Cours 18 - Les mycoses Flashcards
Infos générales: règne des champignons
- Le règne des champignons est très diversifié
- ~ 150,000 espèces
- 1-5 millions estimées (> 5 % caractérisées )
2 types généraux de champignons
- Micromycètes: Levures et moisissures (microscopiques)
- Macromycètes: Champignons macroscopiques Sporophores/Condiophores (visibles)
Décrire: caractéristiques des champignons/mycètes/fungi
- Organismes eucaryotes
- ressemblent à humains: facteur limitant pour la médication
- Sans chlorophylle
- Porteurs de spores
- Nutrition par absorption et utilisent le carbone organique (Hétérotrophes)
- Reproduction souvent asexuée, rarement sexuée
- Leur paroi cellulaire contient typiquement de la chitine et des glucanes
- Elles sont pour la plupart saprophytiques; moins de 0.5 % sont reconnus pathogènes
- saprophytiques: se nourrissent de matière organique en décomposition
Définir: Mycoses
des infections fongiques touchant les animaux incluant l’Homme.
Mycoses: infectent quoi?
Les mycoses peuvent être superficielles ou profondes et même systémiques
Définir: mycologie médicale
- une discipline distincte de la microbiologie médicale qui consiste à isoler et à caractériser des champignons pathogènes dans le but de caractériser l’origine mycologique ou non d’une pathologie.
Histoire de la mycologie médicale (ordre)
- Hippocrates (460–377 b.c.e. )
- Moyen Âge en Europe
- 20ème siècle
- 21ème siècle: l’âge d’or de la mycologie médicale
Mycobiologie médicale et Hippocrates
- 460–377 b.c.e.
- le père de la médecine, avait identifié des sujets atteints du muguet (Candida albicans).
Moyen Âge en Europe et mycobiologie médicale
des enfants infectés par Trichophyton schoenleinii (dermatophyte-Tinea)- Champignon attaquant le cuir chevelu, la peau lisse et les ongles.
20ème siècle et mycobiologie médicale
- Éclosion de Sporothrix schenckii (infections sous-cutanée) chez 3000 travailleurs miniers en Afrique du Sud (1941-1944).
- 2ème guère mondiale: apparition de zones endémiques aux USA (Histoplasma capsulatum, agent de l’Histoplasmose).
- Ère de la suppression immunitaire et des mycoses opportunistes nosocomiales (Candidoses et aspergilloses):
- Chimiothérapie (traitement du cancer)
- Maintenance des greffons (immunosuppression)
- VIH/SIDA (1981-)
- Maladies auto-immunitaires (Arthrite, Psoriasis, sclérose en plaques, M. inflammatoires chroniques de l’intestin: Maladie de Crohn et rectocolite hémorragique)
21ème siècle et mycobiologie médicale
- l’âge d’or de la mycologie médicale
- Développement des tests diagnostiques: tests de mise en culture spécifiques, tests de susceptibilités aux agents antimicrobiens, identification moléculaires (séquençage de gènes ou de séquences d’ADN: ADN ribosomal et ITS)
- Développement d’antifongiques: Azoles et échinocandines
- Avancées dans la 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
- etc.
Classifications possibles des pathogènes fongiques
- Critères morphologiques
- Taxonomie et phylogénie
- Manifestations cliniques (sites d’infection)
Mycètes: classification morphologique
- Basée sur la forme de la croissance végétative.
- On distingue trois types de
morphologies :- Levures (forme levuriforme)
- Moisissures (champignons filamenteux)
-
Champignons dimorphiques (différencient à la fois des filaments et des levures)
- transitent entre les 2 premières formes
Classification morphologique des mycètes: décrire les levures
- La forme la plus simple des champignons
- Se multiplie par bourgeonnement (Saccharomyces cerevisiae et C. albicans -A) ou par fission (Schizosaccharomyces pombe- B)
- Les levures pathogènes humains sont désignées par Blastoconidies (C. albicans)
Classification morphologique des mycètes: décrire les moisissures
- Cellules filamenteuses et cylindriques souvent branchées nommées hyphes
- filament multicellulaire
- Une masse d’hyphes = Mycélium
- ensemble de filaments
- Hyphes avec (Aspergillus) ou sans septum (Mucor)
- septum: séparation entre les cellules
Mycètes: qu’est-ce qu’un septum?
- seulement chez les moisissures
- septum: séparation claire entre les cellules
- mais encore des échanges possibles entre les cellules
- vrai hyphe: avec septum
- pas de septum: plusieurs noyaux baignent dans le cytoplasme
Classification morphologique: formes possibles
- Levures
- Moisissures
- Champignons dimorphiques (levures et champignons à la fois)
- Pseudohyphes
Classification morphologique des mycètes: décrire pseudohyphes
- Morphologie associée aux levures et distincte de la forme levure et la forme hyphale.
