cours 24 : champignons d’intérêt médical · leur rôle biologique principale est la ......

UE9 Infectiologie Pr Bretagne Vendredi 9 février 2018, 15h30-17h30Ronéotypeur : lazim Miah Ronéoficheur : rémi Ntuyahaga

Cours 24 : Champignons d’intérêt médical

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PLAN

I) Généralités A) Qu’est-ce qu’un champignon B) Structure d’un champignon et thermotolérance C) physiopathologie

II) Agents opportunistes A) Définition B) Épidémiologie et facteurs de risque

III) Candidoses A) Caractéristiques B) Facteurs de risque C) Démarche diagnostique

IV) Aspergillose A) Aspergillus et pathologie humaine B) Démarche diagnostique

V) Autres mycoses invasives A) Mucormycose rhinocérébrale B) Cryptococcose C) Pneumocystose D) Microsporidioses

VI) Principales thérapeutiques A) 5-FC( analogue de pyrimidine B) Antifongiques azolés C) Echinocandines D) Amphotéricine B


I) Généralités

A) Qu’est-ce qu’un champignon ?

Les champignons sont des eucaryotes tout comme les animaux et les plantes. Les cellules demammifères( humains aussi) sont aussi des eucaryotes. Basiquement les champignons et les Hommesfonctionnent de la même façon ( contrairement aux bactéries qui ont un fonctionnement différent deseucaryotes) . Ce qui explique que lorsqu’on veut donner un traitement contre les champignons, les effetscontre les champignons seront observés aussi chez les cellules humaines, ce qui est un inconvénient. Dans le vocabulaire commun,les champignons qu’on évoque sont les macromycètes(avec fructificationsvisibles). Ils peuvent être consommables ou non consommables. La plupart des champignons produisentdes toxines (métabolites secondaires). Ces toxines peuvent être thermosensibles,c’est-à-dire que les toxinesmeurent à la chaleur( il faut les cuire avant de les manger!) ; ou thermorésistantes( résistantes à la chaleurdonc non consommables). Les moisissures sont des champignons pathogènes qui peuvent pousser dansl’ombre( on les trouve sur les fruits, habitats insalubres). Les levures sont des champignons unicellulaires qui se reproduisent par bourgeonnement ( Candidaalbicans, Cryptococcus neoformans ). Les champignons sont un règne complètement à part. Ils ne sont ni animal, ni des plantes( pas capable defaire photosynthèse). Leur rôle biologique principale est la dégradation de tout composé organique(essentiellement la masse végétale morte) en composés essentiels( azote,carbone) pour recyclage grâce àleurs enzymes très puissantes. Il y a énormément d’espèces de champignons. Cependant on ne connaît pasleur nombre car la plupart ne poussent pas dans un milieu de culture. Il y a 2 grands ensembles :- ascomycètes : essentiels des champignons impliqués en pathologie humaine - basidiomycètesIls ont un rôle dans l’alimentation, l’industrie( utilisés dans l’agro-alimentaire par exemple l’acide citrique),dans la fabrication de médicaments( pénicilline).

B) structure des champignons et thermotolérance

Ils possèdent des structures communes aux cellules eucaryotescomme un noyau,des mitochondries. La différence c’est qu’ils possèdent une paroi, indispensable pour maintenir la structure. Elle est constituée d’un ensemble de sucres( chitine,glycoprotéine, ß-glucane). Sous la paroi, il y a une membrane constitué principalement d’ergostérol

On constate qu’il y a environ plus d’ 1,5 millions d’espèces avec une énorme diversité morphologique et deshabitats. Peu sont impliqués en pathologie humaine, on en dénombre 150. Une dizaine sont fréquentes ( 5espèces Candida , 2 Aspergillus, 1 Cryptococcus, 1 Pneumocystis, dermatophytes) .

