WO2009092982A2 - Procédé de détection et/ou d'identification de clostridium difficile - Google Patents

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WO2009092982A2
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clostridium difficile
difficile
bromo
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Diane Halimi
John Perry
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Biomerieux SA
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04—Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor

Definitions

  • the present invention relates to a specific reaction medium of Clostridium difficile. It also relates to a method for detecting and / or identifying Clostridium difficile using such a medium.
  • Clostridium difficile is a commensal germ of the digestive flora. Clostridium difficile spores are found in the soil in hospitals, with the active form found only at the intestinal level. Under the microscope, after Gram stain, they are elongate bacilli with a slightly swollen tip. Being resistant to most antibiotics, it can then develop significantly in case of disruption of the digestive flora by antibiotic therapy. It then secretes two toxins A and B, an enterotoxin and a cytotoxin, causing pseudomembranous colitis or postantibiotic diarrhea. As a result, Clostridium difficile is currently recognized as a major enteropathogen, mainly implicated in nosocomial diarrhea in adults.
  • Diagnosis is based on different techniques such as the detection of toxin activity (cytotoxicity activity, CTA).
  • CTA cytotoxicity activity
  • the diagnosis can also be implemented by immunology, thanks to an ELISA type test. It is, however, recommended to combine the immunological techniques used for the detection of toxins with bacterial culture to isolate Clostridium difficile strains.
  • This culture step can be carried out on a Clostridium difficile agar marketed by the applicant, the Clostridium difficile colonies then being identified by biochemical methods such as the 20 A api gallery or the rapid ID 32 A gallery. identification by gallery requires to have a pure culture, the bacterium to identify, on a suitable growth medium to obtain enough biomass (3 to 4 Mc Farland) which takes, at best, 48h (isolation culture from 24 to 72 hours from the sampling giving only presumptive detection plus culture from 24 to 72 hours to generate enough biomass). The gallery is then read after 4 hours of incubation for the Rapid ID 32 A and 24 to 48 hours for the 2OA gallery.
  • reaction medium a medium comprising all the elements necessary for the expression of a metabolism and / or the growth of microorganisms.
  • the reaction medium may be solid, semi-solid or liquid.
  • solid medium is meant for example a gelled medium.
  • Agar is the traditional gelling agent in microbiology for the cultivation of microorganisms, but it is possible to use gelatin, agarose or other natural or artificial gelling agents.
  • a number of preparations are commercially available, such as Columbia agar, Trypcococcus agar, Mac Conkey agar, Sabouraud agar or more generally those described in the Handbook of Microbiological Media (CRC Press).
  • the reaction medium according to the invention must allow the growth of C. difficile.
  • the reaction medium may comprise one or more elements in combination, such as amino acids, peptones, carbohydrates, nucleotides, minerals, vitamins, etc.
  • the medium may also comprise a dye.
  • dye of Evans blue, neutral red, sheep blood, horse blood, an opacifier such as titanium oxide, nitroaniline, malachite green, brilliant green , one or more metabolic indicators, one or more metabolic regulators ...
  • the reaction medium may be a revelation medium or a culture and revelation medium.
  • the culture of microorganisms is carried out before seeding and, in the second case, the detection and / or identification medium also constitutes the culture medium.
  • Those skilled in the art can also use a bi-box, which makes it easy to compare two media, comprising different substrates or different selective mixtures, on which a same biological sample has been deposited.
  • the reaction medium may comprise one or more ⁇ -glucosidase inducers.
  • beta-glucosidase inducer is meant a compound inducing an increase in the expression of the targeted metabolic activity, any experimental condition being equal, the metabolic activity is greater when the inducer is at an appropriate concentration than when he is absent or at an inappropriate concentration.
  • Mention may in particular be made of a carbohydrate consisting of a radical bonded in position ⁇ to glucose or a carbohydrate with a ⁇ -glucoside subunit, in particular cellobiose, cellulose, starch, cellotriose, trehalose Methyl- ⁇ -glucoside.
  • a concentration of between 100 ng / l and 10 g / l, preferably between 10 mg / l and 3 g / l is particularly suitable for the present invention. .
  • the reaction medium may comprise one or more growth promoters for C. difficile strains.
  • growth promoter is meant a compound or a group of compounds that stimulates the growth of microorganisms. These include blood, serum, egg yolk.
  • a concentration of between 0.1 and 10% is particularly suitable for the present invention.
  • the reaction medium may comprise one or more reducing agents.
  • reducing agent a compound or a group of compounds which facilitates the growth of anaerobic germs by neutralizing the dissolved O 2 present in the medium.
  • the reaction medium may comprise one or more inducers of C. difficile spore germination.
  • inducer of spore germination is meant a compound or a group of compounds that promotes the passage from the spore state to the vegetative state of C. difficile.
  • Sodium Taurocholate may be mentioned in particular.
  • a concentration of between 0.1 and 10 g / l, preferably between 1 and 5 g / l is particularly suitable for the present invention.
  • the reaction medium may comprise one or more selective agents.
  • selective agent is meant any compound capable of preventing or slowing the growth of a microorganism. Without being limiting, a concentration of between 5 mg / l and 5 g / l is particularly suitable for the present invention.
  • an antibiotic such as D-cycloserine, cephalosporins, such as Cefoxitin or Cefotaxime, Colistin, Polymixin, Fosfomycin, Tobramycin, Gentamicin, Aztreonam, Trimethoprim, quinolones such as Nalidixic acid, an antifungal such as in particular amphotericin B, fluconazole or itraconazole.
  • antibiotic any compound capable of preventing or slowing the growth of a bacterium. They belong in particular to the groups of cephalosporins, aminoglycosides, polypeptides, sulphonamides, quinolones. As an indication, mention may be made in particular of the antibiotics cefotaxime, ceftazidime, cefoxitin, ceftriaxone, cefpodoxime, aztreonam, trimethoprim, tobramycin, moxalactam, fosfomycin, D-cylcoserine, Polymixin, Colistine.
  • the reaction medium may comprise a second enzymatic substrate, such as in particular an osidase, esterase or peptidase substrate. It may be a substrate targeting an enzyme expressed by Clostridium difficile such as Proline aminopeptidase or an enzyme not expressed by C. difficile such as ⁇ -ribosidase.
  • substrate is meant a molecule that can be hydrolysed by an enzyme, such as beta-glucosidase into a product for the direct or indirect detection of a microorganism.
  • This substrate comprises in particular a first specific part of the enzymatic activity to be revealed and a second part serving as a marker, hereinafter called marker part. This marker part can be chromogenic, fluorogenic, luminescent, etc.
  • the beta-glucosidase substrate suitable for the identification of C. difficile is a substrate which, under appropriate growth conditions, induces C. difficile staining. Such substrates may in particular be selected by means of the test described in Example 1.
  • 2-hydroxyphenyl- ⁇ -glucoside (catechol- ⁇ -glucoside) is meant;
  • the beta-glucosidase substrate capable of identifying C. difficile, is chosen from 2-hydroxyphenyl- ⁇ -glucoside (catechol- ⁇ -glucoside); Magenta- ⁇ -glucoside (5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- ⁇ -glucoside); Dihydroxyflavone- ⁇ -glucoside; Esculin (esculetin- ⁇ -glucoside), 3,4-cyclohexenoesculetin- ⁇ -glucoside and Alizarin- ⁇ -glucoside.
  • 2-hydroxyphenyl- ⁇ -glucoside catechol- ⁇ -glucoside
  • Magenta- ⁇ -glucoside (5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- ⁇ -glucoside)
  • Dihydroxyflavone- ⁇ -glucoside Dihydroxyflavone- ⁇ -glucoside
  • Esculin esculetin- ⁇ -glucoside
  • 3,4-cyclohexenoesculetin- ⁇ -glucoside Alizarin- ⁇ -gluco
  • the concentration of beta-glucosidase substrate in the medium according to the invention is between 25 and 1000 mg / l and more preferably between 50 and 400 mg / l.
  • the reaction medium may comprise a second enzymatic substrate or several enzymatic substrates, preferentially chosen from an osidase, esterase or peptidase substrate.
  • osidase substrate is meant in particular the substrates of alpha-glucosidase, galactosidase, ribosidase, hexosaminidase, glucuronidase, xylosidase, fucosidase, cellobiosidase, arabinosidase, mannosidase.
  • riboside is meant ribofuranoside and / or ribopyranoside
  • arabinoside is arabinofuranoside and / or arabinopyranoside
  • fucoside is D-fucoside and / or
  • L-fucoside When not specified, it may be either ⁇ -oside or ⁇ -oside.
