modifier L’apparence
les cellules de Klebsiella pneumoniae apparaissent au microscope optique sous forme de bâtonnets courts D’une longueur de 1 à 2 µm et D’une largeur de 0,5 à 0,8 µm. Ils se trouvent seuls ou par paires et sont entourés d’une capsule muqueuse (glycocalyx). Dans la coloration Gram, ils deviennent roses à rouges, ils sont gram-négatifs. Comme pour le genre Klebsiella, ils ne sont pas activement mobiles (motil), donc ne possèdent pas de flagelles (flagelles). Cependant, la surface de la cellule est occupée par des Fimbrias. Les colonies bactériennes cultivées sur un sol nutritif n’ont pas de coloration particulière, elles sont ovales convexes, rondes et D’un diamètre de 3-4 mm plutôt grandes, typiques de leur aspect muqueux. Ceci est causé par L’accumulation de polysaccharides extracellulaires qui, avec l’eau existante, forment un Biofilm.
croissance et Métabolismemodifier
comme d’habitude chez les représentants des entérobactéries, le test de catalase est positif et le Test D’oxydase est négatif. Klebsiella pneumoniae est facultative anaérobie, c’est-à-dire qu’elle peut se développer avec ou sans oxygène. Elle est capable d’utiliser le disaccharide Lactose. Pour plus d’informations, reportez-vous à la section preuves biochimiques.
en outre, elle fait partie des micro-organismes qui fixent l’azote, elle peut réduire L’azote moléculaire élémentaire (N2) en ammoniac (NH3) ou en Ammonium (NH4+) et donc la rendre biologiquement disponible. Cela se fait à l’aide du complexe enzymatique Nitrogénase dans un environnement anoxique, car le complexe enzymatique est inactivé par L’oxygène. Klebsiella pneumoniae est diazotrophe, donc peut se développer avec N2 comme source D’azote pour construire des substances cellulaires telles que les acides aminés.
pour la culture, des milieux nutritifs simples sont appropriés, par exemple L’Agar caséine-Soja-peptone (Agar CASO), les bactéries peuvent également être cultivées sur L’agar sanguin Columbia. On utilise souvent des milieux nutritionnels sélectifs pour isoler et distinguer les représentants des entérobactéries, par exemple L’Agar MacConkey et L’agar bleu éosine-méthylène (EMB), qui contiennent tous deux du Lactose. Pour une sélection ultérieure, il est recommandé d’utiliser un milieu nutritif qui ne contient que du citrate et de l’Inositol comme source de carbone (composé organique pour la production D’énergie). il est basé sur L’Agar citrate de Simmons avec L’ajout de 1% D’Inositol. Klebsiella pneumoniae est mésophile, la croissance optimale se produit à une température de 30-37 ° C, après incubation pendant un à deux jours, les colonies sont visibles. La croissance se produit également à 41 °C, mais pas à 5 °C. Les souches de bactéries isolées à partir de matériel médical poussent généralement de manière optimale à 37 °C, mais les différentes réactions de détection pour L’identification se déroulent mieux à une température d’incubation de 30 °C.
Chemotaxonomietravailler
les composants de la cellule bactérienne agissent comme des antigènes; pour Klebsiella, il s’agit de 77 antigènes K différents (K fait référence à la capsule), ainsi que 9 antigènes o somatiques. Les antigènes K sont d’une importance diagnostique, L’examen sérologique permet de distinguer les différents sérotypes, ce qui peut être fait, entre autres. utilisé dans L’élucidation des contextes épidémiologiques. Cependant, il existe également une méthode ELISA pour détecter les antigènes O. La détermination peut également se faire à l’aide d’études génétiques.
Genétiquemodifier
la teneur en GC, c’est-à-dire la proportion de bases nucléiques guanine et cytosine dans l’ADN bactérien, est de 57,0% molaire pour la souche bactérienne DSM 30104 (de la collection de souches DSM collection allemande de micro-organismes et de cultures cellulaires). DSM 30104 est la souche type de la sous-espèce Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae et donc aussi de L’espèce, il a été isolé du sang humain. Le génome a été entièrement séquencé en 2012.
