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Version PDF      Biologie et Pathogénicité fongiques


  Responsable : d’Enfert, Christophe (denfert@pasteur.fr)


  resume

 

Nos travaux ont pour objectif une meilleure compréhension du fonctionnement de la cellule fongique afin d'élaborer des stratégies de contrôle de la croissance chez les champignons pathogènes. Nous nous intéressons d'une part à la recherche de cibles pour de nouvelles approches thérapeutiques par l'étude détaillée d'un processus clef dans la biologie des champignons filamenteux, la germination des spores, ou par une recherche exhaustive de gènes essentiels à la croissance du champignon pathogène Aspergillus fumigatus. D'autre part, nous nous appuyons sur des outils d'analyse génomique pour Candida albicans afin de définir les processus mis en jeu lors de la formation de biofilms par cette levure pathogène.



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Germination des spores chez Aspergillus nidulans (A. Lafon, M.K. Chaveroche et C. d'Enfert)

Les champignons filamenteux du genre Aspergillus sont connus tant pour leurs applications biotechnologiques que pour les pathologies dont ils sont responsables. La germination des spores (conidies) représente une étape clef dans le cycle de développement du champignon et constitue la première étape dans la colonisation d'un nouvel environnement. Les recherches effectuées visent la caractérisation des évènements moléculaires et biochimiques intervenant au cours des phases précoces de la germination et en particulier la compréhension du signal déclenchant le processus germinatif et sa transduction au niveau cellulaire.

Nos travaux chez le champignon modèle Aspergillus nidulans ont abouti à la mise en évidence du rôle de la signalisation par l'AMPc lors de l'initiation de la germination. En effet, la synthèse d'AMPc médiée par l'adénylate cyclase CyaA et la sous-unité catalytique de la kinase AMPc-dépendante PkaA sont impliquées dans la réponse de la spore à une source de carbone présente dans le milieu et sont requises pour le bon déroulement des étapes précoces de la germination (Collaboration N. Keller, USA). Une seconde serine/threonine kinase (SchA) proche de la PKB mammifère agit en parallèle de PkaA lors de la germination. Par ailleurs, nous avons pu montrer que la signalisation par la GTPase RasA, homologue du proto-oncogène humain ras, intervient au cours de la germination indépendamment de la signalisation AMPc.

Nos travaux ont aujourd'hui pour objectif de mieux comprendre les voies d'activation de l'adénylate cyclase et de préciser la nature des cibles de l'AMPc lors de la germination. Dans cette optique, nous nous intéressons plus particulièrement aux protéines G hétérotrimériques et aux récepteurs qui les contrôlent. Nous avons ainsi pu montrer que des trois sous-unités Ga connues chez A. nidulans, seule GanB intervient dans le contrôle des étapes précoces de la germination (Collaboration K.-Y. Jahng, Corée du Sud). Une étude de l'interaction directe entre GanB et l'adénylate cyclase est en cours. Le séquençage d'une collection d'ESTs (Expressed Sequence Tags), réalisé en collaboration avec la plate-forme génomique de la Génopole Institut Pasteur devrait permettre de disposer prochainement d'un outil d'analyse du transcriptome de A. nidulans et d'aboutir à une caractérisation de différentes souches mutantes affectées dans la voie de signalisation AMPc.

Identification de gènes essentiels chez le champignon pathogène Aspergillus fumigatus (A. Firon et C. d'Enfert)

Aspergillus fumigatus est actuellement le principal champignon filamenteux pathogène de l'homme, responsable d'infections systémiques fatales (aspergillose invasive) chez le patient immuno-déprimé, infections pour lesquelles on ne dispose pas de traitement à la fois efficace et avec peu d'effets secondaires. Les approches de génétique réverse ciblées sur différentes protéines dont on pouvait postuler une implication dans le processus infectieux ne s'étant pas révélées fructueuses, il semble nécessaire de développer de nouvelles stratégies plus exhaustives permettant l'identification de gènes essentiels à la croissance du champignon en culture ou uniquement lors de la colonisation de l'hôte. Ce programme de recherche a été réalisé en partenariat avec Bayer CropScience (http://www.bayercropscience.com/ ).

Dans cette optique, nous avons construit des souches diploïdes de A. fumigatus qui permettent de tester le caractère essentiel d'un gène de A. fumigatus en culture. Une mutagenèse insertionnelle de ces souches à l'aide du transposon impala du champignon Fusarium oxysporum nous a permis dans une approche préliminaire d'identifier 29 régions génomiques essentielles à la croissance de A. fumigatus. Les gènes identifiés codent des fonctions impliquées dans de nombreux processus cellulaires et certains sont spécifiques de A. fumigatus. Ces résultats suggèrent qu'une recherche exhaustive des gènes essentiels de A. fumigatus peut maintenant être entreprise afin d'établir un catalogue de cibles pour cet organisme.