- Cellules levuriformes allongées et attachées (en forme de collier)
- Forme s’apparente à filament, mais pas de septum
Classification morphologique des mycètes: décrire les champignons dimorphiques
- Le dimorphisme est une caractéristique de plusieurs champignons pathogènes endémiques comme Blastomyces et Histoplasm
- Filamenteux à ~ 25°C (dans l’environnement/sol)
- Levures à 37°C température corporelle.
- Ce changement morphologique (morphogenèse) est une caractéristique d’identification de ces champignons au laboratoire.
Classification taxonomique des mycètes: se base sur quoi? + importance
- Classification actuelle dépend de la présence/absence de reproduction sexuée (méiose) et des caractères morphologiques (présence de septum, cycle de vie et physiologie)
- Phylogénie moléculaire/génétique (basée sur la ressemblance des séquences d’ADN)
- Pourquoi est-ce important pour un clinicien microbiologiste ?
- Susceptibilité aux agents antifongiques
- Pouvoir pathogène et transmissibilité
Classification taxonomique des mycètes: exemples de règnes, divisions, ordres et genres associés
Classification taxonomique des mycètes: où se situent la plupart des mycètes pathogènes?
- La grande majorité des champignons pathogènes appartiennent au Dicarya (Ascomycètes & Basidiomycètes) et la division des Glomeromycota (Mucorales & Entomophtorales)
Décrire les ascomycètes
- Représentent 75% des champignons connus
- Levures ou filamenteux
-
Reproduction sexuée (ascospores) ou asexuée par bourgeonnement (blastospores/levures) ou par production de spores (conidies)
- ascospores: origine de leur nom!
- peut avoir les 2 modes de reproduction
- chaque ascoque contient des ascospores
- Identifiés aux laboratoires cliniques par leurs propagules ou par tests génétiques dans le cas d’espèces qui ont une croissance lente ou inexistante.
- Exemples : Candida albicans, Aspergillus fumigatus, Fusarium, Penicillium, Alternaria, Blastomyces, Histoplasma,
Décrire les basidiomycètes
- Reproduction sexuée par formation des basidiospores (basidium) ou des conidies.
- basidium: sorte de socle où on voit 4 spores appelés basidispores
- Apparences: levures, filaments, capsules.
- Exemples : Cryptococcus neoformans, C. gattii, Schisophyllum commune, Trichosporon, Malassezia pachydermatis
Décrire les mucorales
- aka zygomycètes
- Forme primitive des champignons
- Cellules coenocytiques
- plusieurs noyaux au sein du même cytoplasmae
- Formation de zygospores
- 2 filaments se rencontrent et forment un zygospore
- Exemples : Mucor spp, Rhizopus, Lichtheimia, Apophysomyce
Classification basée sur la pathogenèse: quelles sont les classes possibles?
Classification basée sur les sites d’infections primaires :
- Mycoses superficielles
- Mycoses cutanées
- Infections opportunistes systémiques
- Mycoses sous-cutanées
- Mycoses endémiques
Décrire: mycoses superficielles
- Tinea versicolor : Infection de la couche supérieure morte kératinisée de l’épiderme
- Infections causées par Malassezia
- Problèmes majoritairement cosmétiques.
Décrire: mycoses cutanées
- Aussi appelés dermatophytes
- Infections touchant la peau, les cheveux et les ongles
- Trichophyton tonsurans > T. rubrum > T. interdigitale > Microsporum canis
- Ex. pied d’athlète
Décrire: mycoses opportunistes systématiques
- plus dangereuses des mycoses
- Infections de tous les organes par des champignons environnementaux (Aspergillus fumigatus), ou des endosymbiontes commensaux/Mycobiota (Candida albicans
- Infections touchant des patients dont le système immunitaire est compromis:
- Porteurs de VIH
- Patients immunosupprimés: transplantation d’organes, Chimiothérapies …
- Nouveaux nés, femmes enceintes, …
- Mais aussi des personnes saines: Cas de champignons dimorphiques
Décrire: mycoses sous-cutanées
- aussi appelées mycoses d’implantation (suite à des piqûres ou des traumatismes transcutanés)
- Causées par des champignons mélanisés
- Exemples: Sporothrix schenckii et Madurella mycetomatis
Décrire: mycoses endémiques
- Champignons ayant une répartition géographique restreinte.