  • 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- ⁇ -glucoside Dihydroxyflavone ⁇ -glucoside; 3,4-Cyclohexenesculetin- ⁇ -glucoside; 8-Hydroxiquinoline ⁇ -glucoside; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl- ⁇ -glucoside; 6-Chloro-3-indoxyl- ⁇ -glucoside; 5-Bromo-3-indoxyl- ⁇ -glucoside; Alizarin- ⁇ -glucoside; Nitrophenyl- ⁇ -glucoside; 4-Methylumbelliferyl- ⁇ -glucoside; Naphtholbenzein- ⁇ -glucoside;
  • Dichloroaminophenylgalactoside 2-hydroxyphenyl riboside; 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl riboside; Dihydroxyflavone riboside; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl riboside; 6-Chloro-3-indoxyl-riboside; 5-Bromo-3-indoxyl riboside; 6-Fluoro-
  • 3-indoxyl-riboside Alizarin-riboside; Nitrophenyl riboside; 4-Methylumbelliferyl-riboside; Naphtyl-riboside; Aminophenyl riboside; Dichloroaminophenyl riboside;
  • 6-Fluoro-3-indoxyl-N-acetyl-glucosaminide Alizarin-N-acetyl-glucosaminide; Nitrophenyl-N-acetyl-glucosaminide; 4-Methylumbelliferyl-N-acetyl-glucosaminide;
  • 6-Fluoro-3-indoxyl-glucuronide Alizarin-glucuronide; Nitrophenyl glucuronide;
  • Naphtyl xyloside Aminophenyl xyloside; Dichloroaminophenyl xyloside; 5-Bromo
  • 6-chloro-3-indoxylfucoside Dihydroxyflavone fucoside; 3,4-Cyclohexenoesculin-fucoside; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxylfucoside; 6-chloro-3-indoxylfucoside;
  • 3-indoxylcellobioside Dihydroxyflavone-cellobioside; 3,4-Cyclohexenoesculin-cellobioside; 8-Hydroxiquinoline-cellobioside; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxylcellobioside; 6-Chloro-3-indoxylcellobioside; 6-Bromo-3-indoxylcellobioside;
  • Naphtholbenzein-cellobioside Indoxyl-N-methylcellobioside; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl-N-methylcellobioside; Naphtylcellobioside; Aminophenylcellobioside;
  • Nitrophenyl-arabinoside 4-Methylumbelliferyl-arabinoside; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl-N-methyl-arabinoside; Naphthyl arabinoside; Aminophenyl-arabinoside; Dichloroaminophenyl arabinoside; 5-Bromo-6-chloro-3-indoxylmannoside;
  • Naphtyl mannoside Aminophenylmannoside; Dichloroaminophenylmannoside.
  • the osidase substrate is chosen from the substrates of alpha-galactosidase, beta-galactosidase, hexosaminidase and cellobiosidase and in particular from: 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl-galactoside; 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl-N-acetyl-glucosaminide; 3,4-Cyclohexenoesculin-cellobioside; 5-Bromo-4-chloro-
  • esterase substrate is meant in particular 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl-octanoate
  • 3-indoxylphosphate 5-Bromo-3-indoxylphosphate; 6-Fluoro-3-indoxylphosphate; Alizarin-phosphate; Nitrophenyl phosphate; 4-Methylumbelliferyl phosphate; Naphtholbenzeinphosphate; Indoxyl-N-methylphosphate; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl-N-methylphosphate; Naphthyl phosphate; Aminophenylphosphate; Dichloroaminophenyl phosphate.
  • a concentration of between 25 and 1000 mg / l is particularly suitable for the present invention.
  • the esterase substrate is chosen from butyrate esterase, lipase and phosphatase substrates and especially from: 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyloctanoate; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl-butyrate; 5-Bromo-3-indoxylnonanoate and 5-Bromo-6-chloro-3-indoxylphosphate.
  • peptidase substrate is intended to mean, in particular, substrates of Proline aminopeptidase, Alanine aminopeptdidase, Leucine aminopeptidase, Pyrrolidonyl arylamidase, Phenylalanine aminopeptidase and Tyrosine aminopeptidase Ala-Phe-Pro-peptidase. These substrates are in particular the compounds associating via a peptide bond the amino acid or the corresponding peptide and a p-nitroaniline, 7-aminomethylcoumarin, 7-aminophenoxazinone, naphthylamine, aminophenyl and dichloroaminophenyl radical.
  • Prolyl-p-nitroanilide Prolyl-7-amido-4-methyl-coumarin
  • Prolyl-dichloroamidophenol Alanyl-dichloroamidophenol
  • Leucyl-p-nitroanilide Pyrrolidonyl-7-amido-4 methylcoumarin
  • phenylalanyl-p-nitroanilide Ala-Phe-Pro-7-amido-1-pentyl-phenoxazin-3-one
  • Tyrosyl-dichloro-amidophenol a concentration of between 25 and 1000 mg / l is particularly suitable for the present invention.
  • the peptidase substrate is chosen from the substrates of Proline-aminopeptidase (or Prolyl-arylamidase), Leucine-aminopeptidase (or Leucyl-arylamidase) and Pyrrolidonyl-arylamidase and in particular: Prolyl-p-nitroanilide, Prolyl- 7-amido-4-methyl-coumarin, Leucyl-p-nitroanilide and Pyrrolidonyl-7-amido-4-methylcoumarin.
  • biological sample we mean a clinical sample, from a sample of biological fluid or a food sample, from any type of food.
  • This sample may thus be liquid or solid and may be mentioned in a nonlimiting manner, a clinical sample of blood, plasma, urine, faeces, nose samples, throats, skin, wounds, cerebrospinal fluid, a dietary sample water, beverages such as milk, fruit juice, yoghurt, meat, eggs, vegetables, mayonnaise, cheese; fish ..., a food sample from a feed intended for animals, such as in particular a sample from animal meal.
  • the invention relates to a method for detecting and / or identifying Clostridium difficile, characterized in that it comprises the following steps: a) providing a reaction medium comprising at least one beta glucosidase substrate, capable of identifying C. difficile, b) inoculating the medium with a biological sample to be tested, c) incubating, and d) detecting the hydrolysis of the beta-glucosidase substrate indicating the presence of Clostridium difficile
  • step c) the incubation is carried out anaerobically.
  • said beta-glucosidase substrate is chosen from Alizarin- ⁇ -glucoside and Magenta- ⁇ -glucoside (5-Bromo-6-chloro
  • beta-glucosidase substrate is at a concentration of between 25 and 1000 mg / l, more preferably between 50 and 400 mg / l.
  • said reaction medium further comprises esculin.
  • esculin is at a concentration of between
  • said reaction medium further comprises at least one ⁇ -glucosidase inducer, preferentially chosen from cellobiose or methyl- ⁇ -glucoside.
  • said reaction medium further comprises at least one growth promoter for C. difficile strains, preferentially chosen from blood, serum, a reducing agent such as in particular cysteine,
  • said reaction medium further comprises at least one inducer of the germination of C. difficile spores, preferably Sodium Taurocholate.
  • said reaction medium further comprises at least one selective agent, preferably selected from D cycloserinc, an antibiotic, such as in particular D-cycloserine, cefoxitin, cefotaxime, antifungal, such as such as amphotericin B, fluconazole, itraconazole or voriconazole.
  • an antibiotic such as in particular D-cycloserine, cefoxitin, cefotaxime
  • antifungal such as such as amphotericin B, fluconazole, itraconazole or voriconazole.
  • said reaction medium further comprises at least one second enzymatic substrate, preferably selected from a substrate of osidase, esterase, peptidase.
  • said reaction medium further comprises at least one reducing agent, preferably cysteine.
  • the invention also relates to a reaction medium for the detection and / or identification of Clostridium difficile comprising at least one beta-glucosidase substrate, capable of identifying C. difficile.
  • said beta-glucosidase substrate is selected from Alizarin- ⁇ -glucoside, Magenta- ⁇ -glucoside (5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- ⁇ -glucoside ) and CHE- ⁇ -glucoside (3,4-cyclohexenoesculetin- ⁇ -glucoside)
  • said beta-glucosidase substrate is at a concentration of between 25 and 1000 mg / l and more preferably between 50 and 400 mg / l.
  • said reaction medium further comprises esculin.
  • esculin is at a concentration of between 5 and 500 mg / l, preferably between 10 and 100 mg / l.
  • said reaction medium further comprises at least one ⁇ -glucosidase inducer, preferentially chosen from cellobiose or methyl- ⁇ -glucoside.
  • said reaction medium further comprises at least one growth promoter for C. difficile strains, preferentially selected from blood, serum, a reducing agent such as in particular cysteine, pyruvate, ferrous sulphide.
  • said reaction medium comprises, in addition, at least one inducer of the germination of C. difficile spores, preferably Sodium Taurocholate.
  • said reaction medium further comprises at least one selective agent.
