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Les tests d’orientation Lors de la détermination d’une espèce bactérienne, cert

Les tests d’orientation Lors de la détermination d’une espèce bactérienne, certains critères permettent d’orienter notre diagnostic de façon précise, si on suit une méthode : ce sont les tests d’orientation. Après une courte description de ces tests, les clés dichotomiques de base seront données sous forme de tableaux. Pour finir, nous expliquerons la méthode logique pour identifier une souche à l’aide d’exemples. I La coloration de Gram L’explication théorique de cette coloration est donnée dans le texte « Observations microscopiques ». Ce premier caractère permet de déterminer 3 groupes de bactéries : les Gram positifs (violet), les Gram négatifs (rose) et les bactéries non colorables par cette méthode. Causes d’erreurs : frottis trop épais ou trop chauffé, décoloration à l’alcool pas ou trop poussée. II La recherche de l’oxydase Le terme exact est « recherche du cytochrome oxydase ». Les cytochromes sont des protéines qui appartiennent à la chaîne respiratoire, composée d’une succession de transporteurs d’électrons, en particulier les cytochromes.. En fait, ce test recherche le cytochrome c- oxydase. Depuis plusieurs décennies, et bien avant que ne soit connu dans le détail le rôle des cytochromes, la recherche de l‘oxydase est un des critères le plus discriminatif et le plus employé pour l’identification des bactéries, surtout celles des bactéries à Gram négatif. Cette recherche consiste à mettre en évidence la capacité de la bactérie testée, à oxyder la forme réduite incolore de dérivés N-méthylé du paraphénylène diamine, en leurs formes oxydées semi-quinoniques rose-violacées. Les techniques possibles utilisent de préférence le réactif sous forme d’oxalate plus stable. On utilise pour cela des disques, des bâtonnets ou des bandelettes pré-imprégnés. On utilise parfois des solutions… Une réaction positive se traduit par un virage rapide du réactif de l’incolore au violet. Sinon il reste incolore. Causes d’erreurs : réalisation du test à partir d’un milieu glucidique, un glucide ayant été attaqué : une fermentation peut cacher une respiration…, quantité insuffisante de bactéries, humidification trop importante du disque entraînant l’élimination du réactif, réactif périmé, instrument « oxydase+ » (certains métaux) ou portant des traces de colorant violet…, lecture trop tardive : au-delà de 30-40 secondes, le réactif s’oxyde spontanément à l’air… III Recherche de la catalase Certaines réactions métaboliques aboutissent, dans les conditions de l’aérobiose, à la production de peroxyde d’hydrogène (= eau oxygénée ou H2O2 ). Mais ce composé peut être le produit de la chaîne respiratoire. Cependant, ce peroxyde d’hydrogène doit être éliminé. C’est en effet un poison cellulaire . Sa décomposition dans l’organisme microbien peut être réalisée soit par des peroxydases, soit par la catalase (la peroxydase ayant toutefois une activité plus faible). En absence de système enzymatique destructeur, la vie en aérobie devient généralement impossible : les micro-organismes sont alors anaérobies strictes. La catalase est une enzyme importante. Elle joue un rôle majeur dans l’élimination du peroxyde d’hydrogène selon la réaction suivante : 2 H2O2 ------ O2 + 2 H2O La plupart des micro-organismes aérobies possèdent une catalase . Parmi les bactéries Gram positives, seule les Streptococcaceae, les Lactobacillus, les Erysipelothrix (et bien sûr les Clostridium) sont dépourvues de catalase. A partir d’un milieu solide, prélever une quantité suffisante de culture et la mettre en suspension dans une goutte d’eau oxygénée déposée sur une lame . Une réaction positive se traduit par un dégagement gazeux (parfois trés faible) d’oxygène. Causes d’erreurs : réalisation du test sans précaution à partir d’une gélose au sang : le sang possède une activité catalasique, suspension bactérienne insuffisante, eau oxygénée périmée, souche « catalase faible » IV Recherche du métabolisme respiratoire Les bactéries chimiotrophes, pour obtenir l'énergie nécessaire à leur croissance, peuvent utiliser 2 métabolismes différents pour dégrader le substrat: - Le métabolisme respiratoire, où les électrons libérés par l'oxydation du substrat, sont pris en charge par une chaîne transporteuse d'électrons (libératrice d'énergie) avant d'être fixés sur un accepteur final minéral. Si cet accepteur final est l'oxygène, on parle de respiration aérobie (cytochrome) tandis que si il s'agit d'un ion minéral ( NO3 -, NO2 -, SO4 2-), la respiration est qualifiée d'anaérobie (quinones). - Le métabolisme fermentatif où il n'existe pas de chaîne de transporteurs et où les électrons sont directement fixés sur un accepteur final organique. Respirations et fermentations ne sont pas contradictoires: une bactérie peut avoir un métabolisme oxydatif en aérobiose et fermentatif en anaérobiose. Le test O/F permet de connaître le comportement de la bactérie étudiée vis-à-vis du glucose en présence ou absence