SPIROCHÈTES: CARACTÉRISTIQUES GÉNÉRALES, MORPHOLOGIE, SYSTÉMATIQUE - LA BIOLOGIE - 2025

Les spirochètes sont un phylum de bactéries caractérisées par le fait qu'elles sont à Gram négatif et ont une ultrastructure cellulaire unique. Ils ont des organites de motilité interne appelés flagelles périplasmiques, qui leur permettent de fléchir, de tourner sur leur axe longitudinal et de se déplacer dans des milieux liquides et semi-solides.

Les spirochètes sont l'un des rares phylums bactériens dont les caractéristiques phénotypiques expliquent ses relations phylogénétiques basées sur l'analyse de l'ARNr 16S.

Leptospira sp. Par CDC / Rob Weyant, via Wikimedia Commons

Caractéristiques générales

Certains spirochètes pléomorphes vivant librement, tels que Spirochaeta coccoides, n'ont pas les caractéristiques ultrastructurales et éthologiques du phylum, mais l'analyse de séquence du gène de l'ARNr 16S les place dans la famille des Spirochaetaceae.

Ils sont chimio-organotrophes, ils peuvent utiliser des glucides, des acides aminés, des acides gras à longue chaîne ou des alcools gras à longue chaîne comme sources de carbone et d'énergie.

Selon les espèces, ils peuvent se développer dans des conditions anaérobies, microaérophiles, facultativement anaérobies ou aérobies. Certains sont libres et d'autres ont une association spécifique avec l'hôte, qui peut être des arthropodes, des mollusques et des mammifères, y compris des humains. Certaines espèces sont connues pour être pathogènes.

Ces bactéries constituent un groupe phylogénétiquement ancien et bien différencié, plus lié au phylum Bactéoides et Acidobacteria, qu'aux autres groupes.

C'est un embranchement formé uniquement par la classe Spirochaetia et l'ordre Spirochaetales, qui comprend quatre familles bien délimitées: Spirochaetaceae, Brachyspiraceae, Brevinemataceae et Leptospiraceae.

Ils sont allongés et enroulés en hélice (en forme de tire-bouchon), d'une taille allant de 0,1 à 3 microns de diamètre et de 4 à 250 microns de longueur. Ils ont une membrane externe composée de plusieurs couches appelées enveloppe cellulaire ou gaine externe qui entoure complètement le cylindre protoplasmique.

Les cellules ont des organites de motilité interne appelés flagelles périplasmiques. Ceux-ci sont insérés à l'intérieur à chaque extrémité du cylindre protoplasmique et s'étendent dans la majeure partie de la cellule, se chevauchant dans la région centrale.

Système de locomotion avec flagelles internes. Par Lamiot, de Wikimedia Commons.

Dans le cas de la famille des Leptospiracées, les flagelles périplasmiques ne se chevauchent pas dans les cellules. Le cylindre protoplasmique et les flagelles sont enfermés par une gaine externe qui a certaines caractéristiques analogues à la membrane externe des bactéries à coloration Gram négatif.

D'autre part, Spirochaeta plicatilis, est une espèce de grosses bactéries qui a 18 à 20 flagelles périplasmiques insérés près de chaque extrémité du cylindre protoplasmique.

Systématique

La phylogénie du phylum des spirochètes est le résultat d'une analyse récente des séquences du gène de l'ARNr 16S. Une seule classe, Spirochaetia, et un seul ordre, Spirochaetales, sont reconnus sur ce bord.

L'ordre des Spirochaetales comprend quatre familles bien délimitées: les Spirochaetaceae, les Brachyspiraceae, les Brevinemataceae et les Leptospiraceae.

Spirochaetaceae

Les bactéries de cette famille sont des cellules hélicoïdales, de 0,1 à 3,0 microns de diamètre et de 3,5 à 250 microns de longueur. Les cellules n'ont pas d'extrémités crochues comme les membres de la famille des leptospiracées.