  • the selective agent is chosen from an antibiotic, preferentially D-cycloserine, cefoxitin or cefotaxime, an antifungal agent, preferably amphotericin B, fluconazole, itraconazole or voriconazole.
  • said reaction medium further comprises at least one second enzymatic substrate.
  • said second substrate is an osidase, esterase or peptidase substrate.
  • said reaction medium further comprises at least one reducing agent, preferably cysteine.
  • the invention also relates to the use of a medium as defined above for the detection and / or identification of Clostridium difficile.
  • Example 1 Identification of Beta-Glucosidase Substrates Suitable for the Identification of C. difficile
  • the ⁇ -glucosidase substrates suitable for the detection of Clostridium difficile strains can be identified by those skilled in the art thanks to the example below.
  • the potential ⁇ -glucosidase substrate is tested by incorporating it into a medium allowing the growth of Clostridium difficile, such as a selective medium, containing, for example, inhibitors to slow the growth of certain bacteria or certain eukaryotes or a non-selective medium.
  • a selective medium such as Columbia Agar in flask (ref 41244) or an egg base according to George et al. (see example 2).
  • an additional reagent such as in particular an iron salt, an ⁇ -Naphtol derivative, to reveal the hydrolysis product.
  • the substrate to be tested is tested at a concentration of between 25 and 1000 mg / l.
  • the medium thus produced is distributed in a consumable, for example a petri dish or a tube.
  • a collection of strains comprising at least one strain of C. difficile is seeded, preferably a single strain per medium.
  • the medium is then incubated anaerobically at an appropriate temperature, generally between 20 and 50 ° C., preferably between 30 and 40 ° C.
  • Suitable substrates are those for which hydrolysis by the C. difficile strain (s) is detected after incubation.
  • the detection is carried out by observing a variation of the optical properties (colonies and / or colored or fluorescent medium) either visually under natural, artificial or UV light, or with the aid of a suitable apparatus, in particular spectrophotometer, fluorimeter, luminometer, image analyzer.
  • the basis of the media is an Egg YoIk basis according to George et al. whose composition is as follows (in g / 1):
  • the media are divided into Petri dishes.
  • Seeding is performed from pre-cultures of 48h at 37 ° C under anaerobic conditions.
  • a suspension in physiological saline at 0.5 McF is carried out then l ⁇ l of each suspension is deposited on each box.
  • Clostridium spp were tested on 4 different media each containing a chromogenic substrate of beta-glucosidase and 300 mg / L of iron citrate. ammoniacal, according to a protocol similar to that described in Example 2.
  • the base of the media was a base Colombia, and the substrates tested were as follows:
  • Alizarin ⁇ -glucoside (1,2-dihydroxyanthraquinone- ⁇ -glucoside) at a concentration of 50 mg / l
  • Seeding is performed from pre-cultures of 48h at 37 ° C under anaerobic conditions. A suspension in physiological saline at 0.5 McF is carried out then the strains are seeded at the site of 10 ⁇ l calibrated.
  • the readings are performed after 24 hours of incubation at 37 ° C.
  • medium 2 the absence of glucose causes a decrease in colony size and esculin has a positive effect on the intensity of the colouration.
  • media 3 4, and 5, the 2 compounds were mixed.
  • medium 4 and 5 there is a more or less significant diffusion of the staining in the agar.
  • Medium 3 represents the best compromise between the improvement of growth and color intensity.
  • Seeding is performed from pre-cultures of 48h at 37 ° C under anaerobic conditions. A suspension in physiological saline at 0.5 McF is carried out then the strains are seeded at the site of 10 ⁇ l calibrated. The readings are carried out after 24 and 48 hours of incubation at 37 ° C. 3. RESULTS
  • the CHE- ⁇ -glucoside substrate has a good sensitivity towards Clostridium difficile from 24h.
  • the selectivity of the medium is also very satisfactory since at 24h only 8 out of 76 strains, other than Clostridium difficile, grow on medium 1. It makes it possible to increase the intensity of coloration of Clostridium difficile and to homogenize strains that have a heterogeneous aspect on the medium 1.
  • the CHE- ⁇ -glucoside substrate has a good specificity and a good sensitivity towards Clostridium difficile since it makes it possible to highlight nearly 90% of the strains with a minimum false positives from 24h.
  • Example 6 Stool samples from patients likely to be infected with a strain of Clostridium difficile were tested on 4 different media. 1. ENVIRONMENT AND MICROORGANISMS
  • the first medium (A) corresponds to the medium of Example 1 to which D-cycloserine (250 mg / l) and cefoxitin (16 mg / l) were added.
  • the second medium (B) corresponds to the medium 1 of Example 5.
  • the 3 e (C) and 4 e (D) media are based on the chromlD Salmonella medium of the applicant, devoid of its enzymatic substrates, added Cysteine to 0.5 g / l and the selective system was replaced by that of medium 1 of Example 5.
  • the medium C further comprises CHE-glucoside 100mg / l of 200mg / l ammoniacal iron citrate, Taurocholate sodium at 2.5 g / l and glucose at 1.25 g / l.
  • Medium D also comprises CHE-glucoside at 300 mg / l of ammoniacal iron citrate at 500 mg / l, sodium taurocholate at 1 g / l and horse serum at 3%.
  • the media are divided into petri dishes.
  • Seeding is performed from homogenized stool samples.
  • Nb Number of microorganisms detected

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Abstract

L'invention concerne un procédé de détection et/ou d'identification de Clostridium difficile, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) disposer d'un milieu réactionnel comprenant au moins un substrat de beta-glucosidase, apte à l'identification de C. difficile, b) ensemencer le milieu avec un échantillon biologique à tester, c) laisser incuber, et d) détecter l'hydrolyse du substrat de beta-glucosidase indiquant la présence de Clostridium difficile. L'invention concerne également un milieu réactionnel pour la détection et/ou l'identification de Clostridium difficile comprenant au moins un substrat de beta- glucosidase, apte à l'identification de C. difficile.

Description

Procédé de détection et/ou d'identification de Clostridium difficile
La présente invention concerne un milieu réactionnel spécifique de Clostridium difficile. Elle concerne également un procédé de détection et/ou d'identification des Clostridium difficile qui utilise un tel milieu.
Clostridium difficile est un germe commensal de la flore digestive. On retrouve des spores du Clostridium difficile dans le sol, dans les hôpitaux, la forme active ne se retrouvant qu'au niveau intestinal. Au microscope, après coloration de Gram, ce sont des bacilles allongés avec une extrémité légèrement renflée. Etant résistant à la plupart des antibiotiques, il peut alors se développer de façon importante en cas de perturbation de la flore digestive par antibiothérapie. Il secrète alors deux toxines A et B, une entérotoxine et une cytotoxine, à l'origine de colites pseudo-membraneuses ou de diarrhées postantibiotiques. De ce fait, Clostridium difficile est actuellement reconnu comme un entéropathogène majeur, majoritairement impliqué dans les diarrhées nosocomiales de l'adulte.
Le diagnostic repose sur différentes techniques telles que la détection de l'activité toxine (cytotoxicity activity, CTA). Toutefois, cette technique présente des inconvénients, telles que notamment sa durée de mise en œuvre, et la nécessité de l'expertise de techniciens pour la lecture des résultats.
Le diagnostic peut également être mis en œuvre par immunologie, grâce à un test de type ELISA. Il est toutefois recommandé d'associer les techniques immunologiques utilisées pour la détection des toxines à la culture bactérienne pour isoler les souches de Clostridium difficile. Cette étape de culture peut être mise en œuvre sur une gélose Clostridium difficile commercialisée par la demanderesse, les colonies de Clostridium difficile étant ensuite identifiées par des méthodes biochimiques telles que la galerie api 20 A ou la galerie rapid ID 32 A. Toutefois, l'identification par galerie nécessite d'avoir une culture pure, de la bactérie à identifier, sur un milieu de croissance adapté afin d'obtenir suffisamment de biomasse (3 à 4 Mc Farland) ce qui prend, au mieux, 48h (culture d'isolement de 24 à 72 heures à partir du prélèvement donnant uniquement la détection présomptive plus culture de 24 à 72 heures pour générer suffisamment de biomasse). La lecture de la galerie s'effectue ensuite après 4h d'incubation pour la Rapid ID 32 A et 24 à 48h pour la galerie 2OA.
Enfin, le diagnostic peut être réalisé par des techniques de biologie moléculaire. Ces techniques ne sont toutefois pas utilisées en routine à ce jour. D'une manière surprenante, les inventeurs ont mis en évidence que l'utilisation de substrat(s) enzymatique(s) de beta-glucosidase permet une identification aisée et rapide de Clostridium difficile. Ce résultat est complètement inattendu puisque le test beta- glucosidase de la galerie rapid ID 32 A est négatif pour cette espèce. Le milieu selon l'invention permet une détection et une identification définitive à partir du prélèvement dès 24h.