d'oxygène. Le milieu utilisé ne contenant aucun accepteur final minéral, on ne teste que la respiration aérobie et les fermentations. Respiration aérobie C6H12O6 + 6 O2 -----------> 6 CO2 + 6 H2O Fermentation lactique C6H12O6 -------------> 2 C3H3O3 + 6 H+ Or le CO2 et le pyruvate sont des acides. On peut donc les mettre en évidence par le virage d'un indicateur de pH (ici le Bleu de bromothymol ou BBT). Lecture et interprétation A B C Cas A : Acidification dans les deux tubes. Resp. ou Ferm. en aérobiose et Ferm. en anaérobiose Par convention on note test o/f = F (germe généralement aéro-anaérobie). Cas B : Acidification en aérobiose seulement. La bactérie ne peut que respirer test o/f = O (germe aérobie strict). Cas C: Aucune acidification. La souche ne sait pas utiliser le glucose test o/f = Négatif (type respiratoire impossible à déterminer par cette méthode). Il existe parfois un 4ème cas qui correspond aux anaérobies strict aerotolerant (certains Clostridium par exemple) Seul le tube avec bouchon de paraffine vire au jaune. Cependant, le bouchon de paraffine ne permettant pas une anaerobiose complète, le test n’est pas valide pour tout les anaerobie. Par convention on decide que ce test est dit Non applicable. V Recherche de la mobilité Voir le texte sur les observations microscopiques. Ce test permet de déterminer si une bactérie est mobile ou non et, éventuellement si elle est mobile, de déterminer le type de ciliature (péritriche, lophotriche, monotriche…). Causes d’erreurs : anse trop chaude, mélange trop brutal, culture âgée… Accepteur Organique oxydé Accepteur Organique réduit VI Autres caractères utiles. D’autres caractères déterminables facilement (par simple lecture) sont parfois utiles. a. l’hémolyse L’hémolyse, ou lyse des hématies, est due à la rupture de leur membrane plasmique, souvent sous l’action de phosphatidyl-choline estérase des bactéries et sous l’action de molécules provoquant la formation de pores membranaires (hémolysine). Ce phénomène libère de l’hémoglobine qui est ensuite plus ou moins digérée. Si la digestion est totale, la couleur rouge disparaît et on observe une zone éclaircie (hémolyse partielle), voir incolore (hémolyse complète) autour de la colonie. On parle alors d’hémolyse β. La digestion peut être incomplète et il se forme des produits verdâtres ou marrons (dont la methémoglobine) et on parle d’hémolyse α. On distingue donc : - Les germes à hémolyse β complète et hémolyse β partielle. - Les germes à hémolyse α - Les germes non hémolytiques (parfois improprement appelée hémolyse gamma) colonies β hémolytiques colonies α hémolytiques Il arrive qu’une même colonie soit entourée de deux zones d’hémolyse succesives (β totale puis β partielle), on parle alors de souche « double-hémo » ou hémolyse θ Causes d’erreurs : recouvrement d’une petite colonie par une plus grosse, gélose périmée (auto-hémolyse), gélose incubée en anaérobiose (l’hémoglobine réduite prend une couleur marron pouvant être confondue avec une hémolyse α…) b. l’exigence de la bactérie Il peut être intéressant de noter les besoins d’une souche bactérienne. Notamment s’il s’agit d’un germe non exigeant c’est-à-dire pouvant pousser sur des milieux non enrichis sélectifs ou non (Gélose lactosée au BCP, Gassner…) ou exigeant c’est-à-dire poussant uniquement sur des milieux enrichis (Gélose au sang, chocolat…) c. l’utilisation d’un sucre De nombreux milieux d’isolement permettent la lecture de certains caractères biochimiques, généralement un sucre (le lactose le plus souvent). Il est parfois utile de les noter ce qui permet d’éliminer certains genres bactériens… VII Les tableaux dichotomiques Les illustrations sont données à titre indicatif. En effet, une même souche bactérienne peut présenter une morphologie différente suivant les milieux, les conditions d’incubations, etc… VII Raisonnement diagnostique L’identification bactérienne suit un cheminement logique qui permet, au fur et à mesure d’éliminer certaines familles, puis certains genres et enfin certaines espèces pour ne laisser que l’espèce la plus probable à la fin. Voyons ce cheminement avec 3 exemples : Exemple n°1 A la suite de l’isolement bactérien, nous obtenons des grosses colonies bleues muqueuses sur milieu de Gassner. Les tests d’orientation donnent les résultats suivant : cocobacille Gram négatif, mobile, Cat + , Oxy -, test OF= F Le cheminement logique que l’ont doit avoir est le suivant : - cocobacille Gram négatif, peu exigeant (pousse sur Gassner), mobile : on soupçonne les familles suivantes : Enterobacteriaceae, Pseudomonaceae, Alcaligenaceae et Vibrionaceae. - le test OF= F élimine les familles des Pseudomonaceae et des Alcaligenaceae. On ne soupçonne plus alors que les Enterobacteriaceae et Vibrionaceae. - le test Oxydase négatif élimine les Vibrionaceae : le germe appartient a la famille des Entérobacteries. - le caractère Lactose positif élimine les genres Salmonella, Shigella, Proteus, Yersinia. Le germe appartient au groupe des « coliformes » (Genres uploads/Finance/ orientation-2.pdf