Page du Bioreaume microbien sur le genre Staphylococcus saprophyticus
Classification
Taxons d’ordre supérieur
Bactéries ; Firmicutes ; Bacilles ; Bacillales ; Staphylococcaceae
Espèces
NCBI : Taxonomie
Staphylococcus saprophyticus
Description et importance
Staphylococcus saprophyticus est une espèce facultative de Staphylocoque à Gram positif et à coagulase négative, qui est une cause majeure de cystisis chez les femmes et est associée à une infection urinaire (UTI) non compliquée chez l’homme. Il s’agit du deuxième agent pathogène le plus fréquemment associé aux infections urinaires, causant 10 à 20 % de toutes les infections urinaires chez les jeunes femmes sexuellement actives. Comme les autres staphylocoques, S. saprophyticus est globulaire et ressemble à des grappes de raisin. S. saprophyticus colonise les voies urinaires de l’homme et est isolé à partir d’échantillons d’urine. Les jeunes femmes sont plus susceptibles d’être colonisées dans les voies urinaires et les rapports sexuels favorisent sa propagation. S. saprophyticus n’est pas normalement présent dans l’organisme. Il est également isolé des carcasses d’animaux morts.
En 1962, Torres Pereira a isolé pour la première fois un staphylocoque coagulase-négatif avec l’antigène 51 chez des femmes souffrant d’une infection urinaire aiguë . Cet antigène a ensuite été classé comme S. saprophyticus. Les tests de laboratoire pour identifier S. saprophyticus sont basés sur sa résistance à l’antibiotique Novobiocin et l’absence de coagulase.
Structure du génome
En 2005, le génome de S. saprophyticus (souche ATCC 15305) a été entièrement séquencé par des chercheurs japonais. S. saprophyticus contient un chromosome circulaire de 2 516 575 pb, 2 446 ORF, et deux plasmides de 38,4 et 22,9 kb. Le génome a été séquencé pour mieux comprendre la pathogénèse de l’organisme. Un séquençage shotgun du génome entier a été utilisé, en séquençant des inserts de 1-2 kb ou 10 kb. Les inserts ont ensuite été assemblés à l’aide des programmes PHRED/PHRAP/CONSED. Les lacunes ont été comblées par séquençage direct par PCR, en utilisant des amorces spécifiques aux extrémités de chaque lacune.
Le génome de S. saprophyticus contient de nombreux éléments mobiles, notamment des chromosomes à cassette staphylococcique (SCC), une séquence d’insertion et une île génomique. On pense que les SCC se sont intégrés dans le génome par un processus en deux étapes et qu’ils contiennent un système de modification par enzyme de restriction et une recombinase de chromosome de cassette (Ccr). Les SCC sont responsables de la pathogénicité et de la résistance aux antibiotiques des staphylocoques. L’îlot génomique de S. saprophyticus est associé à la résistance aux antibiotiques streptomycine et fosfomycine, contrairement aux îlots génomiques d’autres staphylocoques, qui sont associés à la pathogénicité, comme chez Staphylococci aureus. Ces éléments mobiles permettent le transfert latéral de gènes entre d’autres espèces bactériennes.
Les deux plasmides portent le gène d’une aquaporine qui régule l’osmolarité de la cellule. Des copies multiples des plasmides permettent l’expression d’un plus grand nombre de canaux d’eau.
Structure cellulaire et métabolisme
Staphylococcus saprophyticus est une espèce de staphylocoque à coagulase négative. Comme les autres staphylocoques, il est Gram positif, a une forme globulaire et est un anaérobe facultatif. Il possède d’abondants systèmes de transport pour s’adapter aux changements constants de pH, d’osmolarité et de concentration d’urée dans l’urine humaine. L’une de ces adaptations est le gène exprimé dans les deux plasmides. Les plasmides contiennent un gène codant pour l’aquaporine Z. La quantité de canaux d’eau créés est régulée par le nombre de copies des plasmides. Pour réguler le pH, S. saprophyticus contient deux antiporters Na+/H+ qui maintiennent la cellule en homéostasie par l’absorption de protons. Les bactéries ont besoin de fer pour survivre. S. saprophyticus ne possède pas de sidérophores, mais utilise d’autres moyens pour acquérir du fer. Elle possède à la fois un symporteur piloté par le pH et un symporteur dépendant du sodium pour transporter les cations divalents, dont le fer, dans la cellule. Ces systèmes de transport permettent à S. saprophyticus de se développer rapidement dans les voies urinaires.