Avant de présenter l'invention, les définitions suivantes sont données pour permettre de mieux comprendre l'invention. Elles ne sont nullement limitatives.
Par milieu réactionnel, on entend un milieu comprenant tous les éléments nécessaires à l'expression d'un métabolisme et/ou à la croissance de microorganismes. Le milieu réactionnel peut être solide, semi-solide ou liquide. Par milieu solide, on entend par exemple un milieu gélifié. L'agar est l'agent gélifiant traditionnel en microbiologie pour la culture des microorganismes, mais il est possible d'utiliser de la gélatine, de l'agarose ou d'autres gélifiants naturels ou artificiels. Un certain nombre de préparations sont disponibles dans le commerce, comme par exemple l'agar Columbia, la gélose Trypcase- soja, la gélose Mac Conkey, la gélose Sabouraud ou plus généralement celles décrites dans le Handbook of Microbiological Media (CRC Press). Le milieu réactionnel selon l'invention doit permettre la croissance des C. difficile. Le milieu réactionnel peut comprendre un ou plusieurs éléments en combinaison, tels que des acides aminés, des peptones, des hydrates de carbone, des nucléotides, des minéraux, des vitamines ... Le milieu peut comprendre également un colorant. A titre indicatif, on peut citer comme colorant le bleu d'Evans, du rouge neutre, du sang de mouton, du sang de cheval, un opacifiant tel que l'oxyde de Titane, de la nitroaniline, du vert malachite, du vert brillant, un ou plusieurs indicateurs métaboliques, un ou plusieurs régulateurs métaboliques...
Le milieu réactionnel peut être un milieu de révélation ou un milieu de culture et de révélation. Dans le premier cas, la culture des microorganismes est effectuée avant ensemencement et, dans le deuxième cas, le milieu de détection et/ou d'identification constitue également le milieu de culture.
L'homme du métier peut également utiliser une bi-boite, permettant de comparer aisément deux milieux, comprenant différents substrats ou différents mélanges sélectifs, sur lesquels on aura déposé un même échantillon biologique.
Le milieu réactionnel peut comprendre un ou plusieurs inducteurs de β-glucosidase.
Par inducteur de beta-glucosidase, on entend un composé induisant une augmentation de l'expression de l'activité métabolique ciblée, toute condition expérimentale étant égale par ailleurs, l'activité métabolique est plus forte lorsque l'inducteur est à une concentration appropriée que lorsqu'il est absent ou à une concentration inadaptée.
On peut citer notamment un hydrate de carbone constitué d'un radical lié en position β au glucose ou un hydrate de carbone avec une sous-unité β-glucoside, en particulier le cellobiose, la cellulose, l'amidon, le cellotriose, le trehalose, le Méthyl-β-glucoside. Sans être limitatif, une concentration comprise entre 100ng/l et 10g/l, préférentiellement comprise entre 10mg/l et 3g/l est particulièrement adaptée a la présente invention. .
Le milieu réactionnel peut comprendre un ou plusieurs activateurs de croissance des souches de C. difficile.
Par activateur de croissance, on entend un composé ou un groupe de composés qui stimule la croissance de microorganismes. On peut citer notamment le sang, sérum, jaune d'œufs.
Sans être limitatif, une concentration comprise entre 0,1 et 10 % est particulièrement adaptée à la présente invention.
Le milieu réactionnel peut comprendre un ou plusieurs agents réducteurs.
Par agent réducteur, on entend un composé ou un groupe de composés qui facilite la croissance des germes anaérobies en neutralisant l'O2 dissout présent dans le milieu. On peut citer notamment la Cystéine, le Pyruvate, l'Oxyrase, le Sulfite de sodium, la
Dithionite, l'Histidine, le Sulfide ferreux.
Sans être limitatif, une concentration comprise entre 0,05 et 50g/l, préférentiellement entre 0,1 et 2g/l est particulièrement adaptée à la présente invention. Le milieu réactionnel peut comprendre un ou plusieurs inducteurs de la germination des spores de C. difficile. Par inducteur de la germination des spores, on entend un composé ou un groupe de composé qui favorise le passage de l'état de spore à l'état végétatif des C. difficile. On peut citer notamment le Taurocholate de Sodium.
Sans être limitatif, une concentration comprise entre 0,1 et 10 g/1, préférentiellement entre 1 et 5 g/1 est particulièrement adaptée à la présente invention.
Le milieu réactionnel peut comprendre un ou plusieurs agents sélectifs. Par agent sélectif, on entend tout composé susceptible d'empêcher ou de ralentir la croissance d'un microorganisme. Sans être limitatif, une concentration comprise entre 5 mg/1 et 5 g/1 est particulièrement adaptée à la présente invention. On peut citer comme agent sélectif, un antibiotique tel que la D-cyclosérine, les céphalosporines, telles que la Céfoxitine ou le Céfotaxime, la Colistine, la Polymixine, la Fosfomycine, la Tobramycine, la Gentamicine, l'Aztréonam, le Triméthoprime, les quinolones telles que l'acide Nalidixique, un antifongique tel que notamment l'amphotéricine B, le fluconazole ou l'itraconazole. Par antibiotique, on entend tout composé susceptible d'empêcher ou de ralentir la croissance d'une bactérie. Ils appartiennent notamment aux groupes des céphalosporines, des aminosides, des polypeptides, des sulfamides, des quinolones. A titre indicatif, on peut citer notamment les antibiotiques céfotaxime, ceftazidime, céfoxitine, ceftriaxone, cefpodoxime, aztréonam, Triméthoprime, tobramycine, moxalactam, fosfomycine, D- cylcosérine, Polymixine, Colistine.
Par antifongique, on entend tout composé susceptible d'empêcher ou de ralentir la croissance d'une levure ou d'une moisissure. A titre indicatif, on peut citer notamment l'amphotéricine B, le fluconazole, l'itraconazole, le voriconazole, la cycloheximide. Le milieu réactionnel peut comprendre un deuxième substrat enzymatique, tel que notamment un substrat d'osidase, d'estérase, de peptidase, II peut s'agir d'un substrat ciblant une enzyme exprimée par Clostridium difficile telle que la Proline aminopeptidase ou d'une enzyme non exprimée par C. difficile telle que la β-ribosidase . Par substrat, on entend une molécule pouvant être hydrolysée par une enzyme, telle que la beta glucosidase en un produit permettant la détection, directe ou indirecte d'un microorganisme. Ce substrat comprend notamment une première partie spécifique de l'activité enzymatique à révéler et une seconde partie faisant office de marqueur, ci-après appelée partie marqueur. Cette partie marqueur peut être chromogène, fluorogène, luminescente...
Par substrat de beta glucosidase, apte à l'identification de C. difficile, on entend un substrat qui induit, dans des conditions de croissance adaptées, la coloration de C. difficile. De tels substrats peuvent notamment être sélectionnés grâce au test décrit dans l'exemple 1.
On entend notamment le 2-Hydroxyphényl-β-glucoside (Catéchol-β-glucoside);
Magenta-β-glucoside (5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl-β-glucoside); DHF-β-glucoside
(Dihydroxyflavone-β-glucoside) ; l'Esculine (Esculétine-β-glucoside) ; CHE-β-glucoside (3,4-Cyclohexénoesculétine-β-glucoside) ; 8-Hydroxiquinoline-β-glucoside ; X- β-glucoside (5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl-β-glucoside) ; Rose-β-glucoside (6-Chloro-
3-indoxyl-β-glucoside) ; 6-Bromo-3-indoxyl-β-glucoside ; Blue-β-glucoside (5-Bromo-
3-indoxyl-β-glucoside) ; 6-Fluoro-3-indoxyl-β-glucoside ; Alizarine-β-glucoside ;
(P)-Nitrophényl-β-glucoside ; 4-Méthylumbelliferyl-β-glucoside, Naphtholbenzein- β-glucoside, Indoxyl-N-méthyl-β-glucoside, 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl-N-méthyl- β-glucoside, le Naphtyl-β-glucoside ; l'Aminophényl-β-glucoside ; le
Dichloroaminophényl-β-glucoside.
Préférentiellement, le substrat de beta glucosidase, apte à l'identification de C. difficile, est choisi parmi 2-Hydroxyphényl-β-glucoside (Catéchol-β-glucoside); Magenta- β-glucoside (5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl-β-glucoside); Dihydroxyflavone-β-glucoside ; l'Esculine (Esculétine-β-glucoside), 3,4-Cyclohexenoesculetine-β-glucoside et l' Alizarine-β-glucoside.
Préférentiellement, la concentration en substrat de beta glucosidase dans le milieu selon l'invention est comprise entre 25 et 1000mg/l et plus préférentiellement entre 50 et 400mg/l.
