du phage en forme de bâtonnet. Deux autres protéines généralement présentes dans ce type de phage (pI et pIV) sont nécessaires à l’assemblage et à l’exportation du phage. Un des phages filamenteux qui a été trouvé pour infecter P. freudenreichii contient un ADNss de 5 806 bases et a un contenu G-C de 64%, ce qui est similaire au contenu G-C de P. freudenreichii. Ce phage ne contient pas de protéine similaire à la pIV, qui participe spécifiquement au canal conducteur de la membrane externe du phage. Ceci est probablement dû au fait que, puisque ce phage infecte des bactéries Gram-positives, qui n’ont pas de membranes externes, la protéine n’est pas nécessaire. (Chopin, et al. 2002)
Bruggemann H, Henne A, Hoster F, Liesegang H, Wiezer A, Strittmatter A, Hujer S, Durre P, Gottschalk G. La séquence complète du génome de Propionibacterium acnes, un commensal de la peau humaine. Science. 2004 Jul 30;305(5684):671-3.
Chopin, Marie-Christine, Annette Rouault, S. Dusko Ehrlich, et Michel Gautier. 2002. « Phage filamenteux actif sur la bactérie Gram-positive Propionibacterium freudenreichii ». Journal of Bacteriology, vol. 184, no. 7. Société américaine de microbiologie. (2030-2033)
Handa, Sajeev. « Infections à Propionibacterium ». 2002. eMedicine
McCarthy, R. J., et P. Courtney. 2004. « Besoins en acides aminés des souches de Propionibacterium laitières ». Ohio State University.
NIAMS : Health Topics : Acné.
Schwenninger, Susanne Miescher, et Leo Meile. 2004. « Une culture mixte de Propionibacterium jensenii et de Lactobacillus paracasei subsp. paracasei inhibe les levures d’altération des aliments ». Systematic and Applied Microbiology, vol. 27, no. 2. Urban et Fischer. (229-237)