Actinobacteria

Les actinobactéries (Actinobacteria Lynn Margulis, 1974) sont un groupe d'eubactéries Gram-positives. La majorité des espèces sont saprophytes ou commensales et principalement telluriques; quelques-unes (ex Mycobacterium) peuvent être pathogènes chez des individus à résistance affaiblie. Quelques-unes vivent en symbiose à l'intérieur de plantes pour lesquelles elles fixent l'azote de l'air.

Les actinomycètes sont réputés anaérobies tandis que les nocardia (à l'instar des streptomycètes qui leur ressemblent) sont aérobies. Quelques cas d'actinomycètes aquatiques (eau douce) semblant aérobies ont été signalés en 1975 au Canada par deux microbiologistes.

Actinomycètes

Division

Actinobacteria
Margulis, 1974

Classe

Actinobacteria
Stackebrandt, Rainey & Ward-Rainey 1997

Ordres de rang inférieur

• sous-classe des Acidimicrobidae:
  • ordre Acidimicrobiales
• sous-classe des Actinobacteridae:
  • ordre Actinomycetales
  • ordre Bifidobacteriales
  • ordre Nitriliruptorales
• sous-classe des Coriobacteridae:
  • ordre Coriobacteriales
• sous-classe des Rubrobacteridae:
  • ordre Rubrobacterales
  • ordre Solirubrobacterales
  • ordre Thermoleophilales

Classification phylogénétique

Position :

• Eubactéries
  • Protéobactéries
  • groupe :
    • Firmicutes
      • groupe Bacillus / Clostridium
      • Actinobactéries
    • groupe :
      • Cyanobactéries
      • groupe Thermus / Deinococcus
  • groupe :
    • Bactéries vertes sulfureuses
    • groupe :
      • Flavobactéries
      • Bactéroïdes
  • groupe :
    • Spirochètes
    • Chlamydiales
  • Planctomycétales
  • Bactéries vertes non sulfureuses
  • Aquificales
  • Thermotogales

Habitats

La plupart d'entre elles se trouvent dans le sol, et elles comprennent quelques-uns des principaux acteurs de la vie du sol, y jouant un rôle important dans la décomposition des matières organiques et en particulier de la cellulose et de la chitine lors du processus de formation de l'humus. Ces bactéries peuvent se regrouper sous forme de filaments qui produisent des cystes (fructifications, ici des endospores), afin de résister à un milieu défavorable (par exemple, en présence de myxomycètes).

Classification

Le groupe des actinomycètes et Nocardia a souvent été présenté comme à cheval entre bactéries et champignons. Il fut décrit par certains parmi les mycoses, par d'autres parmi les infections bactériennes.

Il ne se rapproche en fait des champignons que par l'existence de filaments ramifiés évoquant un mycélium. La ressemblance n'est que morphologique, la phylogénie moléculaire a montré sans appel l'appartenance du groupe aux Eubactéries ; cette phylogénie est soutenue morphologiquement par la finesse de ces filaments (maximum 1 micron, les filaments mycéliens allant de 2 à 5 microns) et par le fait que, en culture surtout, ces filaments se fragmentent au point de ressembler beaucoup à des bacilles (aspect similaire à celui des Corynaebacterium). Par ailleurs, la composition de leur paroi et corrélativement leur sensibilité aux antibiotiques les rapprochent des eubactéries.

Certaines Actinobactéries possèdent une forme filamenteuse, qui ressemble aux mycéliums des champignons, où elles étaient initialement classées sous l'ancienne appellation Actinomycètes. La plupart sont aérobies, mais quelques-unes, comme Actinomyces israelii, peut se développer dans des conditions anaérobies. À l'inverse des Firmicutes, autres grands groupes des bactéries gram positive, ils ont un fort pourcentage CG et quelques espèces produisent des exospores.

Principaux genres

• Actinobaculum
• Actinomyces
• Arthrobacter
• Corynebacterium
• Frankia
• Micrococcus
• Micromonospora
• Mycobacterium
• Nocardia
• Propionibacterium
• Streptomyces

Utilisations

Certaines Actinobactéries peuvent être pathogènes, ce qui devrait les faire utiliser prudemment si elles devaient l'être vivantes et chez l'homme ou l'animal ; mais ce genre présente aussi une capacité inégalée à produire de nombreux composés organiques complexes présentant souvent un intérêt pharmaceutique.

