Les champignons - diapositives PDF

Les Mycètes [email protected] Faculty of Medicine Department of Microbiology  Plan du cours 1. Description générale 2. Cycles de vie et reproduction 3. Utilité 4. Pathogenèse 5. Traitements 1. Description générale ...

Les Mycètes [email protected] Faculty of Medicine Department of Microbiology  Plan du cours 1. Description générale 2. Cycles de vie et reproduction 3. Utilité 4. Pathogenèse 5. Traitements 1. Description générale  Les mycètes : des eucaryotes Vacuole Appareil de Golgi Cytoplasme Mitochondrie Réticulum Noyau endoplasmique Cicatrice de bourgeonnement Membrane Paroi Granule de Septum Granule Extrémité en stockage lipidique croissance et vésicules Mais pas de chloroplastes  La paroi rigide, riche en chitine Composition et synthèse des parois différentes des bactéries Présence de chitine et/ou polyosides de cellulose => Grande rigidité, grande longévité et grande capacité de résistance à la chaleur ou à la pression osmotique Exemple de Candida albicans Influence sur la virulence et la résistance Composants de la paroi Paroi Protège de la réponse immunitaire Membrane Résistance à certains antifongiques Front. Microbiol., https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.02993  Les levures - Organismes unicellulaires non-filamenteux - Forme sphérique ou ovale - Levures bourgeonnantes se divisent de façon asymétrique (Saccharomyces) Certaines levures bourgeonnantes produisent des bourgeons qui ne se détachent pas: les pseudohyphes (ceux de Candida albicans envahissent les tissus profonds) - Les levures scissipares se divisent de façon symétrique Levure bourgeonnante Levure scissipare Figure 10.4  Les filamenteux - moisissures et mycètes charnus - Organismes pluricellulaires - Corps végétatif appelé thalle constitué de long filaments de cellules reliées les unes aux autres: les hyphes - La présence de cloisons ou septa distingue les hyphes segmentées des cénocytes - Les hyphes croissent par l’allongement de leurs extrémités - Hyphes végétatifs obtiennent les nutriments - Hyphes aériens s’élèvent au dessus et portent souvent les spores reproductrices Hyphes aériens Hyphes végétatifs Les hyphes qui forment un mycélium Hyphes aériens et végétatifs d’Aspergillus niger Spores Les hyphes ont un cytoplasme continu Ceci permet le transport de nutriments Microbiologie de Prescott, 5ème édition, 2018, De Boeck Superieur  Les dimorphes Capables de croitre comme moisissure ou comme une levure en fonction des conditions. Croissance de type levure Croissance de type moisissure Chez ce champignon le dimorphisme dépende de la concentration en CO2. A la surface de la gélose c’est une levure mais sous la surface ou le CO2 s’accumule, c’est une moisissure  Les champignons sur boîte de Petri Les moisissures comme Les levures, comme Candida albicans Aspergillus ou Penicillium ou Saccharomyces cerevisiae forment forment un réseau d’hyphes des colonies isolées http://www.sciencepresse.qc.ca http://conceptcours.fr/www/term_s/spe/energie/hetero.html 2. Cycle de vie et reproduction  Modes de vie Chimio-hétérotrophes : utilisent des sucres et alcools comme source d’énergie et de carbone Saprotrophes sur matière morte Parasites sur matière vivante Mutualistes avec des algues Se développent bien à pH acide La plupart sont aérobies ou anaérobies facultatifs Forte résistance à la pression osmotique Capables de métaboliser les glucides complexes comme la lignine Capable d’utiliser des substances avec une très faible teneur en eau => Se développent sur des substrats peu propices à la vie  La multiplication asexuée et la dissémination par les spores Filamenteux : capables fragmentation permettant la dissémination Spores asexuées : se forment par mitose, on parle de mitospore ou conidie Après dissémination passive, les spores donnent