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Serratia marcescens

Serratia marcescens est une espĂšce de bactĂ©rie, de bacille Ă  Gram nĂ©gatif de la famille des Enterobacteriaceae. Un agent pathogĂšne humain, S. marcescens est impliquĂ© dans des infections nosocomiales, en particulier des bactĂ©riĂ©mies dans des voies veineuses centrales, des infections urinaires et des infections de plaies. On le trouve couramment dans les voies respiratoires et urinaires d'adultes hospitalisĂ©s et dans le systĂšme gastro-intestinal des enfants. En raison de sa prĂ©sence abondante dans l’environnement et de sa prĂ©fĂ©rence pour la vapeur, S. marcescens se trouve gĂ©nĂ©ralement dans les salles de bains (notamment sur les jointures de carrelage, les coins de douche, les conduites d'eau de toilette et les lavabos), oĂč il se manifeste par une coloration orangĂ©e ou orange et une pellicule visqueuse se nourrissant de matiĂšres contenant du phosphore ou des corps gras.

Une fois Ă©tabli, l'Ă©radication complĂšte de l'organisme est souvent difficile, mais peut ĂȘtre rĂ©alisĂ©e en appliquant un dĂ©sinfectant Ă  base d'eau de Javel. Le rinçage et sĂ©chage des surfaces peut prĂ©venir son dĂ©veloppement.

S. marcescens peut Ă©galement ĂȘtre trouvĂ© dans des environnements tels que la saletĂ©, des sites supposĂ©ment « stĂ©riles » et le biofilm sous-gingival des dents. Pour cette raison, et parce que S. marcescens produit un pigment de tripyrrole rouge orangĂ© appelĂ© prodigiosine, il peut provoquer une coloration des dents. La voie biochimique pour la production de prodigiosine par S. marcescens est inconnue Ă  l'exception des deux derniĂšres Ă©tapes. Dans ces Ă©tapes, un monopyrrole et un bipyrrole subissent une rĂ©action de condensation au moyen d'une enzyme pour former de la prodigiosine.

Identification

S. marcescens est un organisme mobile qui peut se dĂ©velopper Ă  des tempĂ©ratures allant de 5 Ă  40 °C et Ă  des pH allant de 5 Ă  9. Elle se distingue des autres bactĂ©ries Ă  Gram nĂ©gatif par sa capacitĂ© Ă  effectuer une hydrolyse de la casĂ©ine, ce qui lui permet de produire des mĂ©talloprotĂ©inases extracellulaires censĂ©es fonctionner dans les interactions cellule Ă  matrice extracellulaire. S. marcescens prĂ©sente Ă©galement une dĂ©gradation du tryptophane et de l'acide citrique. L’un des produits finaux de la dĂ©gradation du tryptophane est l'acide pyruvique, qui est ensuite incorporĂ©e Ă  diffĂ©rents processus mĂ©taboliques de S. marcescens. Un produit final de la dĂ©gradation de l'acide citrique est le carbone. Ainsi, S. marcescens peut compter sur l'acide citrique comme source de carbone. Lors de l’identification de l’organisme, il est Ă©galement possible de rĂ©aliser un test de rouge de mĂ©thyle, qui dĂ©termine si un micro-organisme effectue une fermentation mixte. S. marcescens donne un test nĂ©gatif. Une autre dĂ©termination de S. marcescens est sa capacitĂ© Ă  produire de l'acide lactique par mĂ©tabolisme oxydatif et fermentatif.


TestRĂ©sultat[1]
Coloration de Gram−
Recherche de l'oxydase−
Production d'indole−
Rouge de mĂ©thyle> 70% −
RĂ©action de Voges-Proskauer+
Acide citrique (Simmons)+
Production de sulfure d'hydrogùne−
Hydrolyse d'urĂ©e> 70% −
PhĂ©nylalanine ammonia-lyase−
Lysine décarboxylase+
Motilité+
Hydrolyse de gélatine, 22 °C+
Acide de lactose−
Acide de glucose+
Acide de maltose+
Acide de mannitol+
Acide de sucrose+
RĂ©duction de nitrate+ (Ă  la nitrite)
Désoxyribonucléase, 25 °C+
Lipase+
Pigmentcertains biovars produisent du rouge
Production de Catalase (24h)+