En particulier, Selman Waksman a découvert en 1940 que les bactéries du sol qu'il étudiait produisaient de l'actinomycine. Ceci lui a valu un prix Nobel. Depuis, des centaines d'antibiotiques naturels ont été découverts chez ces microorganismes, en particulier au sein du genre Streptomyces.

L'une d'entre elles ne résiste cependant pas à une autre bactérie qui peut la parasiter (voir ci-dessous).

Avec les cyanobactéries, elles secrètent, lorsqu'elles produisent des spores, la géosmine donnant son odeur à la terre fraîchement labourée ou mouillée après une période sèche.

Parasitose par une microbactérie, et antibiorésistance

À l'occasion d'une analyse métagénomique d'échantillons de salive humaine a été récemment découverte (publication 2016) une minuscule bactérie parasite de la bactérie Actinomyces odontolyticus. L’ARN de cette bactérie avait déjà été signalé, mais nul ne savait de quel organisme il pouvait provenir. Ce micro-parasite bactérien est doté d’un patrimoine génétique très petit (700 gènes environ, à comparer aux 2200 gènes d’A. odontolyticus). Il semble fortement dépendant de son hôte (couple A. odontolyticus+ être humain en l’occurrence) ². Sa présence est en fait observées depuis plusieurs années, et était déjà associé à certaines formes de gingivites, de fibrose kystique et à des mécanismes de résistance aux antimicrobiens, mais sans que la bactérie ait été identifiée comme organisme parasite et sans que sa biologie ne soit comprise. Comme dans le cas de la seule autre bactérie parasite d’archées connue (Bdellovibrio, découverte un peu plus tôt et classée parmi les « Delta Proteobacteria », une cellule libre très motile et rapide, qui traque des archées pour les parasiter. Elle est en outre dotée d’un patrimoine génétique au contraire plus important que la moyenne pour des bactéries de cette taille. La « nouvelle bactérie salivaire », bien plus petite que la plupart des autres bactéries, peut aussi vivre à la surface de ses bactéries-hôtes ; elle a un patrimoine génétique anormalement restreint qui la rend aussi très dépendante de son hôte. Elle est utile à son hôte mais finalement pathogène pour lui, et indirectement aussi pour l’homme. De telles caractéristiques n’avaient jamais été trouvées chez une bactérie.

Il semble que dans un premier temps, les hôtes (Actinomyces) tolèrent ces micro-parasites qui s’attachent eux-mêmes à sa membrane externe de leur hôte en prélevant des nutriments via la membrane, puis dans un second temps le parasite attaque et tue l’hôte en perçant cette membrane. C’est pourquoi cette espèce n’avait pas été découverte (car elle ne peut être cultivée en boite de Petri indépendamment de son hôte Actinomyces ; ce qui laisse penser que de nombreuses autres bactéries parasites pourraient exister sans avoir été découvertes, pour la même raison, car de nombreux indices (génétiques notamment) plaident pour des interactions durables entre microbes, parasitaires notamment).

Pathogénicité : ce micro-parasite pourrait être directement ou indirectement lié à certaines maladies car des taux plus élevés de son ADN ont été retrouvés chez des patients victimes de maladies des gencives ou de fibrose kystique. Les Actinomyces sont connues pour être potentiellement pathogènes pour les gencives, mais sont normalement contrôlées par les globules blancs (macrophagie), or il semble que les bactéries infectées par le parasite puissent échapper aux macrophages (par un mécanisme encore à éclaircir), ce qui leur permettraient d’impunément de se développer dans les gencives.

Antibiorésistance : Curieusement, les deux seules bactéries parasites (d'autres bactéries) connues ont en commun la capacité de rendre leurs hôtes résistants à la streptomycine, point qui pourrait éclairer les phénomènes croissants d’antibiorésistance. Un traitement antibiotique par la streptomycine favorise donc indirectement la bactérie hôte, connue pour être pathogène pour l’Homme.