des individus identiques aux parents Les spores sont souvent très volatiles, et peuvent causer des infections pulmonaires chez des individus susceptibles  Les spores sexuées Spores sexuées résultent d’une reproduction sexuée en trois phases : 1. Plasmogamie: le noyau haploïde d’une cellule donneuse (+) pénètre dans le cytoplasme d’une cellule receveuse (-) – étape non décrite ci-dessous 2. Caryogamie: Les noyaux (+) et (-) fusionnent pour former un noyau diploïde d’un zygote 3. Après réplication et méïose donne 4 noyaux haploïdes puis 4 spores sexuées Brassage génétique lors de la méiose (voir cour Pr Andrey) Résumé du type de cycle de vie de champignons alternant reproduction sexuée et asexuée Multiplication par Production de mitose (n) gamètes (n) Fusion des gamètes (2n) Production de spores par mitose (n) Reproduction Germination Reproduction asexuée sexuée Méiose Dissémination Dissémination Production de spores (n) Pas de brassage génétique Brassage génétique Exemple du cycle des ascomycètes comme Aspergillus 3. Les mycètes, utiles à l’humain  Environnement et alimentation Agents de décomposition majeurs qui dégradent les matières organiques complexes en substances simples. Importance dans notre alimentation : - Fromagerie - Charcuterie - Additifs alimentaires - Pâtes alimentaires - Vins - Bières - …  Biotechnologies Lutte biologique : lutte contre insectes ou vers nuisibles Fabrication «naturelle» des médicaments : - Antibiotiques : le premier antibiotique, la pénicilline, est produit par un champignon Penicillium notatum - Cyclosporine : très important immunosuppresseur utilisé pour les greffes -… Protéines/molécules issues du génie génétique produites par des levures : - Vaccin contre l'hépatite B, paludisme etc - Hydrocortisone - L’an dernier, une levure modifiée avec 34 gènes permettant 30 réactions enzymatiques pour produire la vinblastine, une molécule anti-cancer difficile à synthétiser. L'avantage des levures réside dans leur nature eucaryote pour la synthèse des protéines et la facilité de leur culture par rapport aux cellules animales en culture.  La levure comme modèle de recherche Les mécanismes de base d’une cellule eucaryote sont conservés Croissance rapide en liquide et sur boîtes de Petri Peut être facilement transformée (introduction d’ADN) et mutée spécifiquement Reproduction sexuée et reproduction asexuée Prix Nobel de médecine 2001 : mise à jour des différentes étapes du cycle cellulaire et ses mécanismes (notamment génétiques) de contrôle Prix Nobel de médecine 2009 : l’importance de la découverte des télomères protecteurs des chromosomes contre les dégradations Les champignons pas si différents de nous… Glaucophytes Algues rouges Algues vertes Apicomplexes Plantes Dinoflagellés Kinétoplastides & euglénoïdes Ciliés Trichonomades Diatomées Diplomonades Paeophytes Oomycètes Chlorarachniophytes Haptophytes Champignons Cryptomonades Animaux Amibes Source: Striepen, Essays in Biochemistry, 2011 4. Les mycètes, aussi néfastes pour les humains  Les mycètes, aussi néfastes pour les humains Cause principale des maladies des végétaux (oïdium, rouille, ergot...) Les champignons interviennent dans la pathologie humaine de deux façons : – des intoxications: alimentaires liées à certains champignons toxiques (Amanites…) ou production de toxines (aflatoxines d’Aspergillus…). – des infections appelées mycoses : la plupart sont opportunistes.  