Pathogénicité

Chez l'homme, Serratia marcescens peut provoquer une infection opportuniste Ă  plusieurs endroits, y compris les voies urinaires, les voies respiratoires, les plaies et les yeux, oĂč il peut provoquer une conjonctivite, une kĂ©ratite, une endophtalmie et des infections du canal lacrymonasal. C'est Ă©galement une cause rare d'endocardite et d'ostĂ©omyĂ©lite (en particulier chez les personnes qui utilisent des drogues intraveineuses Ă  des fins rĂ©crĂ©atives), de pneumonie et de mĂ©ningite. La plupart des souches de S. marcescens sont rĂ©sistantes Ă  plusieurs antibiotiques en raison de la prĂ©sence de facteurs R, qui sont un type de plasmide portant un ou plusieurs gĂšnes codant la rĂ©sistance ; tous sont considĂ©rĂ©s comme intrinsĂšquement rĂ©sistants Ă  l'ampicilline, aux macrolides et aux cĂ©phalosporines de premiĂšre gĂ©nĂ©ration (telles que la cĂ©phalexine).

Une forme clinique rare de gastro-entĂ©rite survenant dans la petite enfance est causĂ©e par une infection Ă  S. marcescens. La couleur rouge de la couche peut ĂȘtre confondue avec une hĂ©maturie (sang dans les urines), ce qui peut entraĂźner des investigations inutiles par les mĂ©decins.

Chez le corail Corne d’élan, S. marcescens est la cause de la maladie de la variole blanche. Chez les vers Ă  soie, il peut Ă©galement causer une maladie mortelle, en particulier en association avec d'autres agents pathogĂšnes.

Dans les laboratoires de recherche qui utilisent des drosophiles, leur infection par S. marcescens est courante. Il se manifeste par une décoloration rose ou une plaque dans ou sur les larves, les pupes ou les aliments à base d'amidon et de sucre (en particulier lorsqu'ils sont mal préparés).

S. marcescens provoque la maladie de la vigne jaune chez les cucurbitacées, entraßnant parfois des pertes importantes dans les champs de melons.

Le professeur Jim Burritt et ses Ă©tudiants de l'universitĂ© du Wisconsin–Stout ont dĂ©couvert une nouvelle souche de S. marcescens dans le sang d'abeille (hĂ©molymphe) provenant de ruches dĂ©cimĂ©es par la destruction hivernale. Ses rĂ©sultats de recherche ont Ă©tĂ© publiĂ©s et la nouvelle souche s'appelle sicaria, ce qui signifie assassin en latin. Le professeur dĂ©clare que S. marcescens sicaria peut contribuer Ă  l'Ă©chec hivernal des colonies d'abeilles[2].

Histoire

RÎle possible dans les miracles médiévaux

En raison de sa pigmentation rouge causĂ©e par l’expression du pigment de prodigiosine et de son aptitude Ă  croĂźtre sur le pain, S. marcescens est Ă©voquĂ© comme une explication naturaliste des rĂ©cits mĂ©diĂ©vaux de l’apparence « miraculeuse » du sang sur le corporal de Bolsena. Le miracle s'est produit lors de la cĂ©lĂ©bration d'une messe Ă  Bolsena en 1263, dirigĂ©e par un prĂȘtre de BohĂȘme qui avait des doutes concernant la transsubstantiation ou la transformation du pain et du vin en corps et en sang du Christ pendant la messe. Au cours de la messe, l'Eucharistie a semblĂ© saigner et chaque fois que le prĂȘtre essuyait le sang, d'autres apparitions apparaissaient. Cet Ă©vĂ©nement est reprĂ©sentĂ© sur une fresque du palais apostolique de la citĂ© du Vatican, peinte par RaphaĂ«l.

DĂ©couverte

La Serratia marcescens est découverte en 1819 par le pharmacien vénitien Bartolomeo Bizio comme cause de la coloration rouge sang de la polenta dans la ville de Padoue. Quatre ans plus tard, Bizio nomme cet organisme en l'honneur de Serafino Serrati, physicien qui avait mis au point un bateau à vapeur. L'épithÚte marcescens (en latin «se décomposant») est choisie en raison de la détérioration rapide du pigment (les observations de Bizio l'ont amené à croire que l'organisme se décomposait en une substance ressemblant à un mucilage à maturité). Serratia est renommé Monas prodigiosus et Bacillus prodigiosus avant que le nom original donné par Bizio ne soit repris dans les années 1920.