Candida albicans : génomique, biofilms et épidémiologie (S. Aubert, M.-E. Bougnoux, F. Cottier, S. Garcia-Sanchez, P. Knechtle et C. d'Enfert)

Candida albicans est actuellement le principal pathogène fongique humain. En particulier, C. albicans est responsable d'infections systémiques chez des patients présentant un déficit immunitaire important et recevant une antibiothérapie à large spectre. Les candidoses sytémiques sont associées à une forte mortalité malgré la disponibilité de traitements. Il est donc nécessaire de mieux comprendre l'épidémiologie des candidoses et la physio-pathologie de ces infections et de définir de nouvelles cibles thérapeutiques si l'on veut à terme être en mesure de réduire l'incidence et les conséquences de ces infections. Les projets que nous développons s'inscrivent donc à la fois dans une recherche en épidémiologie et dans une étude de processus liés aux infections à l'aide d'outils de génomique.

La possibilité d'étudier simultanément à l'aide de la technologie des "puces à ADN" l'activité transcriptionnelle d'un nombre important de gènes d'un organisme peut contribuer à une meilleure compréhension de la fonction de ces gènes et des mécanismes d'adaptation mis en jeu dans différentes situations physiologiques, en particulier l'interaction hôte-pathogène. C'est pourquoi nous avons entrepris dans le cadre du Réseau Infections Fongiques puis poursuivi dans le cadre du Réseau Européen Galar Fungail la mise au point d'un outil d'analyse du transcriptome de C. albicans. Ce travail a abouti à la diffusion d'une base de donnée génomique de C. albicans, CandidaDB et à la réalisation de puces à ADN présentant des sondes pour la plupart des gènes de C. albicans (Collaboration Eurogentec ( http://www.eurogentec.com ))

Nous avons démarré dans le cadre d'un Programme Transversal de Recherche en collaboration avec l'Unité de Mycologie Moléculaire et le Groupe de Génétique des Biofilms un projet d'étude des mécanismes moléculaires de la formation des biofilms par C. albicans. Les biofilms sont des associations tridimensionnelles de micro-organismes. Dans le cas de C. albicans, la formation de biofilms est associée à une augmentation de la résistance aux antifongiques et représente une source potentielle de réinfection après traitement de candidoses systémiques. Différents modèles de formation de biofilms par C. albicans ont été mis au point et une analyse du transcriptome a été réalisée. Sur la base de ces résultats, plusieurs gènes ont été retenus pour une étude approfondie qui permettra de préciser leurs rôles respectifs dans la formation et la physiologie du biofilm.

Nous avons mis au point une nouvelle méthode de typage de C. albicans par la technique de Multi Locus Sequence Typing (MLST). Cette méthode est basée sur le séquençage de six loci indépendants qui présentent des variations intra-spécifiques. Cette méthode est extrêmement reproductible, a un fort pouvoir discriminant et est actuellement appliquée à l'étude de différentes collections de souches infectieuses et commensales dans le cadre d'un collaboration avec la Plate-forme Génomique de la Génopole Institut Pasteur .

Photo 1 : Model of activation of spore germination and cAMP signalling in A. nidulans

Photo 2 : Biofilm of Candida albicans formed on a plastic surface (Scanning Electron Microscopy; collaboration E. Arbeille, Université de Tours)

Mots-clés: Aspergillus nidulans, Aspergillus fumigatus, Candida albicans, AMPc, kinase, transduction du signal, germination, spore, conidie, antifongique, cible, transposon, puce à ADN, biofilm, épidémiologie, Multi-Locus Sequence Typing, génomique, transcriptome



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  personnel

  Secrétariat Chercheurs Stagiaires Autre personnel
  Thepaut, Sylvana (sthepaut@pasteur.fr) Bougnoux, Marie-Elisabeth, Université Paris Ile de France Ouest (Maître de Conférence/Praticien Hospitalier,bougnoux@pasteur.fr)

d’Enfert, Christophe, Institut Pasteur (Chef de Laboratoire,denfert@pasteur.fr)

Cottier, Fabien (DEA,fcottier@pasteur.fr)

Eisman-Redondo, Blanca (doctorante, Université de Madrid)

Firon, Arnaud (doctorant)

Garcia-Sanchez, Susana (stagiaire post-doctoral,sgarcia@pasteur.fr)

Knechtle, Philipp (stagiaire post-doctoral,knechtle@pasteur.fr)

Lafon, Anne (doctorante,alafon@pasteur.fr)

Aubert, Sylvie (technicienne,syaubert@pasteur.fr)

Chaveroche, Marie-Kim (technicienne,mkchaver@pasteur.fr)


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