il se présente sous forme de chromosome bactérien annulaire et a une taille de 5 512 kilobases (kb), ce qui est à peu près comparable à la taille du génome D’Escherichia coli. Il y a 5 425 gènes codants et 77 ARNt ont été identifiés. Les gènes ont été comparés à la base de données sur les gènes de résistance aux antibiotiques (ARDB), et 15 gènes ont pu être identifiés. a. pour une classe A bêta-Lactamase et une pompe à efflux. Dix autres gènes codent pour les produits géniques qui augmentent les capacités β-Lactamase de la bactérie, dont le gène appelé ampC, qui code pour L’enzyme appelée AmpC-bêta-Lactamase (dans ce cas, une Céphalosporinase) et le gène appelé gloB, qui code pour une enzyme appelée métallo-β-Lactamase (dans ce cas, une Carbapénémase). Depuis lors, plus de 4.200 génomes (par rapport au chromosome bactérien circulaire) de cette espèce ont été séquencés et 913 annotations de plasmides ont été réalisées (état 2018).
les plasmides portent souvent l’Information génétique pour la résistance aux antibiotiques (voir ci-dessous) de la bactérie, les produits génétiques sont des enzymes qui modifient une structure chimique particulière d’un antibiotique et empêchent ainsi l’action du médicament. Pour Klebsiella pneumoniae, il s’agit de bêta-lactamases codées par plasmide, comme les SHV-1, TEM-1, TEM-2 ou d’autres ESBL (β-lactamases à spectre étendu).Depuis le début du 21ème siècle, on observe également des résistances aux carbapénèmes provoquées par les Carbapénémases (carbapénem-hydrolyzing beta-lactamase), appelées KPC (Klebsiella pneumoniae Carbapénémases) après la bactérie productrice, différentes variantes sont appelées KPC-1, KPC-2 ou KPC-3. La particularité des plasmides est qu’ils sont échangés par transfert de gènes horizontal entre différentes espèces de bactéries et que la résistance aux antibiotiques est ainsi « transférée ». Un rapport clinique du transfert D’un plasmide avec le gène de résistance blaKPC-3 de K. pneumoniae à K. aerogenes est décrit dans cet article.
L’étude de la séquence nucléotidique de gènes individuels a montré que L’espèce Klebsiella pneumoniae présente une grande diversité. D’autres études génétiques, comme une modification de la méthode PCR avec de L’ADN polymorphe (RAPD) dupliqué au hasard, confirment la présence de trois groupes phylogénétiques distincts appelés KpI, KpII et Kpii. Ils ne sont pas identiques aux trois sous-espèces. Des études génétiques plus poussées ces dernières années, comme le séquençage de l’ARN ribosomique 16S (ARNr) et L’analyse de séquence Multi-Locus (MLSA) de certains gènes, ont conduit à classer les représentants du groupe KpII comme Klebsiella quasipneumoniae ou les souches du groupe phylogénétique KpIII comme Klebsiella variicola.
Pathogènemodifier
les trois sous-espèces de K. les pneumoniae sont classées dans le groupe de risque 2 par L’ordonnance sur les Biostoffs en liaison avec la TRBA (règles techniques pour les agents biologiques) 466. Chez K. pneumoniae subsp. pneumoniae et K. pneumoniae subsp. rhinoscleromatis se trouve également la remarque ht, qui indique que la bactérie est pathogène pour les humains et les vertébrés, mais qu’il n’y a généralement pas de transmission entre les deux groupes D’hôtes.
K. pneumoniae a plusieurs facteurs de virulence. La capsule (glycocalyx) protège contre la phagocytose par les phagocytes, cellules du système immunitaire. Elle perturbe le système du complément impliqué dans la défense des micro-organismes en empêchant leur activation ou L’absorption de polypeptides déjà libérés, tels que C3b. Les adhésines permettent l’attachement aux cellules hôtes. Certaines adhésions de K. pneumoniae agissent simultanément comme hémagglutinines et sont attribuées aux Fimbrias (Pili). Les Fimbrias de type 1 provoquent une agrégation visible (Agglutination) chez les érythrocytes des cobayes, elles s’attachent aux cellules épithéliales humaines de l’intestin ou aux cellules épithéliales des voies urinaires. K. les isolats pneumoniae d’échantillons médicaux forment plus de Fimbrias de type 1 que les isolats D’échantillons environnementaux. Les Fimbries de type 3 sont également présentes, elles véhiculent la fixation des bactéries au système racinaire végétal, ainsi que chez l’homme aux cellules endothéliales, épithéliales des alvéoles pulmonaires et des voies urinaires et au collagène de type V. Le rôle des Fimbries de type 3 dans l’infection humaine fait encore l’objet de recherches. On pense qu’ils sont responsables de la colonisation des dispositifs médicaux invasifs qui restent dans le corps pendant une longue période.
