ULaval:MED-1206/Microbiologie et infectiologie/Mycoses

De Wikimedica

Propriétés générales des champignons

Règne très diversifié : 150 espèces. 1-5 millions estimées (>5% caractérisées)

  • Mycromycètes : Levures et moisissures (microscopique)
  • Macromycètes : Champignons macroscopiques. Sporophores/Condiophores visibles.

Champignons / Mycètes / Fungi

  • Eucaryotes
  • Sans chlorophylle
  • Porteurs de spore
  • Nutrition par absorption et utilisent le carbone organique (Hétérotrophes)
  • Reproduction asexuée souvent, rarement sexuée
  • Paroi cellulaire contient chitine et glucanes
  • Plupart sont saprophytiques : <0.5% sont reconnus pathogènes

Historique de la mycologie médicale

Mycose

Infections fongiques touchant les animaux incluant l’Homme. Peuvent être superficielles ou profondes et même systémiques.  

Mycologie médicale

Discipline distincte de la microbiologie médicale qui consiste à isoler à caractériser des champignons pathogènes dans le but de caractériser l’origine mycologique ou non d’une pathologie.

Histoire
Époque Principaux événements
Hippocrate Identifie les patients atteints de muguet (Candida albicans)
Moyen Âge (Europe) Enfants infectés par trichophyton schoenleinii – Champignon attaquant le cuir chevelu, la peau lisse et les ongles
20e siècle 2e guerre mondiale : Apparition de zones endémiques aux USA

Ère de la suppression immunitaire et des mycoses opportunistes nosocomiales (Candidoses et aspergilloses)

  • Chimiothérapie
  • Maintenance des greffons (immunosuppression)
  • VIH/SIDA
  • Maladies auto-immunitaires
21e siècle Développement des tests de diagnostiques : Test de mise en culture spécifiques, test de susceptibilité aux agents antimicrobiens, identification moléculaires (séquençage de gènes ou de séquences d’ADN : ADN ribosomal et ITS)

Développement d’antifongiques

Meilleure compréhension du pouvoir pathogène fongique :

  • Fungal Genome initiative : Séquençage de plusieurs génomes de champignons pathogènes de l’Homme
  • Génomique fonctionnelle fongique : Analyse de transcriptomes, de proteomes, secrétomes

Classification

Critères morphologiques

Basé sur la forme de la croissance végétative, on distingue 3 types :

1. Levures (Forme levuriforme)

  • Forme la plus simple des champignons
  • Multiplication par bourgeonnement ou par fission
  • Levures pathogènes humains sont désignées par blastoconidies

2. Moisissures (champignons filamenteux)

  • Hyphes : Cellules filamenteuses et cylindrique branchées
    • Hyphes avec septum (Aspergillus)
    • Hyphes sans septum (Mucor)
  • Mycélium : Masse de Hyphes
  • Pseudohyphes : Morphologie associée aux levures et distincte de la forme levure et la forme hyphale. Cellules levuriformes allongées et attachées (collier)

3. Champignons dimorphiques (différencient à la fois des filaments et des levures)

  • Dimorphisme : présent chez les Blastomyces et Histoplasma
  • Filamenteux à environ 25oC (environnement/sol)
  • Levures à 37oC (température corporelle)
  • Changement morphologique (morphogenèse) : caractéristique d’identification de ces champignons au laboratoire

Taxonomie et phylogénie

Dépend de la présence/absence de reproduction sexuée (méiose) et des caractères morphologiques (septum, cycle de vie et physiologie).