Les aflatoxines, des mycotoxines Substances produite par les champignons comme Aspergillus flavus Les aflatoxines sont métabolisés dans le foie par le cytochrome P450 pour produire des substances toxiques et carcinogènes, par leur pouvoir d’interaction avec l’ADN. http://www.efsa.europa.eu/fr/topics/topic/aflatoxins.htm http://www.lookfordiagnosis.com/mesh_info.php?term=aspergillus+flavus&lang=1 http://fr.wikipedia.org/wiki/Aflatoxine  L’ergot du seigle Champignon de céréales utilisées pour faire de la farine. Les personnes qui mangeaient ce pain avaient des troubles du comportement : « le feu de saint Antoine » Claviceps purpurea produit l’acide lysergique dont est dérivé le LSD. Le LSD, le diéthylamide de l'acide lysergique, a été synthétisé par Albert Hofman en 1938 et testé LSD, une substance en 1943 par le scientifique lui-même… hallucinogène http://fr.wikipedia.org/wiki/Ergot_du_seigle http://fr.wikipedia.org/wiki/LSD  Le Muguet ou candidose : Candida albicans Candida albicans est retrouvé en portage asymptomatique (commensal) Présent surtout au niveau des muqueuses intestinale, buccale et vaginale Une déficience immunitaire, passagère, médicamenteuse, ou génétique, peut favoriser le développement du muguet Un traitement antibactérien peut éliminer la compétition et favoriser le muguet  Candida albicans est dimorphe Forme levure Forme hyphe Nutriments / pH / temperature, etc Commensalisme Candidose Sain Sain Malade Malade Commensalisme: Interaction entre deux organismes, ou l’hôte fourni un avantage au deuxième organisme, sans pour autant en souffrir. C’est une exploitation non-parasitaire. Cassone A, Nature reviews in Microbiology 11, 884, 2013  Aspergillus Champignon trouvé dans l’environnement et sur la nourriture moisie Les spores sont très volatiles Peut causer des allergies, une aspergillose bronchopulmonaire allergique, une réaction d’hypersensibilité Lors d’infections par des spores chez un.e patient.e avec une immunodéficience ou des prédestinations pulmonaires (mucoviscidose, tuberculose), il peut se développer une aspergillose pulmonaire, maladie pulmonaire grave. 5. Traitements D’après vos connaissances acquises ces derniers jours, qu’elles pourraient être les structures cellulaires ou processus biologiques ciblés pas des antifongiques ? - La paroi de peptidoglycane - La membrane plasmique - La mitochondrie - La synthèse d’ADN https://pingo.coactum.de/989780  Traitements Les champignons sont des cellules eucaryotes, proches de nos cellules Les infections par les champignons sont plus difficiles à traiter ! Les champignons sont insensibles aux antibiotiques utilisés contre les bactéries Il n’existe pas de vaccins disponibles  On isole de plus en plus fréquemment chez des patient.e.s des Aspergillus fumigatus résistants à des antifongiques. Ces résistances pourraient être dûes à l’usage prolongé de ces substances chez un.e patient.e donné.e. Cependant, la majorité de ces patient.e.s n’avaient pas été exposé.e.s auparavant à des antifongiques. Les infections par A. fumigatus n’étant pas contagieuses et ne pouvant pas se propager, comment expliquer ce phénomène ? L’ADN polymérase des champignons a une fidélité extrêmement basse augmentant la probabilité de résistance Beaucoup de champignons produisent eux-mêmes des antifongiques et les résistances sont donc naturellement fréquentes L’activité humaine favorise la sélection de champignons résistants à l’extérieur de l’hôpital https://pingo.coactum.de/989780 Sélection de résistances avec l’utilisation de fongicides en agriculture Fongicides environementaux Champignons pathogènes Dispersion des Accumulation de Utilisation des spores résistances aux ressources antifongiques Exposition humaine Hotspot environnementaux Dispersion des spores Compost Comme pour les antibiotiques, l’utilisation plus raisonnée des antifongiques/fongicides est cruciale pour leur utilité en clinique  Objectifs d’apprentissage A la fin de ce cours, vous devrez comprendre : la structure des champignons leur cycle de vie la lutte contre les champignons pathogènes Composition : Extrait de levure de bière, eau, extrait de légumes (carottes, oignons), sel de cuisine, thiamin  Merci ! https://pingo.coactum.de/989780 37