- Causant majoritairement des infections pulmonaires qui peuvent évoluer en infections systémiques.
- Exemples:
- Histoplasmose: Histoplasma capsultum (USA centrale-River valleys)
- Blastomycoses: Blastomyces dermatitidis (même répartition que H. capsulatum mais aussi Canada-Québec)
- Coccidiomycose: Coccidioides immitis, C. posadasii (Californie et Arizona)
- Paracocciodomycoses: Paracoccidioides brasiliensis (Brésil et Colombie)
- Peniciliose: Penicillium marneffei (Asie sud-est)
- Sporotrichose: Sporothrix schenckii (plusieurs régions du monde)
- Cryptococcus gatii (Côtes ouest USA et Canada)
Facteurs de risques des mycoses invasives
- Mortality rates, by high-risk condition, of patients with (shaded bars) and without (open bars) invasive fungal infections.
- HSCT/BMT = Hematopoietic Stem Cell Transplantation or Bone Marrow Transplantation
- Solid cancer
- Blood cancer
- SOT = Solid-Organ Transplantation
- COPD = Chronic Obstructive Pulmonary Disease
- Mutiple complications
- All other patients
- Diabetes
- HIV
HSCT/BMT = Hematopoietic Stem Cell Transplantation or Bone Marrow Transplantation SOT = Solid-Organ Transplantation COPD = Chronic Obstructive Pulmonary Disease
Composantes de la cellule fongique: Levure
- Noyau avec membrane nucléaire (cellule eucaryote)
- Cytoplasme
- Mitochondrie
- Vacuole
- Réseau de transport vésiculaire : Réticulum endoplasmique et Golgi
- Membrane plasmique
- Paroi cellulaire
- pas présent chez Humain!
Composantes de la cellule fongique: Hyphe
- on voit le cône du filament: où se passe la croissance de se filament (partie apicale)
- le filament a donc une polarité
- Corps de Voronine (Woronin body): boucher le pore
- Spitzenkorper: spécificité de la moisissure, permet de tirer physiquement le filament et ainsi d’avoir une polarité
- Septum avec le pore septal
- Corps de Voronine (Woronin body)
- Noyau avec nucléole
- Réticulum endoplasmique
- Mitochondrie
- Membrane plasmique
- Paroi cellulaire avec 3 couches:
- Interne (chitine),
- Intermédiaire (glucane)
- Externe (mannane)
- Vacuole
- Golgi
- Spitzenkorper
Quelles sont les différents composants cellulaires entourant un mycète?
- Membrane plasmique
- Paroi cellulaire
Décrire: membrane plasmique d’un mycète
- Présence d’Érgosterol (“le 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 fluidité
Décrire: paroi cellulaire d’un mycète (en général)
Intérieur à extérieur
- Couche interne: chitine
- Couche intermédiaire: glucane
- Couche externe: mannanes et protéines pariétales
- AUSSI: Présence de mélanine chez certains champignons filamenteux (Aspergillus, Alternaria)
Décrire: chitine
- couche interne de la paroi cellulaire des mycètes
- est attaché à la membrane
- 2% et 6% de la masse de la paroi des levures et champignons filamenteux
- Microfibres insolubles du poly ß-(1→ 4)-N -acetylglucosamine polymère associés aux glucanes.
- rôle de protection
Décrire: glucane
- couche intermédiaire de la paroi cellulaire des mycètes
- 58–60% de la masse de la paroi
- ß-(1→ 3)-D –Glucane et ß-(1→ 6)-D –Glucane
- polymération du glucose
Décrire: mannanes
- couche externe de la paroi cellulaire des mycètes
- Hémi-cellulose
- Composants majeurs des protéines pariétales (38–40% de la masse de la paroi)
-
Antigène majeure de C. albicans
- et donc le système immunitaire le reconnaît
- protéines y sont associées
Décrire: protéines pariétales
- couche externe de la paroi cellulaire des mycètes
- Protéines GPI ( glycosyl–phosphatidylinositol-Protéines) associées à la chitine et au ß-1→ 6-glucane:
- Fonctions: Adhésines (attachement à l’hôte), Biogenèse de la paroi.