Le milieu réactionnel peut comprendre un deuxième substrat enzymatique ou plusieurs substrats enzymatiques, préférentiellement choisi parmi un substrat d'osidase, d'estérase ou de peptidase.
Par sustrat d'osidase, on entend notamment les substrats de d' alpha-glucosidase, de galactosidase, de ribosidase, d'hexosaminidase, de glucuronidase, de xylosidase, de fucosidase, de cellobiosidase, d'arabinosidase, de mannosidase. Par riboside on entend ribofuranoside et/ou ribopyranoside, par arabinoside on entend arabinofuranoside et/ou arabinopyranoside, par fucoside on entend D-fucoside et/ou
L-fucoside. Quand ce n'est pas précisé, il peut s'agir soit de l'α-oside, soit du β-oside.
On entend notamment le 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- α-glucoside ; Dihydroxyflavone- α-glucoside ; 3,4-Cyclohexénoesculétine- α-glucoside ; 8-Hydroxiquinoline- α-glucoside ; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl- α-glucoside ; 6-Chloro-3-indoxyl- α-glucoside ; 5-Bromo-3-indoxyl- α-glucoside ; Alizarine- α-glucoside ; Nitrophényl- α-glucoside ; 4-Méthylumbelliferyl- α-glucoside ; Naphtholbenzein- α-glucoside ;
Indoxyl-N-méthyl- α-glucoside ; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl-N-méthyl- α-glucoside ; Naphtyl- α-glucoside ; Aminophényl- α-glucoside ; Dichloroaminophényl- α-glucoside ;
2-Hydroxyphényl-galactoside ; 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- galactoside ;
Dihydroxyflavone- galactoside ; 3,4-Cyclohexénoesculétine- galactoside ;
8-Hydroxiquinoline- galactoside ; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl- galactoside ; 4-Chloro-
3-indoxyl- galactoside ; 6-Chloro-3-indoxyl- galactoside ; 6-Bromo-3-indoxyl- galactoside ; 5-Bromo-3-indoxyl- galactoside ; 6-Fluoro-3-indoxyl- galactoside ;
Alizarine- galactoside ; Nitrophényl- galactoside ; 4-Méthylumbelliferyl- galactoside ;
Naphtholbenzein- galactoside ; Indoxyl-N-méthyl- galactoside ; 5-Bromo-4-chloro-
3-indoxyl-N-méthyl- galactoside ; Naphtyl- galactoside ; Aminophényl- galactoside ;
Dichloroaminophényl- galactoside ; 2-Hydroxyphényl-riboside ; 5-Bromo-6-chloro- 3-indoxyl- riboside ; Dihydroxyflavone- riboside ; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl- riboside ; 6-Chloro-3-indoxyl- riboside ; 5-Bromo-3-indoxyl- riboside ; 6-Fluoro-
3-indoxyl- riboside ; Alizarine- riboside ; Nitrophényl- riboside ; 4-Méthylumbelliferyl- riboside ; Naphtyl- riboside ; Aminophényl- riboside ; Dichloroaminophényl- riboside ;
2-Hydroxyphényl-N-acétyl-glucosaminide ; 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- N-acétyl- glucosaminide ; Dihydroxyflavone- N-acétyl-glucosaminide ;
3,4-Cyclohexénoesculétine- N-acétyl-glucosaminide ; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl-
N-acétyl-glucosaminide ; 6-Chloro-3-indoxyl- N-acétyl-glucosaminide ; 6-Bromo-
3-indoxyl- N-acétyl-glucosaminide ; 5-Bromo-3-indoxyl- N-acétyl-glucosaminide ;
6-Fluoro-3-indoxyl- N-acétyl-glucosaminide ; Alizarine- N-acétyl-glucosaminide ; Nitrophényl- N-acétyl-glucosaminide ; 4-Méthylumbelliferyl- N-acétyl-glucosaminide ;
5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl-N-méthyl- N-acétyl-glucosaminide ; Naphtyl- N-acétyl- glucosaminide ; Aminophényl- N-acétyl-glucosaminide ; Dichloroaminophényl- N-acétyl-glucosaminide ; 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- glucuronide ; Dihydroxyflavone- glucuronide ; 3,4-Cyclohexénoesculétine- glucuronide ; 8-Hydroxiquinoline- glucuronide ; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl- glucuronide ; 6-Chloro-3-indoxyl- glucuronide ; 6-Bromo-3-indoxyl- glucuronide ; 5-Bromo-3-indoxyl- glucuronide ;
6-Fluoro-3-indoxyl- glucuronide ; Alizarine- glucuronide ; Nitrophényl- glucuronide ;
4-Méthylumbelliferyl- glucuronide ; Naphtholbenzein- glucuronide ; Indoxyl-N-méthyl- glucuronide ; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl-N-méthyl- glucuronide ; Naphtyl- glucuronide ; Aminophényl- glucuronide ; Dichloroaminophényl- glucuronide ; 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- xyloside ; Dihydroxyflavone- xyloside ; 5-Bromo-
4-chloro-3-indoxyl- xyloside ; 6-Chloro-3-indoxyl- xyloside ; 5-Bromo-3-indoxyl- xyloside ; Alizarine- xyloside ; Nitrophényl- xyloside ; 4-Méthylumbelliferyl- xyloside ;
Naphtyl- xyloside ; Aminophényl- xyloside ; Dichloroaminophényl- xyloside ; 5-Bromo-
6-chloro-3-indoxyl- fucoside ; Dihydroxyflavone- fucoside ; 3,4-Cyclohexénoesculétine- fucoside ; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl- fucoside ; 6-Chloro-3-indoxyl- fucoside ;
5-Bromo-3-indoxyl- fucoside ; Alizarine- fucoside ; Nitrophényl- fucoside ;
4-Méthylumbelliferyl- fucoside ; Naphtyl- fucoside ; Aminophényl- fucoside ;
Dichloroaminophényl- fucoside ; 2-Hydroxyphényl-cellobioside ; 5-Bromo-6-chloro-
3-indoxyl- cellobioside ; Dihydroxyflavone- cellobioside ; 3,4-Cyclohexénoesculétine- cellobioside ; 8-Hydroxiquinoline- cellobioside ; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl- cellobioside ; 6-Chloro-3-indoxyl- cellobioside ; 6-Bromo-3-indoxyl- cellobioside ;
5-Bromo-3-indoxyl- cellobioside ; 6-Fluoro-3-indoxyl- cellobioside ; Alizarine- cellobioside ; Nitrophényl- cellobioside ; 4-Méthylumbelliferyl- cellobioside ;
Naphtholbenzein- cellobioside ; Indoxyl-N-méthyl- cellobioside ; 5-Bromo-4-chloro- 3-indoxyl-N-méthyl- cellobioside ; Naphtyl- cellobioside ; Aminophényl- cellobioside ;
Dichloroaminophényl- cellobioside ; 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- arabinoside ;
Dihydroxyflavone- arabinoside ; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl- arabinoside ; 6-Chloro-
3-indoxyl- arabinoside ; 5-Bromo-3-indoxyl- arabinoside ; Alizarine- arabinoside ;
Nitrophényl- arabinoside ; 4-Méthylumbelliferyl- arabinoside ; 5-Bromo-4-chloro- 3-indoxyl-N-méthyl- arabinoside ; Naphtyl- arabinoside ; Aminophényl- arabinoside ; Dichloroaminophényl- arabinoside ; 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- mannoside ;
Dihydroxyflavone- mannoside ; 3,4-Cyclohexénoesculétine- mannoside ; 5-Bromo-
4-chloro-3-indoxyl- mannoside ; 4-Chloro-3-indoxyl- mannoside ; 6-Chloro-3-indoxyl- mannoside ; 6-Bromo-3-indoxyl- mannoside ; 5-Bromo-3-indoxyl- mannoside ; Alizarine- mannoside ; Nitrophényl- mannoside ; 4-Méthylumbelliferyl- mannoside ;
Indoxyl-N-méthyl- mannoside ; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl-N-méthyl- mannoside ;
Naphtyl- mannoside ; Aminophényl- mannoside ; Dichloroaminophényl- mannoside.