les lipopolysaccharides (LPS) de la membrane externe agissent comme des antigènes, les chaînes polysaccharides orientées vers l’extérieur sont appelées o-antigènes (on compare le schéma de Kauffmann-White appliqué aux salmonelles). K. pneumoniae possède neuf antigènes O différents, O1 étant le plus commun. Les antigènes O perturbent également la cascade de réaction du système du complément. En outre, O1 est impliqué dans la nécrose des tissus infectés. Les Siderophores bactériens sont également importants pour la pathogénicité. Ils servent à fournir aux cellules des ions de fer essentiels au métabolisme en liant les ions Fe3+. K. pneumoniae produit de l’Entérobactine (Enterochelin), alors que seules quelques souches produisent encore de l’Aérobactine. Dans les sérotypes K1 et K2, on a trouvé un plasmide sur lequel l’Information génétique de L’hydroxamate Aérobactine est codée. Si ces gènes sont transférés dans une souche sans plasmide à l’aide de la Transformation, les cellules transformées présentent une virulence augmentée d’un facteur 100. La Yersiniabactine, un Siderophore typique des espèces de Yersinia, est également formée par quelques souches.
preuves Biochimiquesmodifier
K. pneumoniae est étroitement lié à K. aerogenes (anciennement placé dans le genre Enterobacter) et Enterobacter cloacae. Les bactéries présentent une grande polyvalence en ce qui concerne l’utilisation de divers glucides et présentent, à quelques exceptions près, les mêmes caractéristiques biochimiques, telles que les enzymes existantes et les propriétés métaboliques qui en résultent.
les représentants du genre Klebsiella effectuent comme fermentation typique la fermentation du 2,3-butanediol pour la production D’énergie, l’acétoïne, un intermédiaire de la fermentation du 2,3-butanediol, est détectée dans le test de Voges-Proskauer. Les représentants des genres apparentés Enterobacter et Klebsiella réagissent positivement. Ceci s’applique en principe également à K. pneumoniae, mais les sous-espèces ou les souches bactériennes individuelles présentent des réactions différentes, c’est-à-dire un résultat négatif dans le test VP. La souche de type DSM 30104, contrairement à la description de l’espèce VP-négative (donc ne produit pas D’acétoïne à partir de pyruvate), montre un résultat positif dans le test du rouge de méthyle, ce qui est typique pour les représentants de la fermentation acide mixte. Ces différences dans le phénotype physiologique reflètent la diversité génétique de L’espèce bactérienne. D’autres caractéristiques biochimiques ne sont pas clairement définies au sein de l’espèce. Ainsi, le Test indole est généralement approprié comme caractéristique distinctive entre K. pneumoniae (indole négatif) et Klebsiella ocytoca (indole positif), mais il existe également certaines souches indole positives de K. pneumoniae.
autres méthodes de détection
au lieu de détecter la bactérie, on se limite souvent à la détermination du sérotype ou à la détection de facteurs de virulence individuels ou de gènes de résistance. Les antigènes K et O peuvent être déterminés aussi bien par sérologie » conventionnelle » (appelée sérotypage dans la littérature anglophone) que depuis la diffusion des méthodes de biologie moléculaire, par exemple à l’aide de L’analyse de séquence multi-Locus (MLSA). La comparaison avec les nombreux génomes séquencés de l’espèce a montré que le sérotype O1 est presque toujours présent chez les souches contenant les antigènes capsulaires K1 ou K2. Les sérotypes K1 et K2 sont considérés comme hypervirulents. La détermination des antigènes de la capsule peut également être effectuée par PCR Multiplex (plus d’une section du génome est détectée) et par électrophorèse sur gel en champ pulsé (PFGE).
L’identification à L’aide de la méthode MALDI-TOF combinée à la spectrométrie de masse (MS) est en principe appropriée pour détecter Klebsiella, mais elle n’est pas toujours fiable en ce qui concerne la distinction de genres proches, par exemple de Raoultella. Les spectres de nombreuses espèces gram-négatives appartenant aux entérobactéries montrent une grande concordance (en 2013), ce qui rend l’identification difficile. Une autre étude systématique des bactéries cultivées dans une solution nutritive liquide contenant du sang a montré que les bactéries avec une capsule en particulier ne sont pas correctement identifiées. En revanche, lors de la détection de la résistance aux antibiotiques, le MALDI-TOF peut être utilisé pour détecter l’absence ou la diminution de la présence de protéines dans la membrane externe (en anglais: outer membrane proteins, OMP). Chez K. pneumoniae est important ici OmpK36, une importante Porine membranaire par laquelle les antibiotiques β-lactamines pénètrent dans la cellule. Pour les souches résistantes, il est absent ou formé en petit nombre.
