Aspergillus latus, une espèce de champignon que l’on ne trouvait auparavant que dans le sol ou les plantes, a été découverte pour la première fois en milieu hospitalier par un groupe international de chercheurs. Le groupe a séquencé son génome et a découvert qu’il s’agit en fait d’un hybride et qu’il est jusqu’à trois fois plus résistant aux médicaments que les deux espèces dont il dérive.
Un article sur l’étude est publié dans Biologie actuelle et co-rédigé par des chercheurs du Brésil, des États-Unis, du Portugal et de Belgique. La recherche a été soutenue par la Fondation de recherche de São Paulo – FAPESP.
Aspergillose est une maladie pulmonaire causée par des champignons de ce genre, en particulier A. fumigatus, que l’on trouve largement dans les plantes et le sol. Tous les humains inhalent régulièrement des spores de Aspergillus, qui ne provoquent généralement pas de symptômes chez les sujets sains. Chez les patients dont le système immunitaire est faible, cependant, la moisissure peut provoquer une pneumonie, accumuler des boules fongiquesaspergillomes) dans les poumons, et se propager pour devenir pulmonaire invasif aspergillose, la forme la plus grave de la maladie. A. fumigatus est la cause la plus fréquente de aspergillose, mais d’autres espèces sont également responsables de la maladie, notamment A. flavus, A. niger, A. nidulans et A. terreus.
« Dans environ 90% des cas, l’infection par Aspergillus est causée par A. fumigatus, mais dans certaines maladies génétiques humaines, A. nidulans est une cause plus fréquente. Nous avons donc commencé à assembler du matériel clinique provenant de diverses parties du monde pour voir à quelle fréquence cette espèce était présente en milieu hospitalier. À notre grande surprise, six échantillons sur dix contenaient un champignon qui n’avait jamais été découvert auparavant pour infecter les gens. », explique Gustavo Henrique Goldman, professeur à la Ribeirão Preto School of Pharmaceutical Sciences de l’Université de São Paulo (FCFRP-USP) au Brésil et co-chercheur pour l’étude avec Antonis Rokas, professeur à l’Université Vanderbilt aux États-Unis.
Le séquençage génétique a également révélé que A. latus est un hybride de deux espèces relativement éloignées et contient des copies complètes de l’ADN des deux espèces parentales. Les tests effectués par d’autres groupes ont déjà montré que A. latus peut être jusqu’à trois fois plus résistant aux médicaments antifongiques que son espèce parentale, A. spinulosporus et un parent inconnu d’A. quadrilineatus. Il combat également plus efficacement les cellules immunitaires humaines.
« Le champignon gagne des avantages significatifs d’être un hybride », a déclaré Goldman.
« L’identification précise des espèces à l’origine de l’infection est importante pour décider du meilleur traitement et éviter la résistance aux médicaments existants. »
Cependant, a-t-il ajouté, peu d’hôpitaux brésiliens ont actuellement les ressources nécessaires pour effectuer un séquençage génétique afin d’identifier les champignons qui contaminent les patients avec une précision supérieure au niveau du genre. L’identification est généralement réalisée par analyse morphologique au microscope, ce qui laisse place à un diagnostic erroné. Les échantillons de A. latus utilisé dans l’étude, par exemple, avait précédemment été étiqueté comme A. nidulans par cette méthode.
Champignons et COVID-19
La présence de champignons dans les milieux hospitaliers est un facteur bien connu d’aggravation de la maladie et même de décès. En collaboration avec des chercheurs en Allemagne, Goldman et son groupe assemblent maintenant des échantillons de champignons présents dans les poumons des patients COVID-19 dans le but d’étudier comment ces organismes peuvent aggraver leur état comme base pour développer des stratégies pour éviter et combattre les infections.
«Plusieurs patients atteints de COVID-19 sont décédés des suites d’une infection concomitante par Aspergillus« , A déclaré Goldman. » Nous avons actuellement quatre souches qui ont été isolées de patients décédés du COVID-19 en Europe et séquenceront leurs génomes pour identifier les espèces et voir si elles sont favorisées par la maladie. »
Il recherche des partenaires pour aider à collecter du matériel au Brésil, mais la procédure d’isolement des échantillons implique un protocole clinique strict non encore utilisé au Brésil qui garantit que les agents de santé et les chercheurs ne sont pas infectés par le nouveau coronavirus. En Europe, le protocole expérimental a été mis en œuvre à temps pour la pandémie.
Cas de COVID-19 concomitant et infection par des champignons du genre Aspergillus prouvent l’importance d’en savoir plus sur ces micro-organismes. Par exemple, A. fumigatus se trouve dans le monde entier et est capable de survivre dans des conditions extrêmes, telles que des températures allant jusqu’à 70 ° C et une pénurie de nutriments. Il peut même extraire des aliments de l’eau.
« Nous avons maintenant mis en lumière une autre caractéristique du genre, qui est la formation d’hybrides », a déclaré Goldman.
Pour l’étude récemment publiée, les chercheurs ont rassemblé dix échantillons de champignons principalement trouvés dans du matériel prélevé sur des patients souffrant d’aspergillose bronchopulmonaire allergique et d’autres troubles, tels que la maladie granulomateuse chronique, causée par un dysfonctionnement génétique qui altère le système immunitaire et une maladie pulmonaire obstructive chronique , y compris la bronchite chronique et l’emphysème.
Les échantillons ont été collectés au Portugal, en Belgique, aux États-Unis et au Canada. Le séquençage a confirmé que seulement trois étaient des A. nidulans. L’un a été identifié comme A. quadrilineatus, un champignon du sol qui infecte également les humains, et les six autres comme A. latus, jusqu’ici trouvé uniquement dans le sol et les plantes.
Évolution
A. latus est le premier champignon filamenteux hybride connu pour provoquer des maladies chez l’homme, une propriété relativement commune des levures telles que celles du genre Candida, qui provoque la candidose. Une autre caractéristique curieuse de A. latus c’est qu’il est diploïde; c’est-à-dire que ses cellules contiennent deux ensembles de chromosomes, similaires à toutes les cellules humaines à l’exception des ovules et des spermatozoïdes. La plupart des champignons sont haploïdes, avec un seul ensemble de chromosomes.
L’hybride conserve également l’ADN des deux espèces parentales, ce qui suggère que la fusion est récente. Les gènes sont recombinés dans d’anciens hybrides ou espèces qui ont divergé d’un ancêtre commun il y a des éons, et certains gènes sont perdus ou changent de position au cours du processus d’évolution.
Les mules sont un exemple bien connu d’hybride. Ils ont 63 chromosomes, un mélange des 64 juments et 62 des ânes. Dans le cas de A. latuscependant, le matériel génétique des deux parents est conservé dans son intégralité.
« Une autre curiosité est que la distance génétique entre ses deux espèces parentales est plus ou moins la même que celle entre Homo sapiens et le lémurien », a déclaré Goldman, se référant aux 88 espèces de primates Lemuroidea originaires de Madagascar en Afrique.
Source :
Steenwyk, J.L., et al. (2020) Hybrides allodiploïdes pathogènes d’Aspergillus Fungi. Biologie actuelle. doi.org/10.1016/j.cub.2020.04.071.