Sans être limitatif, une concentration comprise entre 25 et 1000mg/l est particulièrement adaptée à la présente invention. Préférentiellement, le substrat d'osidase est choisi parmi les substrats d'alpha- galactosidase, de beta galactosidase, d'hexosaminidase et de cellobiosidase et notamment parmi : 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl- galactoside ; 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- N-acétyl-glucosaminide ; 3,4-Cyclohexénoesculétine- cellobioside ; 5-Bromo-4-chloro-
3-indoxyl- cellobioside. Par substrat d'estérase, on entend notamment 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- octanoate ;
Dihydroxyflavone- octanoate ; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl- octanoate ; 6-Chloro-
3-indoxyl- octanoate ; 6-Bromo-3-indoxyl- octanoate ; 5-Bromo-3-indoxyl- octanoate ;
6-Fluoro-3-indoxyl- octanoate ; Alizarine- octanoate ; Nitrophényl- octanoate ;
4-Méthylumbelliferyl- octanoate ; Naphtyl- octanoate ; Aminophényl- octanoate ; Dichloroaminophényl- octanoate ; 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- butyrate ; 5-Bromo-
4-chloro-3-indoxyl- butyrate ; 6-Chloro-3-indoxyl- butyrate ; 6-Bromo-3-indoxyl- butyrate ; 5-Bromo-3-indoxyl- butyrate ; Alizarine- butyrate ; Nitrophényl- butyrate ;
4-Méthylumbelliferyl- butyrate ; Naphtyl- butyrate ; Aminophényl- butyrate ;
Dichloroaminophényl- butyrate ; 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- nonanoate ; 5-Bromo- 4-chloro-3-indoxyl- nonanoate ; 6-Chloro-3-indoxyl- nonanoate ; 6-Bromo-3-indoxyl- nonanoate ; 5-Bromo-3-indoxyl- nonanoate ; Alizarine- nonanoate ; Nitrophényl- nonanoate ; 4-Méthylumbelliferyl- nonanoate ; Naphtyl- nonanoate ; Aminophényl- nonanoate ; Dichloroaminophényl- nonanoate ; 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- phosphate ; Dihydroxyflavone- phosphate ; 3,4-Cyclohexénoesculétine- phosphate ; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl- phosphate ; 6-Chloro-3-indoxyl- phosphate ; 6-Bromo-
3-indoxyl- phosphate ; 5-Bromo-3-indoxyl- phosphate ; 6-Fluoro-3-indoxyl- phosphate ; Alizarine- phosphate ; Nitrophényl- phosphate ; 4-Méthylumbelliferyl- phosphate ; Naphtholbenzein- phosphate ; Indoxyl-N-méthyl- phosphate ; 5-Bromo-4-chloro- 3-indoxyl-N-méthyl- phosphate ; Naphtyl- phosphate ; Aminophényl- phosphate ; Dichloroaminophényl- phosphate. Sans être limitatif, une concentration comprise entre 25 et 1000 mg/1 est particulièrement adaptée à la présente invention.
Préférentiellement, le substrat d'estérase est choisi parmi les substrats de butyrate estérase, de lipase et de phosphatase et notamment parmi : 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- octanoate ; 5-Bromo-4-chloro-3-indoxyl- butyrate ; 5-Bromo-3-indoxyl- nonanoate et 5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- phosphate. Par substrat de peptidase, on entend notamment les substrats de Proline-aminopeptidase, d'Alanine-aminopeptdidase, de Leucine-aminopeptidase, de Pyrrolidonyl-arylamidase, de Phenylalanine-aminopeptidase, d'Ala-Phe-Pro-peptidase de Tyrosine-aminopeptidase. Ces substrats sont notamment les composés associant via une liaison peptidique l'acide aminé ou le peptide correspondant et un radical p-Nitroaniline, 7-Aminométhylcoumarine, 7-Aminophénoxazinone, Naphtylamine, Aminophényl, Dichloroaminophényl. On peut citer notamment le Prolyl-p-nitroanilide, le Prolyl- 7-amido-4-méthyl-coumarine, le Prolyl-dichloroamidophénol, l'Alanyl- dichloroamidophénol, le Leucyl-p-nitroanilide, le Pyrrolidonyl-7-amido-4- méthylcoumarine, le Phénylalanyl-p-nitroanilide, l'Ala-Phe-Pro-7-amido-l-pentyl- phénoxazine-3-one, le Tyrosyl-dichloro-amidophénol. Sans être limitatif, une concentration comprise entre 25 et 1000mg/l est particulièrement adaptée à la présente invention.
Préférentiellement, le substrat de peptidase est choisi parmi les substrats de Proline- aminopeptidase (ou Prolyl-arylamidase), de Leucine-aminopeptidase (ou Leucyl- arylamidase) et de Pyrrolidonyl-arylamidase et notamment parmi : Prolyl-p-nitroanilide, le Prolyl-7-amido-4-méthyl-coumarine, Leucyl-p-nitroanilide et Pyrrolidonyl-7-amido-4- méthylcoumarine.
Par échantillon biologique, on entend un échantillon clinique, issu d'un prélèvement de liquide biologique ou un échantillon alimentaire, issu de tout type d'aliment. Cet échantillon peut être ainsi liquide ou solide et on peut citer d'une manière non limitative, un échantillon clinique de sang, de plasma, d'urines, de fécès, de prélèvements de nez, de gorges, de peaux, de plaies, de liquide céphalo-rachidien, un échantillon alimentaire d'eau, de boissons tels que le lait, un jus de fruits, de yaourt, de viande, d'œufs, de légumes, de mayonnaise, de fromage ; de poisson..., un échantillon alimentaire issu d'une alimentation destinée aux animaux, tel que notamment un échantillon issu de farines animales.
A ce titre, l'invention concerne un procédé de détection et/ou d'identification de Clostridium difficile, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) disposer d'un milieu réactionnel comprenant au moins un substrat de beta glucosidase, apte à l'identification de C. difficile, b) ensemencer le milieu avec un échantillon biologique à tester, c) laisser incuber, et d) détecter l'hydrolyse du substrat de beta-glucosidase indiquant la présence de Clostridium difficile
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, lors de l'étape c), l'incubation est effectuée en anaérobiose.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ledit substrat de beta-glucosidase est choisi parmi l'Alizarine-β-glucoside, le Magenta-β-glucoside (5-Bromo-6-chloro-
3-indoxyl-β-glucoside) et le CHE-β-Glucoside (3,4-Cyclohexenoesculetine-β-glucoside). Préférentiellement, ledit substrat de beta-glucosidase est à une concentration comprise entre 25 et 1000mg/l, plus préférentiellement entre 50 et 400mg/l
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ledit milieu réactionnel comprend en outre, de l'esculine. Préférentiellement, l'esculine est à une concentration comprise entre
5 et 500 mg/1, préférentiellement entre 10 et 100 mg/1. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ledit milieu réactionnel comprend en outre, au moins un inducteur de β-glucosidase, préférentiellement choisi parmi le cellobiose ou le Methyl-β-glucoside.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ledit milieu réactionnel comprend en outre, au moins un activateur de croissance des souches de C. difficile, préférentiellement choisi parmi le sang, sérum, un agent réducteur tel que notamment la cystéine, le
Pyruvate, le Sulfide ferreux. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ledit milieu réactionnel comprend en outre, au moins un inducteur de la germination des spores de C. difficile, préférentiellement le Taurocholate de Sodium.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ledit milieu réactionnel comprend en outre au moins un agent sélectif, préférentiellement choisi parmi D cyclosérinc, un antibiotique, tel que notamment la D-cyclosérine, la céfoxitine, le céfotaxime, un antifongique, tel que notamment l' amphotéricine B, le fluconazole, l'itraconazole ou le voriconazole.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ledit milieu réactionnel comprend en outre au moins un deuxième substrat enzymatique, préférentiellement choisi parmi un substrat d'osidase, d'estérase, de peptidase.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ledit milieu réactionnel comprend en outre au moins un agent réducteur, préférentiellement la cystéine.
L'invention concerne également un milieu réactionnel pour la détection et/ou d'identification de Clostridium difficile comprenant au moins un substrat de beta- glucosidase, apte à l'identification de C. difficile.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ledit substrat de beta-glucosidase est choisi parmi l'Alizarine-β-glucoside, le Magenta-β-glucoside (5-Bromo-6-chloro- 3-indoxyl-β-glucoside) et le CHE-β-Glucoside (3,4-Cyclohexenoesculetine-β-glucoside)
Préférentiellement, ledit substrat de beta-glucosidase est à une concentration comprise entre 25 et 1000mg/l et plus préférentiellement entre 50 et 400mg/l.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ledit milieu réactionnel comprend, en outre, de l'esculine. Préférentiellement, l'esculine est à une concentration comprise entre 5 et 500mg/l, préférentiellement entre 10 et 100 mg/1 .
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ledit milieu réactionnel comprend, en outre, au moins un inducteur de β-glucosidase, préférentiellement choisi parmi le cellobiose ou le Methyl-β-glucoside. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ledit milieu réactionnel comprend, en outre, au moins un activateur de croissance des souches de C. difficile, préférentiellement choisi parmi le sang, du sérum, un agent réducteur tel que notamment la Cystéine, le Pyruvate, le Sulfide ferreux.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ledit milieu réactionnel comprend, en outre, au moins un inducteur de la germination des spores de C. difficile, préférentiellement le Taurocholate de Sodium.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ledit milieu réactionnel comprend, en outre, au moins un agent sélectif. Préférentiellement, l'agent sélectif est choisi parmi, un antibiotique, préférentiellement la D-cyclosérine, la céfoxitine ou le céfotaxime, un antifongique préférentiellement l' amphotéricine B, le fluconazole, l'itraconazole ou le voriconazole.
Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ledit milieu réactionnel comprend, en outre, au moins un deuxième substrat enzymatique. Préférentiellement, ledit deuxième substrat est un substrat d'osidase, d'estérase ou de peptidase. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, ledit milieu réactionnel comprend en outre au moins un agent réducteur, préférentiellement la cystéine.
L'invention concerne également l'utilisation d'un milieu tel que défini ci avant pour la détection et/ou d'identification de Clostridium difficile.
Les exemples ci-dessous sont donnés à titre explicatif et n'ont aucun caractère limitatif. Ils permettront de mieux comprendre l'invention.
Exemple 1 - Identification de substrats de beta glucosidase aptes à l'identification de C. difficile Sur la base de la présente invention, les substrats de β-glucosidase adaptés à la détection des souches de Clostridium difficile peuvent être identifiés par l'homme du métier grâce à l'exemple ci dessous.
Le substrat de β-glucosidase potentiel est testé en l'incorporant à un milieu permettant la croissance de Clostridium difficile, tel qu'un milieu sélectif, contenant par exemple des inhibiteurs pour ralentir la croissance de certaines bactéries ou de certains eucaryotes ou un milieu non sélectif, tels que la Gélose Columbia en flacon (réf 41244) ou une base à l'œuf selon George et al. (voir exemple 2). En fonction du substrat de β-glucosidase à tester, il peut être nécessaire d'ajouter un réactif additionnel, tel que notamment un sel de Fer, un dérivé d'α-Naphtol, pour révéler le produit d'hydrolyse.
Préférentiellement, le substrat à tester est testé à une concentration comprise entre 25 et 1000 mg/1. Le milieu ainsi réalisé est réparti dans un consommable, par exemple une boîte de Pétri ou un tube. Une collection de souches comprenant au moins une souche de C. difficile est ensemencée, préférentiellement une seule souche par milieu. Le milieu est alors incubé en anaérobiose à une température appropriée, généralement comprise entre 20 et 500C, préférentiellement entre 30 et 400C. Les substrats adaptés sont ceux pour lesquels une hydrolyse par la ou les souches de C. difficile est détectée après incubation. La détection est réalisée en observant une variation des propriétés optiques (colonies et/ou milieu coloré ou fluorescent) soit visuellement sous lumière naturelle, artificielle ou sous UV, soit à l'aide d'un appareil adapté, notamment spectrophotomètre, fluorimètre, luminomètre, analyseur d'images.
Exemple 2
Des souches du genre Clostridium spp ont été testées sur 6 milieux différents contenant chacun un substrat chromogénique de beta-glucosidase. La lecture des boites est ensuite effectuée à 48h afin de déterminer la spécificité de chaque substrat. 1. MILIEU ET MICROORGANISMES
La base des milieux est une base Egg YoIk selon George et al. dont la composition est la suivante (en g/1) :
Proteose peptone no. 3 40
Di sodium hydrogen phosphate 5 Potassium dihydrogen phosphate 1
Sodium chloride 2
Magnésium sulphate 0.1
Agar 20
Stérilise at 116°C and Cool to 500C 50 % egg yolk in stérile saline 5 ml Ce milieu est séparé en 6 fractions. A chacune de ces fractions est ajouté l'un des substrats suivants : Magenta-β-glucoside (80mg/l), Alizarine-β-glucoside (50mg/l), CHE- β-glucoside (300mg/l), 8-Hydroxiquinoline-β-glucoside (300mg/l), DHF-β-glucoside (300mg/l), Blue-β-glucoside (150mg/l). Les substrats étaient des substrats commerciaux obtenus auprès d'entreprises spécialisées dans la fourniture de substrats enzymatiques synthétiques. Le substrat à base d'alizarine était synthétisé selon le protocole décrit dans la demande de brevet EP1235928. Le substrat à base de CHE était synthétisé selon les protocoles décrits dans la demande de brevet EP0900230.
2. ESSAIS
10 Les milieux sont répartis en boites de Pétri.
L'ensemencement est effectué à partir de pré-cultures de 48h à 37°C en anaérobiose.
Une suspension en eau physiologique à 0,5 McF est réalisée puis lμl de chaque suspension est déposé sur chaque boite.
Des lectures sont effectuées après 48h d'incubation.
15 3. RESULTATS
Figure imgf000015_0001
Cr = croissance ; Co = coloration
1 = + 500mg/L de citrate de fer ammoniacal
2 = + 50 mg de citrate de fer ammoniacal
4. INTERPRETATION
Tous les substrats permettaient la mise en évidence de C difficile. L'Alizarine-β- glucoside, le Magenta-β-glucoside (5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl-β-glucoside) et, en 20 particulier, le CHE-β-Glucoside (3,4-Cyclohexenoesculetine-β-glucoside) présentaient une bonne sensibilité vis à vis des Clostridium difficile.
Exemple 3
Des souches du genre Clostridium spp ont été testées sur 4 milieux différents contenant 25 chacun un substrat chromogénique de beta-glucosidase et 300 mg/L de citrate de fer ammoniacal, selon un protocole similaire a celui décrit dans l'exemple 2. La base des milieux était une base Colombia, et les substrats testés étaient les suivants :
- Blue-β-glucoside - (5-Bromo-3- indoxyl-β-glucoside) à une concentration de 300 mg/1
8HQ-βglucoside -(8-Hydroxyquinoline-β-glucoside) à une concentration de 150 mg/1)
- Alizarineβ-glucoside (1,2- Dihydroxyanthraquinone-β-glucoside) à une concentration de 50 mg/1
DHF-β-glucoside à une concentration de 300 mg/1
10 La lecture des boites est ensuite effectuée à 48h afin de déterminer la spécificité de chaque substrat. Les résultats sont présentés ci dessous :
Figure imgf000016_0001
Cr = croissance ; Co = coloration ; * = diffusion de la coloration
Tous les substrats permettaient la mise en évidence de C difficile.
15
Exemple 4
1. MILIEU ET MICROORGANISMES
Cinq milieux contenant chacun 48,10 g/1 de base Columbia, 2,5 g/1 de Taurocholate de sodium, 200 mg/1 de Citrate de fer ammoniacal, 100 mg/1 de CHE-beta-Glucoside, ainsi 20 qu'un système inhibiteur habituellement utilisé dans les milieux pour Clostridium difficile à base de D-Cyclosérine et des concentrations variables en Esculine et Glucose (voir tableau suivant)
25 milieu 1 milieu 2 milieu 3 milieu 4 milieu 5
Glucose g/1 1 0 1 1 1
Esculine mg/1 0 37,5 25 37,5 50
1. ESSAI
L'ensemencement est effectué à partir de pré-cultures de 48h à 37°C en anaérobiose. Une suspension en eau physiologique à 0,5 McF est réalisée puis les souches sont ensemencées à l'oese calibrée de lOμl.
Les lectures sont effectuées après 24 heures d'incubation à 37°C.
2. RESULTATS Pour la croissance :
• Les valeurs indiquées correspondent au diamètre des colonies Pour l'intensité de coloration :
• 1 correspond à la présence d'une coloration nette de faible intensité
• 1,5 correspond à la présence d'une coloration intermédiaire aux colorations 1 et 2,
• 2 correspond à la présence d'une coloration franche d'intensité moyenne,
• 2,5 correspond à la présence d'une coloration intermédiaire aux colorations 2 et 3, » 3 correspond à la présence d'une coloration intense.
Figure imgf000017_0001
C = Croissance, I = Intensité de coloration, * = diffusion de la coloration 4. INTERPRETATION
D'après le milieu 2, l'absence de glucose entraîne une diminution de la taille des colonies et l'esculine quant à elle, a un effet positif sur l'intensité de la coloration. Dans les milieux 3, 4, et 5, les 2 composés ont été mélangés. On note pour les milieux 4 et 5 une diffusion plus ou moins importante de la coloration dans la gélose.
Le milieu 3 représente donc le meilleur compromis entre l'amélioration de la croissance et de l'intensité de coloration.
Exemple 5 1. MILIEU ET MICROORGANISMES
107 souches ont été testées sur deux milieux prototypes pour C. difficile dont les compositions sont les suivantes (pour un litre):
Milieu 1 Milieu 2
Base Columbia 48,10 g 48,10 g
Glucose 1,25 g I g
Taurocholate 2,5 g 2,5 g
Citrate de fer ammoniacal 0,2 g 0,2 g
Autoclavage de la base et ajout des additifs CHE-β-Glucoside 0,100 g 0,100 g
Esculine / 0,025 g
Système sélectif dans les 2 milieux selon George et al « Sélective and differential médium for isolation of Clostridium difficile », Journal of Clinical Microbiology vol 9, p214-219, 1979.