Pourquoi si peu de champignons pathogènes pour l’homme alors qu’ils sont des phytopathogènes et desentomopathogènes majeurs?La température chez l’homme est maintenu à 37°C grâce à la thermorégulation . La température optimalede vie des champignons est de 20-25°C. La tolérance est définie par la capacité à proliférer. Leschampignons prolifèrent bien dans l’environnement mais la tolérance diminue rapidement entre 30-40°C. Lathermorégulation à 37°C de l’Homme confère une protection contre les champignons. Mais certains résistentà des fortes températures( au-delà de 40°C) ), ceux-là peuvent être pathogènes pour l’Homme. Ce Ce graphique montre que plus la température augmente, plus la capacité de prolifération diminue


Robert & Casadevall JID 2009

Les champignons peuvent être très pathogènes pour les animaux. Exemple : Geomyces spp et chauve souris ( White-nose syndrome) Ce champignon est présent dans les colonies des chauves-souris, il est inoffensif à 37° C ( températurecorporelle des chauve souris) mais lors de la période d’hibernation, la température corporelle descend à 10-12°C, le champignon les infecte,prolifère et tue les chauves-souris. Les champignons peuvent être responsables d’extinction d’animaux( par exemple Chytridiomycosis etextinction de grenouille ).

C) Physiopathologie

Les infections fongiques sont dus à des champignons : - De l’environnement (immense majorité ) : Transmission par inhalation de spores des champignonsfilamenteux(fabriquées par les champignons et relâchées dans l’air) → Aspergillus spp,Cryptocoques(levure)- De l’hôte( commensaux, très peu d’espèces) : ils ont réussi à se développer chez l’homme et sontnormalement non pathogènes → Candida spp peuvent donner des infections endogènes( on retrouve parexemple Candida albicans et d’autres Candida dans la muqueuse buccale, digestive) ; Pneumocystisjirovecii qui est transmis de manière interhumaine par inhalation et des germes cutanés( dermatophytes,malassessia spp.)

Les champignons ont des pouvoirs pathogènes différents et certains sont pathogènes même chez sujetsimmunocompétents : - Mycétome fongique : Cette pathologie est dûe à une inoculation de champignon par plante àépine( acacia…). Cette pathologie est surtout retrouvée en Afrique( Sahel). Les personnes marchent piedsnus sur des branches à épines, les champignons sur les épines s’introduisant dans la peau et développent deslésions( apparaissent plusieurs années après). Début peu douloureux, les personnes consultent à un stadeavancé de la maladie. La complication est l’atteinte osseuse sous-jacente pouvant aller jusqu’à l’amputation- Histoplasmose : Transmission par inhalation. Ressemble à la tuberculose.

II) Agents opportunistes

A) Définition

C’est un microorganisme qui ne cause habituellement pas de maladie mais qui peut devenir pathogène danscertaines conditions, lorsque le système immunitaire et la résistance de l'individu sont affaiblis. Lesinfections fongiques sont dans l’immense majorité des cas des pathologies opportunistes, on va alorsdéfinir des facteurs de risque pour pouvoir alors proposer des prophylaxies.

B) Epidémiologie et facteurs de risque

La prévalence des infections fongiques augmente et est liée à l’évolution de la médecine de ces dernièresannées. Cela a débuté dans les années 40 pour plusieurs raisons : - Pénicilline : les antibiotiques détruisent les bactéries de la flore digestive , ce qui laisse la place pour leschampignons qui vont occuper le terrain et se multiplier. Les antibiotiques sont un facteur de risque desinfections fongiques pour les champignons résidant dans l’organisme humain( Candida Albicans) - Cathéters : Cela va créer une porte d’entrée pour les champignons ( autres microorganismes aussi)ronéo 3 UE9 cours 24 4 sur 14

- Transplantation d’organes : les immunosuppresseurs entraînent une immunodépression favorisant les infections fongiques. - Épidémie du VIH : C’est un facteur de risque important.

On classe les patients en groupe à risque. Les 2 grands facteurs favorisant les infections fongiques sont la neutropénie et la diminution des CD4. Le risque augmente avec la durée de la neutropénie. Pour les CD4, plus leur nombre diminue, plus le risque augmente( ex : VIH)

Ce graphique montre la survenue d’infections fongiques en fonction du temps d’immunosuppression La vitesse d’apparition varie en fonction des espèces. Aspergillus spp. apparait après 15-30 jours d’aplasie. La candidose apparaît plus précocèment .

