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     Aspergillus


  Responsable : Jean-Paul Latgé (jplatge@pasteur.fr)


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Aspergillus fumigatus est un champignon filamenteux saprophyte thermophile. Ses conidies, présentes en permanence dans l'atmosphère, sont à l'origine de pathologies respiratoires graves, souvent mortelles chez le patient immunodéprimé. L'étude des aspergilloses est la préoccupation majeure de l'Unité des Aspergillus.

Le second thème de recherche, de nature fondamentale, concerne l'étude de la biosynthèse de la paroi cellulaire qui est une étape clé de la croissance de tous les champignons. Ces travaux devraient aboutir à l'identification de cibles pour le développement de nouveaux antifongiques qui font cruellement défaut pour la thérapie contre les infections fongiques dont l'impact en santé humaine n'a cessé d'augmenter au cours de la dernière décennie.



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I - Phagocytose de Aspergillus fumigatus

Le premier axe de recherches, d'orientation médicale, est l'étude de l'aspergillose invasive (AI). Au sein de ce thème, l'analyse des interactions hôte-pathogène conditionnant les premières étapes de l'établissement de A. fumigatus dans le poumon sont étudiées. Les études sont centrées principalement sur les interactions entre le macrophage alvéolaire qui est la cellule phagocytaire majeure de la défense pulmonaire et les conidies de A. fumigatus qui sont inhalées par l'homme (Granet).

Chez l'hôte immunocompétent, les conidies sont phagocytées puis tuées après leur gonflement à l'intérieur du phagolysosome. La mortalité des conidies chez l'individu immunocompétent est directement corrélée à la production de réactifs oxydants et à l'acidification du phagolysosome de la cellule phagocytaire. L'activation des MAP kinases ERK et p38 et la translocation de NFkB ont été mises en évidence lors de la phagocytose des conidies par le macrophage. La forte diminution du stress oxydatif par les glucocorticoïdes se traduit par la formation d'un tube germinatif à l'intérieur du macrophage, évènement initiateur de l'établissement de A. fumigatus dans la sphère pulmonaire. Ce résultat explique a posteriori le rôle inducteur des corticoïdes dans l'aspergillose invasive chez le patient immunodéprimé. Les corticoïdes sont aussi responsables d'une inhibition de la phosphorylation de ERK et p38 dont il a pu être démontré indirectement à l'aide d'inhibiteurs pharmacologiques qu'elle est associée à une diminution des taux de killing conidiens par le macrophage.

L'analyse de facteurs de virulence a été poursuivie en axant les études sur des mutants affectés dans la sensibilité au stress oxydatif. Cependant, malgré le rôle fongicide des réactifs oxydants in vitro, des mutants de A. fumigatus déficients en catalase ou en differents gènes des voies de transduction du signal tels Hog1 ou Skn7 sensibles aux reactifs oxydants sont aussi pathogènes que les souches sauvages dans un modèle expérimental d'aspergillose murine. Ces résultats reposent la question de l'identification des molecules toxiques produites par le phagocyte ou du role des mécanismes de compensation chez ce champignon filamenteux. La mise en évidence de gènes exprimés spécifiquement lors de l'infection est actuellement abordée par une analyse du transcriptome, rendue aujourd'hui possible grâce à une collaboration avec la génopole de Toulouse et à la mise en place d'un consortium européen (JM François) (Lamarre).

II - Diagnostic de l'aspergillose

Ces études sont menées avec le souci permanent de développer de nouvelles méthodes de diagnostic sérologique dont la précocité conditionne tout traitement efficace contre l'AI. Le diagnostic sérologique de l'aspergillose invasive est basé sur un ELISA sandwich utilisant un anticorps monoclonal reconnaissant spécifiquement le beta(1-5) galactofurane. La caractérisation biochimique et immunochimique du galactomannane de A. fumigatus (dont les chaînes latérales sont constituées de beta1-5 galactofurane) qui a été réalisée dans notre unité, est à la base du développement du seul test commercial de diagnostic de l'aspergillose invasive. Devant l'accroissement du nombre de faux positifs et négatifs vus avec ce test, de nouvelles molécules a portée diagnostique sont recherchés. Il a été montré récemment que la quantification d'anticorps anti-Aspergillus à l'aide d'antigènes produits sous forme de protéines recombinantes a un intérêt dans le diagnostic de l'aspergillose et a abouti à la prise d'un brevet(Sarfati).