Fichier:Fungi.png
Phylogénie moléculaire/génétique

Basée sur la ressemblance des séquences d’ADN

Importance pour le clinicien

  • Susceptibilité aux agents antifongiques
  • Pouvoir pathogène et transmissibilité
Divisions Caractéristiques
Ascomycètes
  • 75 % des champignons connus
  • Levures ou filamenteux
  • Reproduction : Sexuée (arcospores) et Asexuée par bourgeonnement (blastospores/levures) ou par production de spores (conidies)
  • Identification : Laboratoires cliniques par leurs propagules ou par tests génétiques dans le cas d’espèces qui ont une croissance lente ou inexistante
Basidiomycètes
  • Reproduction sexuée par formation des basidiospores (basidium) ou des conidies
  • Apparences : Levures, filaments, capsules
Mucorales
  • Forme primitive des champignons
  • Cellules coenocytiques
  • Formation de zygospores

Manifestations cliniques

Sites Caractéristiques
Mycoses superficielles • Tinea versicolor : Infection de la couche supérieure mortekératinisée de l’épiderme

• Infections causées par Malassezia

• Problèmes cosmétiques surtout

Mycoses cutanées • Dermatophytes

• Infections touchant la peau, les cheveux et les ongles

• Trichophyton tonsurans > T. rubrum > T. interdigitale > Microsporum canis

Infections opportunistes systémiques • Infections de tous les organes par des champignons environnementaux ou des endosymbiontes commensaux/Mycobiota

• Infections touchant des patients dont le SI est compromis :

  • Porteur du VIH
  • Patients immun supprimés : Greffe, chimiothérapie
  • Nouveaux nés, femmes enceintes

• Personnes saines : Cas de champignons dimorphiques

Mycoses sous-cutanées • Mycoses d’implantations (suite à des piqures ou des traumatismes transcutanés)

• Causées par des champignons mélanisés

Ex : Sporothrix schenckii et Madurella mycetomatis

Mycoses endémiques • Champignons ayant un répartition géographique restreinte

• Causant majoritairement des infections pulmonaires qui peuvent évoluer en infections systémiques

Facteurs de risques
  • Cancer
  • Leucémie
  • Diabète
  • VIH…

Caractéristiques cellulaires

Biologie cellulaire des champignons

Levure Hyphe (filamenteux)
  • Noyau avant membrane nucléaire
  • Cytoplasme
  • Mitochondries
  • Vacuole
  • Réseau de transport vésiculaire : Réticulum endoplasmique et Golgi
  • Membrane plasmique
  • Paroi cellulaire
  • Septum avec le pore septal
  • Corps de Voronine
  • Noyau avec nucléole
  • Réticulum endoplasmique
  • Mitochondrie
  • Membrane plasmique
  • Paroi cellulaire avec 3 couches : Interne, intermédiaire, externe
  • Vacuole
  • Golgi
  • Spitzenkorper

Paroi et membranes fongiques

Membrane plasmique • Présence d’Érgosterol (cholestérol fongique)

• Stérol spécifique des champignons et de certains protozoaires et absent chez les cellules animales

• Constituant de la membrane/contribue à la régulation de sa fluiditié

Paroi cellulaire Couche externe Couche intermédiaire Couche interne
Mannanes

Hémi-cellulose. Composants majeurs des protéines pariétales. Antigène majeur de C.albicans

Glucanes Chitine
Protéines pariétales

Protéines GPI. Fonctions d’adhésines (Attachement à l’hôte) et biogenèse de la paroi.

Fichier:Paroi cellulaire fongique.png

Présence de mélanine chez certains champignons filamenteux.

Principaux pathogènes fongiques

Principaux pathogènes Caractéristiques
Aspergillus sp Aspergillus fumigatus et aspergillose invasive
  • Aspergillomes pulmonaires et cérébrale
  • Aspergilloses pulmonaires chroniques
  • Infections superficielles : Sinus, otomycose (oreille), onychomycosis (ongles)
  • Allergies
Cryptococcus Cryptococcus gatti
  • Lésions cérébrales et pulmonaires, et Méningites
  • Sujets sains et immuosupprimés
Blastomyces Blastomyces dermatidis
  • Infections fatales
  • Infections pulmonaires, lésions dermiques et ostéomyélite
Paracoccidioides sp Infections pulmonaires