Utilisation

Guerre biologique

Jusque dans les années 1950, Serratia marcescens a été considérée à tort comme un détritivore non pathogÚne et sa coloration rougeùtre a été utilisée dans des expériences scolaires pour dépister des infections. Pendant la guerre froide, elle est utilisée comme simulacre dans les tests de guerre biologique par l'armée américaine, qui l'avait étudiée dans le cadre d'essais sur le terrain en remplacement de Francisella tularensis, en cours de fabrication comme arme.

Les 26 et , la marine amĂ©ricaine mĂšne une expĂ©rience secrĂšte intitulĂ©e « OpĂ©ration Sea-Spray », dans laquelle certains S. marcescens sont libĂ©rĂ©es par l'Ă©clatement de ballons au-dessus de zones urbaines de la rĂ©gion de la baie de San Francisco en Californie. Bien que la marine ait dĂ©clarĂ© par la suite que la bactĂ©rie Ă©tait inoffensive, Ă  compter du , 11 patients d'un hĂŽpital local dĂ©veloppent de trĂšs rares et graves infections des voies urinaires, et l'un d'eux, Edward J. Nevin, en meurt[3]. Les cas de pneumonie Ă  San Francisco ont Ă©galement augmentĂ© aprĂšs la libĂ©ration de S. marcescens. La bactĂ©rie simulante a provoquĂ© ces infections et la mort n’a jamais Ă©tĂ© Ă©tablie de maniĂšre concluante. Le fils et le petit-fils de Nevin ont perdu le procĂšs qu'ils ont intentĂ© contre le gouvernement entre 1981 et 1983, au motif que le gouvernement avait l'immunitĂ© et que les chances que la bactĂ©rie pulvĂ©risĂ©e ait provoquĂ© la mort de Nevin Ă©taient minimes. La bactĂ©rie Ă©galement combinĂ©e avec du phĂ©nol et un simulant de l'anthrax, a Ă©tĂ© pulvĂ©risĂ©e sur le sud du Dorset par des scientifiques militaires amĂ©ricains et britanniques dans le cadre des essais DICE menĂ©s de 1971 Ă  1975[4].

Depuis 1950, S. marcescens est une source croissante d'infection humaine, de nombreuses souches résistant à plusieurs antibiotiques. Les premiers signes de problÚmes avec le vaccin antigrippal produit par Chiron Corporation en 2004 concernent une contamination par S. marcescens.

Traçage des écoulements souterrains

En raison de son aptitude Ă  ĂȘtre cultivĂ© sur des plaques de gĂ©lose sur des champs uniformes et bien colorĂ©es et de l’existence d’un phage spĂ©cifique Ă  S. marscecens, elle est utilisĂ©e pour suivre les flux d’eau dans les systĂšmes de calcaire karstique. Des quantitĂ©s connues de phages sont injectĂ©es dans un point fixe du systĂšme d'eau karstique et la sortie d'intĂ©rĂȘt est contrĂŽlĂ©e par un Ă©chantillonnage classique Ă  faible volume Ă  des intervalles de temps fixes. En laboratoire, les Ă©chantillons sont versĂ©s sur des pelouses de S. marscecens et incubĂ©s. Des plaques incolores dans les champs indiquent la prĂ©sence de phages. On a prĂ©tendu que la mĂ©thode Ă©tait sensible aux trĂšs hautes dilutions en raison de sa capacitĂ© Ă  dĂ©tecter des particules uniques de phage.

Références

  1. (en) John G. Holt, Bergey's Manuals of Determinative Bacteriology, , p. 217
  2. (en) UniversitĂ© du Wisconsin–Stout, « Research buzz: Professor, students identify bacterium that may kill honey bees », sur thecre.com, (consultĂ© le )
  3. (en) Bernadette Tansey, « Serratia has dark history in region / Army test in 1950 may have changed microbial ecology », sur San Francisco Chronicle, (consulté le )
  4. (en) Antony Barnett, « Millions were in germ war tests », The Guardian,‎ (lire en ligne)
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