Genre Pseudomonas

I – CARACTÈRES GÉNÉRAUX :

A – Définition :

Bacilles à Gram négatif, mobiles par une ciliature polaire, rarement immobiles, non sporulés.

Bactéries chimio-organotrophes avec un métabolisme strictement respiratoire avec comme accepteur terminal d’électrons l’oxygène en aérobiose et pour certaines espèces le nitrate en anaérobiose avec synthèse d’une nitrate-réductase (« respiration des nitrates »).

Oxydatifs ou inactifs dans l’épreuve de Hugh et Leifson.

Presque toujours oxydase (+) c’est-à-dire possédant pour la plupart une chaîne cytochromique complète comprenant le cytochrome C et une cytochrome C oxydase.

Caractérisés par la pluralité des substrats hydrocarbonés utilisés comme source de carbone et d’énergie.

Bactéries très répandues dans la nature, caractérisées par leur résistance aux antibiotiques et aux antiseptiques.

G + C % compris entre 58 et 70 (assez homogène).

B – Morphologie et structure :

Bâtonnets droits et fins 0,5 à 1,3 µm.

Structure des bacilles à Gram négatif, pas de différence significative dans la structure du peptidoglycane de la paroi.

Mobilité très vive en aérobiose. Ciliature polaire : monotriche – multitriche.

Pour les espèces multitriches le type de ciliature ne peut être établi que statistiquement en déterminant l’index flagellaire. Elle peut varier selon les conditions de culture.

Quelques souches et P. mallei sont immobiles et aciliées.

C – Croissance et nutrition :

De nombreuses espèces ou souches de Pseudomonas ne cultivent pas à 37°C alors que la température de 30°C convient à tous, pathogènes et saprophytes.

La culture est facile sur milieu complexe avec ou sans production de pigment. Ils sont capables de cultiver sur des milieux minéraux synthétiques avec une source simple de carbone : acétate, pyruvate. Ces propriétés sont utilisées pour mettre en évidence les auxotrophies nécessaires pour l’identification.

L’auxotrophie, ou besoins en facteurs de croissance, est caractéristique pour :

X. ( P . ) maltophilia : méthionine ou cystine.

P. diminuta – P. vesicularis : pantothénate, biotine, cyanocobalamine.

Depuis l’article de base de Stanier, Palleroni, Doudoroff (/. Gen. Microbiol., 1966, 43, 159-271), l’étude taxonomique des différentes espèces est possible d’après l’étude des substrats carbonés utilisables comme source d’énergie pour la croissance.

C’est l’auxanogramme.

D – Pigments élaborés par les Pseudomonas :

Les deux pigments les plus fréquents et caractéristiques sont la pyocyanine et la pyoverdine.

Ds sont solubles dans les milieux de culture, et peuvent les colorer.

Les espèces pigmentées sont par exemple :

– P. aeruginosa : pyocyanine + pyoverdine, il possède l’un ou l’autre ou les deux, mais pouvant être perdus par mutation. Il existe des variétés mélanogènes ou érythrogènes produisant un pigment noir ou un pigment rouge.

– P. fluorescens, P.putida, P.syringae, et P. cichorii produisent de la pyoverdine mais certaines souches sont parfois apigmentées.

– P. aureofaciens : pigment jaune orange ou pourpre.

E – Caractères physiologiques :

Ces bactéries ont une longévité faible en culture même à 4°C.

– Tous les modes de conservation possibles sont proposés : lyophilisation, eau distillée stérile avec une anse de culture à température ordinaire de 18°C (Pseudomonas phytopathogènes), gélose inclinée avec huile de paraffine, surface d’une gélose molle, tube à vis comme pour les Entérobactéries, congélation.

– Propriétés lytiques : P. aeruginosa – autolyse tardive (4 à 5 jours) ou précoce (taches irisées à reflets métalliques sur gélose).

– Sensibilité aux agents lyriques : plusieurs espèces de Pseudomonas sont lysogènes et bactériocinogènes

-P. aeruginosa : probablement 100 % de souches lysogènes + nombreuses pyocines.

– P. fluorescens : lysogénie fréquente ; fluocines.

– P. stutzeri : lysogénie encore peu étudiée.

Ces caractères présentent un intérêt épidémiologique.

F – Métabolisme :

Les Pseudomonas constituent le modèle des bactéries oxydantes ou dites oxybiontiques. Le rendement de la croissance est strictement dépendant de la concentration en oxygène dissout donc de l’agitation.

– Les enzymes de la glycolyse (voie fermentative d’Embden-Meyerhof) sont absentes.

– L’oxydation complète du glucose en aérobiose est réalisée dans le shunt de l’hexose monophosphate ou voie de Warburg-Dickens-Horecker par l’intermédiaire du 6 P-gluconate, la voie du 2-céto-3 désoxygluconate (voie d’Entner-Doudoroff aboutissant au pyruvate qui alimente le cycle de Krebs). D’où l’intérêt du milieu de Hugh et Leifson (acidification dans le tube sans vaseline en aérobiose).

Paradoxalement pour des organismes aérobies stricts certains Pseudomonas peuvent tirer leur énergie d’une reaction catabolique en anaérobiose, par hydrolyse de l’arginine = système de l’arginine dihydrolase (ADH) qui est constitutif :

Ce système a permis de renforcer l’hypothèse selon laquelle la mobilité due au mouvement de flagelles est liée à l’ATP. Il est mis en évidence chez Pseudomonas fluorescens, immobile en anaérobiose mais qui devient mobile en présence d’arginine.

Cette réaction a une importance taxonomique. On note une alcalinisation du milieu donnant une coloration violette caractéristique (Milieu de Moeller).

L’attaque des hydrates de carbone par oxydation peut être à la base de l’identification des Pseudomonas, mais toutes les espèces ne donnent pas de produits acides à partir de sucres comme le glucose ; certaines donnent une alcalinisation ou sont inactives.

II – CLASSIFICATION :

Le genre Pseudomonas est un genre pléthorique avec 160 espèces répertoriées en 1957. En réalité, beaucoup de ces souches ne sont que des nomenspecies mal connues et dont l’espèce-type ne peut être définie. Deux cent soixante cinq espèces étaient répertoriées, mais l’édition 1974 du Bergey’s Manual retenait 29 espèces dont 13 d’intérêt médical. La nouvelle édition 1984 du Bergey’s Manual retient 30 espèces principales.

La famille des Pseudomonadaceae regroupe actuellement 5 genres : Pseudomonas, Comamonas, Frateuria, Xanthomonas et Zoogloea.

Un certain nombre d’études génétiques ont été réalisées et ont permis de diviser le genre Pseudomonas en 5 groupes d’affinité génétique différents : Groupes d’homologies d’après les hybridations ADN-rARN et ADN-ADN.

– Groupe génomique 1 groupe fluorescens + groupe stutzeri + groupe alcaligenes

– Groupe génomique II groupe pseudomallei + cepacia

– Groupe génomique III groupe acidovorans

– Groupe génomique IV groupe diminuta-vesicularis

– Groupe génomique V groupe maltophilia (Xanthomonas)

II faut avoir conscience, et ceci est vrai pour toute bactérie largement répandue dans la nature, que le diagnostic d’une souche de Pseudomonas sera souvent effectué par la combinaison de plusieurs caractères. Ces germes ubiquitaires présentent de très nombreux biotypes qui tendent à s’écarter de l’espèce-type.