III - Structure et biosynthèse de la paroi cellulaire de A. fumigatus

Les polysaccharides constitutifs majeurs de la paroi cellulaire des Aspergillus sont les alpha et beta(1-3) glucanes et la chitine. Les synthases membranaires responsables de la synthèse de ces polysaccharides majeurs ont été caractérisées : la beta1-3 glucane synthase (FKS1) est une protéine unique et essentielle chez A. fumigatus. En revanche, chitine et alpha1,3 glucanes sont synthétisés par des familles de gènes dont aucun des membres n'est essentiel et qui ont des fonctions biologiques différentes. La synthèse de la chitine est sous la dépendance d'une famille de 8 chitine synthases transmembranaires ; l'interruption de 2 parmi les 7 gènes de chitine synthase provoque une réduction de la croissance mycélienne et une altération de la perméabilité conidienne. La synthèse des alpha(1-3) glucanes est sous la dépendance de trois gènes AGS. Les 3 mutants AGS simples ont été obtenus et seul le mutant AGS1 montre une reduction du taux d' alpha(1-3) glucanes (Beauvais).

Le remodelage des polysaccharides de la paroi est due à deux groupes d'enzymes. Le premier sont des glycosylhydrolases qui sont potentiellement responsables de la lyse de la paroi des conidies pendant la germination (Debeaupuis). Le second comprend des glycosyltransferases responsables du branchement des beta(1-3) glucanes néosynthétisés et de leur association aux autres polymères pariétaux (chitine, galactomannane et beta1-3, 1-4 glucane). Pour la première fois, il a pu être démontré que des protéines ancrées par glycosylphosphatidyl inositol (GPI) à la membrane, jouent un rôle actif dans la biosynthèse de la paroi des levures et des champignons filamenteux. La caractérisation structurale de l'ancre GPI de ces protéines et les différentes étapes de sa biosynthèse ont été étudiées (Fontaine). Cinq familles de protéines-GPI, communes aux champignons filamenteux et à la levure ont été identifiées par une analyse protéomique et génomique comparative de ces protéines-GPI chez S. cerevisiae et A. fumigatus. Leur rôle dans la biosynthèse de la paroi est actuellemnt analysé par couplage de techniques de biologie moléculaire et de biochimie (Mouyna).

Mots-clés: Aspergillus, poumon, aspergillose, paroi, glucanes, macrophage



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  personnel

  Secrétariat Chercheurs Stagiaires Autre personnel
  CORMIER Marinette (mcormier@pasteur.fr) BEAUVAIS Anne, Chargée de Recherche, IP (abeauvai@pasteur.fr)

FONTAINE Thierry, Chargé de Recherche, IP (tfontain@pasteur.fr)

GRANET Oumaïma, Chargée de Recherche, IP (ogranet@pasteur.fr)

MOUYNA Isabelle, Chargée de Recherche, IP (imouyna@pasteur.fr)

FRAYSSE Nicolas, Chercheur contractuel (nfraysse@pasteur.fr)

LAMARRE Claude, Chercheur contractuel (clamarre@pasteur.fr)

GASTEBOIS Amandine, Etudiante (agasteboi@pasteur.fr)

DEBEAUPUIS Jean-Paul, Ingénieur de Recherche, INSERM (jpdbp@pasteur.fr)

HENRY Christine, Technicienne, IP (chenry@pasteur.fr)

SARFATI Jacqueline, Ingénieur d'Etudes, INSERM (jsarfati@pasteur.fr)


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