Les flagelles périplasmiques s'insèrent à l'intérieur à chaque extrémité de la cellule et s'étendent sur la majeure partie de la longueur de la cellule se chevauchant dans la région centrale.

L'acide diamino présent dans le peptidoglycane est la L-ornithine. Ils sont anaérobies, facultativement anaérobies ou microaérophiles. Ils sont chimio-organotrophes.

Ils utilisent des glucides et / ou des acides aminés comme sources de carbone et d'énergie, mais ils n'utilisent pas d'acides gras ou d'alcools gras à longue chaîne.

Ils vivent librement ou en association avec des animaux, des insectes et des humains. Certaines espèces sont pathogènes. Les espèces examinées par l'analyse de la séquence de l'ARNr 16S sont distinctes des membres des familles des Brachyspiraceae, Brevinemataceae et Leptospiraceae.

Brachyspiracées

Cette famille ne contient qu'un seul genre, Brachyspira. Ce sont des bactéries de forme hélicoïdale avec des motifs de boucles réguliers. Les cellules mesurent 2 à 11 microns sur 0,2 à 0,4 microns.

Ils sont unicellulaires, mais des paires et des chaînes occasionnelles de trois cellules ou plus peuvent être observées dans les cultures en croissance. Dans des conditions de croissance défavorables, des corps sphériques ou ronds se forment.

Ce sont des taches à Gram négatif. Ils sont obligatoires anaérobies ou aérotolérants. Les extrémités des cellules peuvent être émoussées ou pointues.

Les cellules ont une structure cellulaire spirochète typique, constituée d'une gaine externe, d'un cylindre protoplasmique hélicoïdal et de flagelles internes dans l'espace entre le cylindre protoplasmique et la gaine externe.

Les cellules du genre Brachyspira ont 8 à 30 flagelles, selon l'espèce. Le nombre de flagelles est généralement en corrélation avec la taille des cellules, de sorte que les espèces cellulaires plus petites ont moins de flagelles.

Les flagelles s'unissent à l'intérieur, en nombre égal à chaque extrémité de la cellule, s'enroulent autour du cylindre protoplasmique et leurs extrémités libres se chevauchent au centre des cellules.

Il pousse entre 36 et 42 ° C, avec une température optimale de 37 à 39 ° C. Ils sont chimio-organotrophes, utilisant divers glucides pour la croissance. Il contient de l'oxydase pour réduire l'oxygène moléculaire.

Brevinemataceae

Cette famille ne contient qu'un seul genre, Brevinema. Les cellules sont de forme hélicoïdale et ont un diamètre de 0,2 à 0,3 microns sur une longueur de 4 à 5 microns, présentant une ou deux spires hélicoïdales avec des longueurs d'onde irrégulières allant de 2 à 3 microns.

Ils ont des flagelles périplasmiques gainés qui donnent aux cellules la mobilité par flexion, rotation et translation. Ils n'ont pas de tubules cytoplasmiques. Ils sont microaérophiles, associés à l'hôte.

Leptospiracées

Ce sont des cellules hélicoïdales droitières, qui peuvent mesurer 0,1 à 0,3 microns de diamètre et 3,5 à 20 microns de longueur. Les cellules non mobiles ont des extrémités crochues, tandis que les cellules activement mobiles ont une extrémité avant en spirale et un crochet à l'extrémité arrière de la cellule.

Ils ont un flagelle périplasmique qui s'insère en interne à chaque extrémité de la cellule, mais se chevauche rarement au centre de la cellule. Les flagelles périplasmiques se trouvent le long de l'axe hélicoïdal.

L'acide diamino présent dans le peptidoglycane est un acide e-diaminopimélique. Ce sont des organismes aérobies obligatoires ou microaérophiles. Ils sont chimio-organotrophes.

Ils utilisent des acides gras à longue chaîne et des alcools gras comme sources de carbone et d'énergie. Ils sont libres ou en association avec des hôtes animaux et humains. Certaines espèces sont pathogènes.