III) Candidoses

A) Caractéristiques

Ce sont des infections dues à des levures du genre Candida . Ce sont des levures commensales commeCandida albicans qu’on trouve dans la muqueuse digestive et vaginale, et Candida parapsilosis qu’ontrouve sur la peau saine. Au niveau clinique, cette maladie est très variable en fonction de l’atteinte cutanée,de l’intensité de l’immunodépression,etc. Cela peut aller des atteintes superficielles, muqueuses jusqu’auxsepticémies. Il existe plusieurs types : - Candidoses cutanées( complication des pommades contenant des corticoïdes) et unguéales-Candidoses buccales et œsophagiennes( VIH) - Candidoses génito- urinaires( candidose urinaire due au cathéter et sonde vésical ; candidose génital dueplutôt à un phénomène allergique )


- Candidoses disséminées ( rare) : Prolifération du champignon dans tube digestif (colonisation) , il traversela barrière digestive (invasion) puis dissémination dans le sang et créer des foyers aux alentours( extravasation,phase chronique)

B) Facteurs de risque

Les facteurs de risque sont : 1) Perte de l’intégrité des muqueuses2) Altération de la réponse Th1 ( immunosuppresseurs)3) Pullulation fongique ( Antibiotique) : La colonisation précède presque toujours l’infection. La soucheresponsable de candidémie est la souche colonisanteLes patients à risque sont ceux qui ont ces facteurs de risque : leucémie, transplantés,brûlés, diabétiques(1+2+3) ; chirurgie viscérale,( 1+3),femmes enceintes, ages extrêmes(1+2), cathéters, prise d’ATB, sidéens,prématurés. Les déficits immunitaires innés sont aussi un risque. Par exemple la candidose cutanée chronique qui est unepathologie génétique.

C) Démarche diagnostique

La démarche diagnostique reste relativement simple. Elle consiste à identifier l’espèce en cause pour évaluerle pronostic. Les espèces n’ont pas le même pronostic

Ce graphe montre que les courbes de survie sont différentes en fonction de l’espèce. Certaines espèces sont moins virulentes que d’autres et ont une mortalité différentes

La démarche clinique repose sur la culture du matériel grâce aux prélèvements. Il y a plusieurs étapes.

D’abord on fait un examen direct. L’examen direct consiste à prendre le prélèvement,à l’étaler sur lame etl’observer au microscope. On observe à faible grossissement ( moins nombreux que les bactéries) en utilisantdes agents qui permettent de voir à faible grossissement et ainsi avoir une meilleure sensibilité. On utilise desfluorophores( Blankphor ®) pour analyser la morphologie du champignon au microscope à fluorescence. Lerésultat est obtenu dans un délai très court (5 min). Candida albicans → observe une filamentation

L’identification des levures se fait sur des boites de .culture sur milieu chromogénique. On diférencie lesespèces selon la couleur qu’elles prennent( bleu → C. albicans ). L’identification se fait aussi sur test d’agglutination rapide, test enzymatique( le prof n’a pas évoqué maisc’est marqué sur les diapos)L’identification prend 24 à 48h au minimum. Une autre technique est le MALDI-TOF( spectrométrie de masse) qui consiste en l’analyse des protéines enspectre. Il y a destruction des levures qui sont fractionnées en protéines , les molécules sont séparées enfonction de leur taille et masse et on compare par rapport aux séquences de la base de données pouridentifier. C’est une méthode phénotypique.

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On peut aussi utiliser l’identification molécualire( ITS). C’est utile pour les cultures difficiles à identifiermicroscopiquement. Les régions ITS dans les gènes de champignons sont des régions polymorphes, l’analysede ces régions permet de caractériser de façon précise l’espèce. Mais cela nécessite une expertise.

On peut faire des tests de sensibilité aux antifongiques ( le prof n’a pas plus détaillé )