Mélanine chez les mycètes
- Présence de mélanine chez certains champignons filamenteux (Aspergillus, Alternaria)
- dans la paroi cellulaire: couche externe, près des mannanes
- hydrophobe: protection contre conditions hostiles de l’envrionnement
Capsule chez les mycètes
- polymère
- épaississement de la paroi: épais
- en externe de la paroi cellulaire
Les superstars des mycoses
- candidiasis
- multiple mycoses
- zygomycosis
- aspergilliosis
- cryptococcosis
- histoplasmosis
- coccidiocomycosis
- other mycoses
Décrire: Aspergillus sp
- Aspergillomes pulmonaires et cérébrales
- Aspergilloses pulmonaires chroniques
- Infections superficielles : Sinus, otomycose (oreille), onychomycosis (ongles)
- Allergies
Décrire: Cryptococcus
- Cryptococcus gattii
- Lésions cérébrales et pulmonaires, et Méningites
- Sujets sains et immunosupprimés
- Présence d’une capsule
Décrire: Blastomyces
- Blastomyces dermatitidis
- Infection fatale
- Infections pulmonaires, lésions dermiques et ostéomyélites
- endémique notamment au Québec / Canada
- souvent les personnes atteintes sont des personnes saines (pas IS)
- champignon dans le sol
- chez les travailleurs miniers, agriculture, camping
Décrire: Paracoccidioides sp - Paracoccidioides brasiliensis
- Infections pulmonaires
- Enflement des ganglions lymphatiques
Mycose et transmission entre personne
rare
Exemples de: Candida sp
- C. albicans
- C. glabrata
- C. dubliniensis
- C. parapsilosis
- C. tropicalis
- C. krusei
- C. lusitaniae
- C. guilliermondii
- C. rugosa
- C. auris
Cas de C. albicans: Candidose
- La 4ème maladie nosocomiale la plus commune
- Cause fréquente de morbidité et de mortalité chez les patients immunosupprimés
- Hospitalisation très couteuse (≈ 40,000 $ aux USA)
Cas de C. albicans: mode de vie et virulence
- La virulence de C. albicans est associée à son dimorphisme:
- Hyphes dédiés à l’invasion et la colonisation des organes.
- Levures associées à la dissémination de C. albicans.
- Formation de biofilms: ensemble de levures / filaments entourés de polysaccharides
- croissance en 3D
- contamination des outils médicaux (ex. prothèses, cathéters, etc.)
- résistance aux antifongiques
Cas de C. albicans: Forme commensale
Nouvelle forme commensale retrouvée dans les intestins
Morphologie de C. albicans
- C. albicans, Un champignon, plusieurs morphologies
-
POLYmorphique
- et non dimorphique
- et donc rend son identification difficile juste en regardant la morphologie
Décrire: Candida auris
- Champignon émergent multi-résistant: 90 % des isolats sont résistants aux azoles, 40 % à l’amphotéricine B, 4 % à tous les antifongiques
- Champignon transmissible entre personne, une première
- URGENT THREATS
- apparu très recement
- ne fait pas partie de la flore normale comme C. albicans
Infections fongiques et COVID19
- COVID-associated pulmonary aspergillosis (CAPA):
- Fréquente dans les cas de formes sévères de COVID19 (patients sous ventilation en soins intensifs), prévalence de 19–35%
- Difficile à diagnostiquer puisque le CAPA n’a pas de symptômes spécifiques
- Infections à Candida auris et Candida sp:
- Les patients à COVID hospitalisés sont à risque vis-à-vis des infections nosocomiales à Candida
- Confusion de diagnostique des infections fongiques pulmonaires: Blastomycose, Histoplasmose, Coccidioïdomycose (valley fever).
- Pneumonies fongiques à sémiologie similaire au Covid: Fièvre, toux et souffle court
- Mucormycoses (Mucor, Rhizopus, …) associées au Covid19: maladie du champignon noir ou mycose noire
- Les médications pour traiter les formes sévères de Covid (fortes doses de corticostéroïdes et le tocilizumab (anti IL-6) prédisposent aux Mucormycoses
Diagnostique des mycoses
- Caractéristiques morphologiques : Apparence en milieu de culture
- Examen microscopique: Patho-histologie
- Diagnostique moléculaire: ADN, PCR, séquençage, T2Candida
- Diagnostique sérologique: Anticorps
Types de thérapies antifongiques
- Chimique: Trois grandes classes de molécules sont utilisées incluant les azoles, les échinochandines et les polyènes.
- Immuno-modulation: Vaccination (essais cliniques en cours pour un vaccin contre les vaginoses fongiques causées par C. albicans et C. glabrata.
- Immunothérapie: stimulation des défenses immunitaires contre les pathogènes fongiques
Thérapies antifongiques: Les azoles
- Les antifongiques les plus utilisés.
- Fongistatiques
- Utilisés contres des infections systémiques et superficielles
- Différentes sous-classes:
- 1,2,3-Triazoles (Fluconazoles, itraconazole)
- Imidazole (ketoconazole, Clotrimazole)
- Cible cellulaire: membrane plasmique
- Cible moléculaire: Les azoles inhibent la biosynthèse de l’ergosterol.