S. saprophyticus contient une uréase, qui hydrolyse l’urée et produit un dérivé de l’ammoniac. C’est ainsi que la cellule métabolise l’azote. L’activité uréase est connue pour être un facteur d’infection dans les infections urinaires.
S. saprophyticus contient une autolysine qui serait impliquée dans la fixation de la fibronectine. On a également découvert que S. saprophyticus contient un polypeptide de surface de 160 kDa qui agit comme l’hémagglutinine et sert de médiateur à la liaison de la fibronectine. L’anticorps dirigé contre le poplypeptide inhibe l’hémagglutination. S. saprophyticus contient une adhésine spécifique contribuant à l’adhésion aux cellules eucaryotes dans les voies urinaires.
Ecologie
Staphylococcus saprophyticus adhère aux cellules uroépithéliales et aux érythrocytes de mouton provoquant une hémoglutination. S. saprophyticus est une infection opportuniste et est rarement présent chez les humains normaux avec un système immunitaire sain. Les spermicides et les candidoses affectent la flore vaginale, ce qui augmente le risque d’infection. Le staphylocoque ne peut pas survivre en dehors d’un animal hôte.
Pathologie
Staphylcoccus saprophyticus n’est pas naturellement présent chez l’homme sain. Il infecte l’homme lors de rapports sexuels ou par contact avec des animaux. S. saprophyticus se colonise dans les voies urinaires des jeunes femmes et des hommes de tous âges. L’infection peut se propager aux zones rectales et vaginales. Les altérations de la zone génitale provoquées par les spermicides et les infections candidosiques augmentent la susceptibilité à l’infection par S. saprophyticus. L’activité uréase est connue pour être un facteur d’infection dans les infections urinaires. Les calculs rénaux et urétaux sont associés à l’infection par S. saprophyticus. Les maladies plus graves causées par l’infection sont la pyélonéphrite, la septicémie, la néphrolithiase et l’endocardite. On a constaté que le risque d’infection augmente pendant les mois d’été et de printemps, avec le contact avec les animaux domestiques (vaches, moutons, porcs), et par les baignades en plein air.
« Les facteurs de virulence de S. saprophyticus comprennent l’adhésion aux cellules urothéliales au moyen d’une protéine associée à la surface, l’acide lipoteichoïque ; une hémagglutinine qui se lie à la fibronectine, une hémolysine ; et la production d’un slime extracellulaire. »
Des recherches récentes ont montré que S. saprophyticus est une infection opportuniste.
Application aux biotechnologies
Il ne semble pas y avoir d’utilisations positives du Staphylococcus saprophyticus car c’est un pathogène.
Recherche actuelle
Plusieurs recherches récentes sur Staphylcoccus saprophyticus :
« Activité bactéricide urinaire de la ciprofloxacine à libération prolongée (1 000 milligrammes) par rapport à la lévofloxacine (500 milligrammes) chez des volontaires sains recevant une dose orale unique »
Les fluroquinolones sont le médicament de choix pour traiter les infections urinaires, mais leur efficacité est affectée par le pH et le contenu de l’urine. Des recherches ont été menées sur 2 médicaments provenant de sociétés pharmaceutiques allemandes. Un médicament à libération prolongée, la Ciprofloxacine, et un autre médicament, la Levofloxacine, ont été testés. La lévoflaxacine s’est avérée plus efficace que la ciprofoxacine contre S. saprophyticus. Il s’agissait d’une étude de laboratoire et non d’une étude clinique. Seuls 12 volontaires ont été utilisés.