Enflement des ganglions lymphatiques

Candida sp C. albicans : Plus prévalent (95%)

Autres : C. galbrata, C. dubliniensis, C. parapsilosis, C. tropicalis, C. krusei, C. lusitaniae, C. guilliermondii, C. rugosa, C. auris

Cas de candidates et de C. albicans
Candidose C. albicans
  • 3e maladie nosocomiale la plus commune.
  • Cause fréquente de morbidité et de mortalité chez les immunosupprimés.
  • Hospitalisation $$
  • Virulence associée à son dimorphisme (hyphes dédiés à l’invasion et la colonisation des organes et levures associées à la dissémination de C. albicans)
  • Plusieurs stimuli rencontrés dans plusieurs niches au sein de l’hôte induisent la forme hyphe : Sérum, hypoxie, privation nutritionnelle (fer, sucre), pH alcalin
  • Biofilms

Classes de médicaments antifongiques

Chimique

Classes Caractéristiques
Azoles • Les plus utilisés

• Fongistatiques : Le champignon n’est pas tué, mais croissance inhibée

• Utilité : Infections systémiques et superficielles

• Différentes sous-classes

• Cible cellulaire : Membrane plasmique

• Cible moléculaire : Azoles inhibent la biosynthèse de l’Ergosterol

Echinocandines • Administrés par i.v.

• Fongicides : Le champignon est tué

• Utilité : Infections systémiques graves

•  Molécules :

  • Caspofungin (Cancidas-Merck): Contre C. albicans, Aspergillus
  • Micafungin (Mycamine, Astellas Pharma): Contre C. albicans
  • Antidulafungin (Eraxis, Pfizer) Contre C. albicans

• Cible cellulaire : Paroi cellulaire

• Cible moléculaire : Inhibent la biosynthèse des glucanes

Polyènes -  Amphotéricine B • Administrés i.v. ou p.o

• Fongistatiques/Fongicides (concentration-dépendante)

• Toxiques, mais la formulation sous forme de liposome (AmBisome) réduit sa toxicité

• Spectre antifongique large : Très utilisé!

  • Aspergillus fumigatus
  • Candida albicans, C. glabrata, C. Krusei, C. lusitaniae
  • Cryptococcus neoformans
  • Fusarium ozysporum

• Cible cellulaire : Membrane plasmique

• Cible moléculaire : Polyènes inhibent la biosynthèse de l’Ergosterol et forment des pores qui fragilisent la membrane

Autres méthodes

Immuno-modulation : Vaccination

Essais cliniques en cours pour un vaccin contre les vaginoses fongiques causées par Candida albicans et C. glabrata.

Immunothérapie

Stimulation des défenses immunitaires contre les pathogènes fondiques

Limites des thérapies antifongiques

  • Toxicité pour toutes les molécules connues. Pourquoi? Ressemblance des cibles thérapeutiques due à la nature eucaryotique des cellules humaines et fongiques.
  • Échinochandines sont insolubles
  • Nature fongistatique de certaines molécules (Azotes) : Problème de récurrence et résistance
  • Perte d’efficacité dans certaines niches acides (vagin et abcès)
  • Résistance
Résistance naturelle Résistance clinique
Certains champignons ne sont pas sensibles aux antifongiques.

Biofilm : Mode de vie sessile (Attaché) liée à la contamination des dispositifs médicaux.

Levures, hyphes et pseudohyphes emballés dans une matrice polysaccharidique qui donne au biofilm une structure 3D.

Résistance à toutes les molécules : environ 1000X comparée aux cellules planktoniques

Altération de la cible (Modifications génétiques)

Altération de transport : Hyper-activation des transports d’efflux ABC et MFS ABC exigent de l’ATP pour l’efflux de drogues. MFS efflux passive de drogues.

Aneuploïdies : Trisomie de certains chromosomes. Duplication de fragments intra-chromosomiques contenant des transporteurs d’efflux de drogues.