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Gélose Staib

milieu de culture employé en microbiologie

La gélose Staib ou gélose aux graines de niger (en anglais birdseed agar, BSA ; ou encore Guizotia abyssinia creatinine agar, GACA) est un milieu de culture sélectif et différentiel employé en microbiologie pour l'identification présomptive des champignons pathogènes Cryptococcus neoformans et Cryptococcus gattii, responsables de la cryptococcose. Il est décrit par F. Staib en 1963 dans le cadre de travaux portant sur les besoins nutritionnels de C. neoformans[1],[2].

Plusieurs études se sont intéressées à son fonctionnement, son optimisation, et ont illustré son utilité pour la recherche de C. neoformans dans l'environnement[3],[4] et dans les prélèvements cliniques[5]. Il fait partie des milieux de culture recommandés pour l'isolement primaire de C neoformans en mycologie médicale[6],[7].

Principe

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La base nutritive se compose de glucose et de créatinine, celle-ci étant spécifiquement assimilée par C. neoformans à la différence des autres espèces de Cryptococcus et d'autres levures[8]. Seule source d'azote présente dans le milieu, la créatinine contribue à sa sélectivité en inhibant la croissance des organismes incapables de la métaboliser.

F. Staib a découvert en 1962 que les souches de C. neoformans cultivées en présence d'un extrait aqueux de graines de Guizotia abyssinica (graines de niger) formaient des colonies de couleur brune, faciles à distinguer des autres colonies de levures qui restaient incolores[1]. Le phénomène a été expliqué par un ensemble de transformations biochimiques complexes élucidées au cours de plusieurs décennies de recherches. Les substrats de ces réactions ont été d'abord été identifiés. Il s'agit d'une famille de petites molécules diphénoliques (contenant des cycles benzéniques porteurs de deux groupes hydroxyle) naturellement présentes dans les graines de Guizotia abyssinica (graines de niger)[9],[10], telles que l'acide caféique et des composés voisins[11]. Ces substances elles-mêmes sont incolores, mais il a été établi ultérieurement que C. neoformans possède une enzyme de type laccase[12] (à activité diphénol-oxydase) capable de les convertir en précurseurs actifs à structure quinone qui subissent ensuite une polymérisation spontanée (auto-oxydation) rapide en différentes formes de mélanine[13],[14]. Ce sont ces mélanines qui sont responsables de la réaction colorée découverte par Staib et exploitée pour le caractère différentiel de son milieu de culture.

Divers antibiotiques (chloramphénicol surtout, mais aussi pénicilline, streptomycine etc.) ont été utilisés pour inhiber la croissance des bactéries issues de prélèvements polymicrobiens[15],[16]. D'autres recherches ont visé à améliorer la sélectivité fongique du milieu initialement décrit par Staib[2] pour limiter la prolifération des moisissures à croissance rapide et améliorer le taux d'isolement de C. neoformans. Le biphényle a été l'un des premiers additifs antifongiques sélectifs utilisés à cette fin[15] mais des travaux ultérieurs ont révélé son effet inhibiteur partiel sur la croissance de C. neoformans et de Candida albicans[17]. Le violet de méthyle a été testé sans succès aux concentrations de 2 et 10 mg/L[17].

Le dihydrogénophosphate de potassium joue le rôle de tampon et augmente la pression osmotique au sein du milieu. L'agar est l'agent gélifiant.

Lecture

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L'aspect des colonies sur gélose Staib reflète leur aptitude à synthétiser de la mélanine à partir des substrats diphénoliques présents dans l'extrait de graines de niger.

Les colonies suspectes de C. neoformans (ou C. gattii) sont capables de produire de la mélanine (colonies « mélanine + ») dans ces conditions, elles prennent alors une coloration brune et peuvent brunir le milieu environnant. C'est ce que Staib a nommé brown colour effect, l'effet de brunissement[1],[5]. Ce caractère n'a toutefois qu'une valeur d'orientation, d'autres tests sont nécessaires pour confirmer ou non l'identification.

Les autres colonies, par ex. celles de Candida spp. ou d'autres organismes, ont la même coloration (blanche en général) que sur un milieu non différentiel.

Composition

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Pour 1000 mL de milieu[18],[19] :

  • extrait de graines de Guizotia abyssinica (graines de niger) : 1000 mL
  • glucose : 15 g
  • créatinine : 5 g
  • dihydrogénophosphate de potassium : 3 g
  • biphényle : 1 g
  • chloramphénicol : 500 mg
  • agar : 15 g.

Plusieurs fabricants commercialisent la gélose Staib sans biphényle et à une concentration dix fois moindre de chloramphénicol[20],[21].

Variantes

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Une gélose Staib contenant du bénomyl a été décrite en 2014 pour l'isolement environnemental de C. neoformans et C. gattii en zone d'endémie[22].

Préparation

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L'extrait se prépare en faisant bouillir 50 g de graines de Guizotia abyssinica moulues dans 1 L d'eau distillée pendant 30 min[18],[19]. Ce bouillon est ensuite filtré sur une étamine doublée de papier filtre, le volume de filtrat est complété à 1000 mL, et les ingrédients thermostables (tous sauf le chloramphénicol et le diphényle) sont dissous à chaud sous agitation. Le chauffage est poursuivi jusqu'à l'ébullition, puis le mélange est autoclavé à basse température (25 min à 110°C) et placé en surfusion dans un bain-marie à 40-50°C. Les additifs sélectifs (chloramphénicol et diphényle) sont introduits aseptiquement, par exemple par filtration stérilisante, puis le mélange homogénéisé est réparti dans des contenants stériles.