2. ESSAIS
L'ensemencement est effectué à partir de pré-cultures de 48h à 37°C en anaérobiose. Une suspension en eau physiologique à 0,5 McF est réalisée puis les souches sont ensemencées à l'oese calibrée de lOμl. Les lectures sont effectuées après 24 et 48 heures d'incubation à 370C. 3. RESULTATS
Figure imgf000019_0001
4. INTERPRETATION Le substrat CHE-β-glucoside présente une bonne sensibilité vis à vis des Clostridium difficile dès 24h. La sélectivité du milieu est elle aussi très satisfaisante puisqu'à 24h seules 8 souches sur 76, autres que Clostridium difficile, poussent sur le milieu 1. Il permet d'augmenter l'intensité de coloration des Clostridium difficile et d'homogénéiser des souches qui ont un aspect hétérogène sur le milieu 1. En conclusion, le substrat CHE-β-glucoside présente une bonne spécificité et une bonne sensibilité vis à vis des Clostridium difficile puisqu'il permet de mettre en évidence près de 90% des souches avec un minimum de faux-positifs dès 24h.
Exemple 6 Des prélèvements de selles de patients susceptibles d'être infectés par une souche de Clostridium difficile ont été testés sur 4 milieux différents. 1. MILIEU ET MICROORGANISMES
Le premier milieu (A) correspond au milieu de l'exemple 1 auquel a été ajouté de la D-Cyclosérine (250mg/l) et de la Céfoxitine (16mg/l). Le deuxième milieu (B) correspond au milieu 1 de l'exemple 5. Les 3e (C) et 4e (D) milieux sont basés sur le milieu chromlD Salmonella de la demanderesse, dépourvu de ses substrats enzymatiques, additionné de Cystéine à 0,5g/l et dont le système sélectif a été remplacé par celui du milieu 1 de l'exemple 5. Le milieu C comprend en outre du CHE-glucoside à 100mg/l du citrate de fer ammoniacal à 200mg/l, du Taurocholate de sodium à 2,5g/l et du Glucose à l,25g/l. Le milieu D comprend en outre du CHE-glucoside à 300mg/l du citrate de fer ammoniacal à 500mg/l, du Taurocholate de sodium à lg/1 et du Sérum de cheval à 3%. 2. ESSAIS
Les milieux sont répartis en boites de Pétri.
L'ensemencement est effectué à partir de prélèvements de selles homogénéisés.
Des lectures sont effectuées après 48h d'incubation.
3. RESULTATS
Milieu A Milieu B Milieu C Milieu D
Nb1 Couleur Nb Couleur Nb Couleur Nb Couleur
Noire
Clostridium ou à
Noire 17 14 Grise 14 Noire difficile π centre
•- gπs •-
2 Noire 2 Noire
Incolore „ Incolore
Autres 10
15 Incolore 7 Incolore à blanc à blanc à blanc à blanc
1 : Nb = Nombre de microorganismes détectés
4. INTERPRETATION
Ces quatre milieux ont permis une détection aisée des souches de Clostridium difficile présentes dans des prélèvements plurimicrobiens comme les selles. De façon surprenante, la détection a été encore plus aisée sur les milieux C et D qui sont pourtant basés sur un milieu pour bactéries à métabolisme aérobie facultatif. Cependant la taille moyenne des colonies de C. difficile était supérieure sur le milieu A (3,8mm) que sur les milieux B, C et D (respectivement 1,6 ; 2,1 et 2 mm). Pour les milieux C et D, cette moindre croissance était compensée par une meilleure sélectivité (inhibition totale ou partielle des autres microorganismes) et une meilleure spécificité, aucune souche n'appartenant pas à l'espèce C. difficile ne produisant des colonies noires. La variation de la concentration du substrat de beta-glucosidase entre les milieux C et D entraîne une modification du contraste de coloration sans perturber les performances du milieu en terme de nombre de souches correctement détectées.

Claims

REVENDICATIONS
1) Procédé de détection et/ou d'identification de Clostridium difficile, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) disposer d'un milieu réactionnel comprenant au moins un substrat de beta- glucosidase, apte à l'identification de C. difficile, b) ensemencer le milieu avec un échantillon biologique à tester, c) laisser incuber, et d) détecter l'hydrolyse du substrat de beta-glucosidase indiquant la présence de
Clostridium difficile.
2) Procédé de détection et/ou d'identification de Clostridium difficile, selon la revendication 1, selon lequel, lors de l'étape c), l'incubation est effectuée en anaérobiose.
3) Procédé de détection et/ou d'identification de Clostridium difficile, selon la revendication 1 ou 2 selon lequel ledit substrat de beta-glucosidase est choisi parmi l'Alizarine-β-glucoside, le Magenta-β-glucoside (5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl- β-glucoside) et le CHE-β-Glucoside (3,4-Cyclohexenoesculetine-β-glucoside).
4) Procédé de détection et/ou d'identification de Clostridium difficile, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 selon lequel ledit substrat de beta-glucosidase est à une concentration comprise entre 25 et 1000mg/l, plus préférentiellement entre 50 et 400mg/l.
5) Procédé de détection et/ou d'identification de Clostridium difficile, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 selon lequel ledit milieu réactionnel comprend en outre, de l'esculine.
6) Procédé de détection et/ou d'identification de Clostridium difficile, selon la revendication 5 selon lequel l'esculine est à une concentration comprise entre 5 et 500 mg/1, préférentiellement entre 10 et 100 mg/1. 7) Procédé de détection et/ou d'identification de Clostridium difficile, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 selon lequel ledit milieu réactionnel comprend en outre, un inducteur de β-glucosidase.
8) Procédé de détection et/ou d'identification de Clostridium difficile, selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 selon lequel ledit milieu réactionnel comprend en outre, au moins un activateur de croissance des souches de C. difficile.
9) Procédé de détection et/ou d'identification de Clostridium difficile, selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 selon lequel ledit milieu réactionnel comprend en outre, au moins un inducteur de la germination des spores de C. difficile.
10) Procédé de détection et/ou d'identification de Clostridium difficile, selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 selon lequel ledit milieu réactionnel comprend en outre au moins un agent sélectif.
11) Procédé de détection et/ou d'identification de Clostridium difficile, selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 selon lequel ledit milieu réactionnel comprend en outre au moins un deuxième substrat enzymatique.
12) Procédé de détection et/ou d'identification de Clostridium difficile, selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 selon lequel ledit milieu réactionnel comprend en outre au moins un agent réducteur.
13) Milieu réactionnel pour la détection et/ou l'identification de Clostridium difficile comprenant au moins un substrat de beta-glucosidase, apte à l'identification de C. difficile.
14) Milieu réactionnel selon la revendication 13 caractérisé en ce que ledit substrat de beta-glucosidase est choisi parmi l'Alizarine-β-glucoside, le Magenta-β-glucoside (5-Bromo-6-chloro-3-indoxyl-β-glucoside) et le CHE-β-Glucoside
(3,4-Cyclohexenoesculetine-β-glucoside).
15) Milieu réactionnel selon la revendication 13 ou 14 caractérisé en ce que ledit substrat de beta-glucosidase est à une concentration comprise entre 25 et 1000mg/l et plus préférentiellement entre 50 et 400mg/l.
16) Milieu réactionnel selon l'une quelconque des revendications 13 à 15 caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, de l'esculine.
17) Milieu réactionnel selon la revendication 16 caractérisé en ce que l'esculine est à une concentration comprise entre 5 et 500mg/l.
18) Milieu réactionnel selon l'une quelconque des revendications 13 à 17 caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, au moins un inducteur de β-glucosidase.
19) Milieu réactionnel selon l'une quelconque des revendications 13 à 18 caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un ou plusieurs activateurs de croissance des souches de C. difficile.
20) Milieu réactionnel selon l'une quelconque des revendications 13 à 19 caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, au moins un inducteur de la germination des spores de C. difficile.
21) Milieu réactionnel selon l'une quelconque des revendications 13 à 20 caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, au moins un agent sélectif.
22) Milieu réactionnel selon l'une quelconque des revendications 13 à 21 caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, au moins un deuxième substrat enzymatique.
23) Milieu réactionnel selon l'une quelconque des revendications 13 à 22 caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, au moins un agent réducteur. 24) Utilisation d'un milieu selon l'une quelconque des revendications 7 à 23 pour la détection et/ou d'identification de Clostridium difficile.
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