IV) Aspergilloses

A) Aspergillus et pathologie humaine

Les aspergilloses sont contrairement aux candidoses retrouvés dans des contextes assez spécifiquesnotamment en hématologie( associé à neutropénie).Ils concernent l’alimentation( ex : céréales infectés paraspergillus flavus) Les aspergillus produisent des toxines notamment une catégorie de toxines qu’on appelleaflatoxines produites par aspergillus flavus( ces toxines peuvent donner le cancer du foie). Aspergillus sppest un aussi un allergène( lorsqu’on inhale les spores, les sucres composant la paroi vont causer une réactionallergique). On intègre maintenant les moisissures comme agent allergisant. Aspergillus est aussi un agent infectieux avec un spectre clinique variable :- Atteinte superficielle : otite( conduit auditif externe ++), onyxis(atteinte chronique d’un ongle)- colonisation chronique de bronches malades( mucoviscidose) : Les patients atteints de mucoviscidoseinhalent les spores, ils ont du mal à évacuer les spores des bronches,nettoyer les bronches, et du coup on aune colonisation des champignons. - ABPA( aspergillose broncho-pulmonaire allergique)- Aspergillome ( formation d’un trou dans le poumon par aspergillus,les spores inhalées vont dans le trou etil y sont piégées. C’est un diagnostic différentiel de tuberculose) ; truffe sinusienne.- Aspergilloses invasives : ils sont liés à Aspergillus fumigatus. C’est un champignon filamenteux( 30 Mb,8 chromosomes) qui peut pousser à haute température( 25 à 45°C). C’est une moisissure qu’on peutretrouver partout( environnement(air,eau, compost,... ); nourriture( céréales,poivre...) ). Elle a une capacitéélevée à former des spores et ces spores( conidies) sont disséminées par l’air.

Mécanisme aspergillose invasiveLes spores( conidies) sont inhalées. Les cellules épithéliales bronchiques altéréesn’arrivent pas à éliminer les spores, on aune accumulation des spores et qui vont gonfler grâce au mucus. .Dans ce cas les macrophages alvéolaires vontphagocyter les spores et bloquer le gonflement.Si les macrophages sont altérés, les spores vontfilamenter et envahir les tissus(dans ce cas les neutrophiles vont bloquer ces étapes).Si les neutrophiles sont altérés,alors il y a un envahissement des vaisseaux sanguins . ronéo 3 UE9 cours 24 7 sur 14

Sur le scanner on voit des aspects qui évoquent une aspergillose comme le halo précoce( envahissement vasculaire de l’aspergillus qui a besoin d’oxygène pour croître et qui lors de sa croissance va boucher les vaisseaux et donner des hémorragies). Ça signe un infarctus. Au bout d’un certain temps, cette lésion va se creuser en cavité, ce tissu nécrosé se rétracte et a une forme de croissant → Signe du croissant( évolution normal, bon pronostic)

B)Démarche diagnostique

On fait une biopsie pour identifier le type de lésion mais elle n’est pas faite souvent Pourquoi ?( question du prof) : la neutropénie n’est pas toujours isolée, elle peut être accompagnée d’unethrombopénie . Donc si biopsie sans plaquette → risque hémorragique. Avant de faire une biopsie chez lespatients avec thrombopénie,il faut faire transfusion de plaquette. Souvent on ne fait pas de biopsie pour Aspergillus sauf aspergillus de la sphère ORL( facile, et interventionfacile et rapide en cas de saignement)

( le prof n’a pas traité cette diapo)

On fait un examen direct par fluorophores au microscope à faible grossissement.Il s’agit d’un examenrapide( < 10 min) et facile qui permet d’orienter le type d’infection fongique. On observe les filaments pourconnaître le type de champignon filamenteux. En anapthologie, on utilise des colorations plusspécifiques( argentiques, Grocott) mais cela prend plus de temps ( > 4h).

On peut mettre en culture. Certaines espèces mettent du temps à pousser ( 48-72 h). Ce sont les sporesqu’on voit en culture et qui donne des couleurs et formes différentes selon les espèces( noircissement pour A.fumigatus ) On peut prélever pour faire un examen microscopique pour confirmer le genre+/- espèce. On peut faire aussi une identification par biologie moleculaire, étude des génotypes.

On peut développer des résistances aux anti-fongiques. Les résistances sont liées à l’espèce. Ce sont plutôtdes résistances naturelles( innées, présentes même avant de donner un traitement anti fongique),qu’acquises ( comme lorsqu’on donne des ATB). Aspergillus fumigatus ont développé des résistances contreles azolés( médicament anti fongique majeur) ce qui est problématique pour soigner les patients. On connaîtle gène responsable et on peut le séquencer. Les spores résistantes se sont disséminées un peut partout enEurope, et on peut voir des patients en hématologie infectés par des spores résistantes ce qui n’était pas lecas quelques années avant .