- cible: Erg11
Différence: fongistatique vs fongicide
- fongistatique: inhiber la croissance du champignon sans le tuer directement
- fongicide: tue le champignon complètement
Thérapies antifongiques: Échinocandines
- Antifongiques administrés par intraveineuse.
- Fongicides.
- Utilisés contres des infections systémiques graves.
- Différentes molécules:
- Caspofungin (Cancidas-Merck): Contre C. albicans, Aspergillus
- Micafungin (Mycamine, Astellas Pharma): Contre C. albicans
- Anidulafungin (Eraxis, Pfizer): Contre C. albicans
- Cible cellulaire: Paroi cellulaire
- Cible moléculaire: Inhibent la biosynthèse des glucanes (Inhibition de l’enzyme glucane synthase, Fks1).
Thérapies antifongiques: Polyènes- Amphotéricine B
- 1er antifongique découvert
- Antifongiques administrés par intraveineuse ou par voie orale.
- Fongistatiques/Fongicides (concentration-dépendante)
- Toxiques, mais la formulation liposomale (AmBisome) réduit sa toxicité.
- Spectre antifongique large:
- Aspergillus fumigatus
- C. albicsans, C. glabrata, C. krusei, C. lusitaniae
- Cryptococcus neoformans
- Fusarium oxysporum
- Cible cellulaire: membrane plasmique
- Cible moléculaire: Les polyènes inhibent la biosynthèse de l’ergosterol et forment des pores qui fragilisent la membrane
Autres thérapies que les antifongiques: Fluoropyrimidines- 5-fluorocytosine (5-FC)
- Peu utilisé pour cause de résistance
- Jamais en monothérapie, mais en combinaison avec l’amphotéricine B (AmB)
- Toléré, cependant, la combinaison 5-FC/AmB présente une forte toxicité rénale
- Mécanisme d’action: le 5FC converti en 5-FU (5-Fluorouracile) par les cellules fongiques, s’incorpore à l’ARN et bloque la traduction des protéines
- C: cytosine
- U: uracile
- Spectre antifongique large: Candida, Aspergillus, Cryptococcus
- Fongistatiques/Fongicides (concentration-dépendante)
Autres thérapies que les antifongiques: Griséofulvine
- Contres les dermatophytoses causées par des champignons kératinophiles:
Trichophyton, Microsporum et Epidermophyton (causant le tinea capitis) - Mécanisme d’action: forme un complexe avec la kératine qui se lie sur les microtubules fongiques et bloque la division cellulaire.
- Principe du Cheval de Troie
Autres thérapies que les antifongiques: Allylamines – Terbinafine (Lamisil)
- Contre les mycoses des ongles (crème-spray/comprimé)
- Mécanisme d’action: Comme les azoles, il inhibe la biosynthèse de l’érgosterol, cependant la cible est Erg1.
- Fongicide
- Contre les dermatophytoses notamment les onychomycoses (mycoses des ongles)
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
- à fortes doses: perte de spécificité pour les cellules des mycètes
- Les échinochandines sont insolubles.
- Nature fongistatique de certaines molécules (azoles): Problème de récurrence et résistance.
- Perte d’efficacité dans certaines niches acides (vagin et abcès)
- RESISTANCE
Résistances aux antifongiques: types de résistances
- Résistances naturelles
- Résistances cliniques
Résistances aux antifongiques: résistance de type naturelle
- Certains champignons ne sont pas sensibles aux antifongiques.
- Exemples: Candida krusei et C. auris (à tout), C. glabrata (azoles)
- Biofilm
- Résistance à toutes les molécules : ~ 1000x comparée aux cellules planctoniques
Décrire: biofilms
- résistance naturelle des mycètes
- Mode de vie sessile (attaché) liée à la contamination des dispositifs médicaux
- (Cathéters, Prothèses, Pacemakers)
- Levures, hyphes et pseudohyphes emballés dans une matrice polysaccharidique qui donne au biofilm une structure en 3D.
Résistances aux antifongiques: résistance de type clinique
- Altération de la cible (modifications génétiques)
-
Altération de transport: Hyper-activation des transporteurs d’efflux ABC- et MFS
- ABC (ATP Binding Cassette) exigent de l’ATP pour l’efflux des drogues.
- MFS (Major Facilitator Superfamily) efflux passive des drogues.
-
Aneuploïdies: Trisomie de certains chromosomes.
- Duplication de fragments intra-chromosomiques contenant des transporteurs d’efflux de drogues (Cas de C. albicans)