Notes et références

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  1. 1 2 3 Staib F « Cryptococcus neoformans und Guizotia abyssinica (syn. G. oleifera D. C.) » Zeitschr f Hyg. 1962;148(5):466-475. DOI 10.1007/BF02156784 (article en allemand)
  2. 1 2 Staib F « Membranfiltration und Negersaat (Guizotia abyssinica)-Nährboden für den Cryptococcus neoformans-Nachweis (Braunfarbeffekt) » Zeitschr f Hyg. 1963;149(4):329-335. DOI 10.1007/BF02157302 (article en allemand)
  3. ↑ Kamari A et al. « Isolation and molecular characterization of Cryptococcus species isolated from pigeon nests and Eucalyptus trees » Curr Med Mycol. 2017;3(2):20–25. DOI 10.29252/cmm.3.2.20
  4. ↑ Schmertmann LJ et al. « Identification of the environmental source of infection for a domestic ferret with cryptococcosis » J Vet Diagn Invest. 2019;31(6):828–835. DOI 10.1177/1040638719876968
  5. 1 2 Staib F et al. « The brown colour effect (BCE) of Cryptococcus neoformans in the diagnosis, control and epidemiology of C. neoformans infections in AIDS patients » Zentralbl Bakteriol Mikrobiol Hyg A. 1987;266(1-2):167-177. DOI 10.1016/s0176-6724(87)80030-5
  6. ↑ Hazen KC & Howell SA « Processing specimen for fungal culture » in: Leber AL (ed.) Clinical microbiology procedures handbook. Washington, DC : 4th ed, 2016, p. 8.4.1. (ISBN 9781555818807)
  7. ↑ McGowan KL « Specimen selction, transport and processing : mycology » in: Jorgensen JH & Pfaller MA (eds.) Manual of clinical microbiology. 11th ed, 2015, p. 1944. (ISBN 978-1-55581-737-4)
  8. ↑ Staib F « New concepts in the occurrence and identification of Cryptococcus neoformans » Mycopathol Mycol Appl. 1963;19(1-2):143-145. DOI 10.1007/BF02049023
  9. ↑ Korth H & Pulverer G « Pigment formation for differentiating Cryptococcus neoformans from Candida albicans » Appl Microbiol. 1971;21(3):541-542. DOI 10.1128/am.21.3.541-542.1971
  10. ↑ Chaskes S & Tyndall RL « Pigment production by Cryptococcus neoformans from para- and ortho-diphenols : effect of the nitrogen source » J Clin Microbiol. 1975;1(6):509-514. DOI 10.1128/jcm.1.6.509-514.1975
  11. ↑ Strachan AA et al. « Pigment production of Cryptococcus neoformans grown with extracts of Guizotia abyssinica » Appl Microbiol.1971;22(3):478–479. DOI 10.1128/am.22.3.478-479.1971
  12. ↑ Williamson PR « Biochemical and molecular characterization of the diphenol oxidase of Cryptococcus neoformans: identification as a laccase » J Bacteriol. 1994;176(3):656–664. DOI 10.1128/jb.176.3.656-664.1994
  13. ↑ Polacheck I & Kwon-Chung KJ « Melanogenesis in Cryptococcus neoformans » J Gen Microbiol. 1988;134(4):1037-1041. DOI 10.1099/00221287-134-4-1037
  14. ↑ Williamson PR et al. « Melanin biosynthesis in Cryptococcus neoformans » J Bacteriol. 1998;180(6):1570-1572. DOI 10.1128/jb.180.6.1570-1572.1998
  15. 1 2 Shields A & Ajello L « Medium for selective isolation of Cryptococcus neoformans » Science 1966;151(3707):208-209. DOI 10.1126/science.151.3707.208
  16. ↑ Staib F & Seeliger HPR « Un nouveau milieu sélectif pour l'isolement de C. neoformans des matières fécales et du sol » Ann Inst Pasteur. 1966;110(5):792-793. Accès libre (pas de DOI)
  17. 1 2 Racicot TA « Comparison of media for the isolation of Cryptococcus neoformans » Appl Environ Microbiol. 1985;50(2):548-549. DOI 10.1128/aem.50.2.548-549.1985
  18. 1 2 « Bird Seed Agar (Guizotia abyssinica Creatinine Agar) (Niger Seed Agar)/(Staib Agar) » in : Atlas RM. Handbook of mycrobiological media. Boca Raton : 4th ed, 2010, CRC Press, Taylor & Francis Group, p. 223 (ISBN 978-1-4398-0408-7)
  19. 1 2 « Bird Seed Agar (Guizotia abyssinica Creatinine Agar) (Niger Seed Agar)/(Staib Agar) » in: Atlas RM & Snyder JW. Handbook of media for clinical and public health microbiology. Boca Raton : 2014, CRC Press, Taylor & Francis Group, p. 481. (ISBN 978-1-4665-8293-4)
  20. ↑ https://www.himedialabs.com/media/TD/M675.pdf, consulté le 21/09/2026.
  21. ↑ https://assets.fishersci.com/TFS-Assets/LSG/manuals/IFU8172.pdf, consulté le 21/09/2026.
  22. ↑ Pham CD et al. « Development and validation of benomyl birdseed agar for the isolation of Cryptococcus neoformans and Cryptococcus gattii from environmental samples » Med Mycol. 2014;52(4):417–421. DOI 10.1093/mmy/myt028
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