Pathogénie

La plupart des espèces du phylum Spirochètes ne sont pas pathogènes, mais certaines espèces bien connues se distinguent par leur pathogenèse.

Treponema pallidum

C'est l'organisme qui cause la syphilis. Il s'agit d'une bactérie mobile généralement acquise par contact sexuel étroit et qui pénètre dans les tissus de l'hôte à travers l'épithélium squameux ou cylindrique.

La maladie est caractérisée par une zone d'ulcération et une inflammation primaire dans les zones génitales, se manifestant par une infection primaire. Les stades ultérieurs de cette infection sont caractérisés par des éruptions maculopapulaires et une possible réponse granulomateuse impliquant le système nerveux central.

D'autres bactéries du genre peuvent provoquer des maladies non vénériennes, telles que la pinta (également connue sous le nom de maladie bleue, carate, cou-de-pied, lota, maladie de pinto et tina) produites par Treponema carateum ou le pian (ou buba, yaw, pian, pian tropica, polipapilloma tropicum ou thymose) produite par Treponema pallidum ssp. appartenir.

Borrelia burgdorferi

Cause la maladie de Lyme. Cette espèce a un noyau unique qui contient un chromosome linéaire et des plasmides linéaires. Les différentes espèces de Borrelia sont transmises par des espèces particulières de tiques du genre Ornithodoros (Argasidae) dans différentes parties du monde.

Ces tiques se trouvent dans les savanes sèches et les zones de broussailles, en particulier près des terriers de rongeurs, des grottes, des tas de bois et des arbres morts, ou dans les fissures des murs ou des plafonds et sous les planchers en bois, partout où vivent de petits rongeurs..

Les espèces réservoirs sont les vertébrés tels que les rats, les souris, les écureuils, les chiens et les oiseaux. Les tiques ingèrent Borrelia sp. en suçant le sang d'animaux ou d'humains infectés.

Ils se nourrissent la nuit, pendant au moins 30 minutes avant de regagner leurs abris. L'infection se produit par la morsure, par la salive infectée ou par la contamination des muqueuses avec du liquide de hanche infecté.

Ces bactéries ne sont pas excrétées dans les excréments des tiques. Les tiques restent infectées à vie, même tant qu'elles manquent de sang pendant 7 ans. Ils peuvent être transmis horizontalement entre les mâles et les femelles; ou verticalement, par les femelles à leur progéniture.

Lésion cutanée de la maladie de Lyme causée par la morsure d'une tique infectée de Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae). Par Crédit photo: James Gathany Fournisseur (s) de contenu: CDC / James Gathany, via Wikimedia Commons

Aux stades précoces, la maladie de Lyme se présente sous la forme d'une lésion cutanée distinctive appelée érythème migrant, également appelée chronique d'érythème migrant. La lésion précoce est caractérisée par une vaste zone d'éruption cutanée rouge, souvent avec un centre pâle (œil de bœuf) sur le site de la piqûre de tique.

Si elle n'est pas traitée, une arthrite érosive semblable à la polyarthrite rhumatoïde et éventuellement une encéphalite chronique progressive et une encéphalomyélite peuvent survenir. D'autres bactéries du genre, telles que B. duttonii, B. hermsii et B. dugesi, peuvent provoquer une fièvre récurrente endémique.

Leptospira

L'agent causal de la leptospirose, une maladie fébrile qui peut se compliquer en méningite aseptique si elle n'est pas traitée. Les symptômes de l'infection comprennent la fièvre, des frissons et des maux de tête, avec parfois une jaunisse.

Les organismes peuvent se propager à travers les animaux, l'eau ou le sol contaminés par l'urine de chiens, de rats ou de bovins. Les animaux peuvent rester des vecteurs asymptomatiques pendant des années et les organismes peuvent rester viables après avoir excrété pendant des semaines ou des mois.

Les maladies sont plus fréquentes après de fortes pluies ou des inondations. La période d'incubation peut aller jusqu'à 1 mois.

Références

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