« La présence de la peptidoglycane O-acétyltransférase dans diverses espèces de staphylocoques est en corrélation avec la résistance au lysozyme et la pathogénicité »
La capacité à résister aux attaques des lysozymes permet aux microbes d’infecter et de coloniser plus efficacement. Dans cette étude, il a été constaté que l’O acétylation des peptidoglycanes confère une résistance aux lysozymes. On a constaté que les parois cellulaires de S. saprophyticus étaient acétylées en O, mais pas autant que d’autres organismes plus pathogènes. Il est maintenant démontré que S. saprophyticus est une infection opportuniste.
« La séquence du génome entier de Staphylococcus saprophyticus révèle la pathogenèse de l’infection urinaire non compliquée »
Des chercheurs japonais ont utilisé le séquençage shotgun du génome entier pour séquencer le génome entier de Staphylococcus saprophyticus. Ils ont séquencé par inserts de 1 à 2 ou 10 kb. Les inserts ont ensuite été assemblés à l’aide des programmes PHRED/PHRAP/CONSED. Les lacunes ont été comblées par séquençage direct par PCR, en utilisant des amorces spécifiques aux extrémités de chaque lacune. Les fonctions des ORF prédites ont été attribuées sur la base d’une recherche par le programme BLAST dans une base de données de protéines non redondantes. Différents tests d’adhérence et d’hémoglutination ont été réalisés. En séquençant le génome entier, les chercheurs ont élucidé les adaptations pour la survie et la pathogénèse de S. saprophyticus.
Kuroda, M., A. Yamashita, H. Hirakawa, M. Kumano, K. Morikawa, M. Higashide, A. Maruyama, Y. Inose, K. Matoba, H. Toh, S. Kuhara, M. Hattori, et T. Ohta. 2005. Whole genome sequence of Staphylococcus saprophyticus reveals the pathogenesis of uncomplicated urinary tract infection. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102:13272-13277
Novick, R. P. (2003) Plasmid 49 :, 93-105.
Raz, Raul., Colodner, Raul., Kunin, Calvin M. 2005. Qui êtes-vous-Staphylococcus saprophyticus ? CID 2005:40 ppg. 896-898.
Torres Pereira A. Souches coagulase-négatives de staphylocoques possédant l’antigène 51 comme agents d’infection urinaire. J Clin Cathol 1962 ; 15:252
Pead, Linda., Maskell, Rosalind., Morris, Julie. Staphylococcus saprophyticus comme agent pathogène urinaire : une enquête prospective de six ans. British Medical Journal. 26 octobre 1985. Vol. 291, ppg. 1157-1159.
Navarre, W. W., et O. Schneewind. 1999. Les protéines de surface des bactéries gram-positives et les mécanismes de leur ciblage vers l’enveloppe de la paroi cellulaire. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 63:174-229.
Gatermann S, Meyer H G. Staphylococcus saprophyticus hemagglutininin binds fibronectin. Infect Immun. 1994;62:4556–4563.
F. M. E. Wagenlehner, M. Kinzig-Schippers, U. Tischmeyer, C. Wagenlehner, F. Sorgel, et K. G. Naber Activité bactéricide urinaire de la ciprofloxacine à libération prolongée (1 000 milligrammes) par rapport à la lévofloxacine (500 milligrammes) chez des volontaires sains recevant une dose orale unique Antimicrob. Agents Chemother. 1er novembre 2006 ; 50(11) : 3947 – 3949.
Bera, A., R. Biswas, S. Herbert, et F. Götz. 2006. La présence de la peptidoglycane O-acétyltransférase dans diverses espèces de staphylocoques est en corrélation avec la résistance au lysozyme et la pathogénicité. Infect. Immun. 74:4598-4604.
Marrie, T. J., et J. W. Costerton. 1983. Scanning electronmicroscopic study of uropathogen adherence to a plastic surface.Appl. Environ. Microbiol. 45:1018-1024.
Éditée par Paul Wong, étudiant de Rachel Larsen, UCSD.