On utilise des biomarqueurs pour diagnostiquer l’aspergillose invasive. Ce sont des tests antigéniques. Pour une infection à Aspergillus le galactomannan relargué à partir de la paroi du champignon peut êtreutilisé comme biomarqueur et ainsi permet d’évaluer l’éfficacité du traitementIl y a aussi LightCycler® basé sur l’amplification et l’analyse des courbes de fusion( pas plus de précisions)

V) Autres mycoses invasives

A) Mucormycose rhinocérébrale

La forme la plus commune concerne 30-50 % des cas. Dans 70 % des cas, il y a un contexte de diabèteacido-cétosique. Les autres facteurs de risque sont la neutropénie, la transplantation d’organe solide.L’infection par des mucorales débute au niveau du sinus( maxillaire) et avoir une extensionrégionale( nez,palais,orbite) . Ils ont un tropisme vasculaire important ce qui explique qu’ils vont alorsrentrer dans les vaisseaux sanguins( angio-invasion) et provoquer des thromboses, entraînant une ischémiecérébrale. C’est une pathologie à mauvais pronostic allant jusqu’au décès . Elle est assez spécifique dudiabète. Pour les formes invasives, la clinique est similaire à l’aspergillose invasive. Le traitement estessentiellement chirurgical. On fait le diagnostic par examen direct → observation de la forme du filament type « mucorales »( important à signaler au clinicien car letraitement est de l’amphotéricine B) . Le diagnostic microbiologique se fait sur la base du galactomannane négatif, β-glucane négatif etnécessite une expertise mycologique pour l’identification par biologie moléculaire.

Une pathologie qu’on retrouvera de plus en plus est la sinusite invasive chez un diabétique. Le champignonresponsable est difficile à cultiver,donc on fait une identification par analyse des séquences ITS. La séquencecorrespond à un macromycète vénéneux qu’on retrouve dans les bois le Schizophyllum commun.

B) Cryptococcose

C’est une pathologie due à une levure basidiomycète : Cryptococcus neoformans. C’est un cosmopoliteprésente dans l’environnement. Sa particularité est qu’elle est entouré d’une grosse coque( formé par unantigène de même motif). Cette coque permet de la protéger contre la digestion par les amibes.Endéveloppant cette résistance aux amibes, elle a pu développer une résistance aux macrophages quifonctionnent de manière similaire aux amibes. Cela explique qu’elle puisse persister dans notre organisme.La contamination se fait par inhalation durant l’enfance. Les patients qui développent la cryptococcosesont immunodéprimés. Les 2 groupes de patients à risque sont ceux qui ont le VIH ( impact de santépublique en Afrique et Asie du Sud Est) +++ et le lymphome( déficit immunitaire permet aux cryptococcide se multipier). C’est une infection fongique fréquente liée au VIH. Les signes cliniques sont : Cryptococcus neoformans - Pneumopathie : primo- infection le plus souvent asymptomatique- Meningite et méningo-encéphalite+++ ( LCR)- Atteintes cutanées ( faire biopsie)- Localisation prostatique On fait le diagnostic sur le LCR. On utilise l’encre de chine, la capsule apparaît blanche au microscope car l’encre ne passe pas la capsule. On peut faire une culture( plusieurs jours, à 30°C). On peut aussi détecter un marqueur qui est l’antigène du cryptocoque sur la capsule

C) Pneumocystose

C’est dû à un champignon le Pneumocystis jiroveci .C’est un cosmopolite présente dans l‘environnement.Ces champignons du tractus respiratoire vivent dans les alvéoles, ils se sont développés dans les poumons dechaque espèce( homme,rat, lapin…). Historiquement il a été décrit chez des rongeurs.Au début il était


Encre de chine

Coque

considérée comme un parasite et a été appelé carini mais après identification on a su que c’était unchampignon et on l’a nommé Pneumocystis jiroveci qui est spécifique de l’homme. La pneumocystose est la1ère pathologie qui a permis la découverte du virus du sida. La pneumocystose a aussi provoqué despneumopathies chez le nouveau-né. La contamination se fait par inhalation dans l’enfance, mais il existeaussi une possibilité de transmission nosocomiale. Les patients à risque sont les VIH positif ( < 200 CD4),les transplantés de moelle et organe solide et les patients atteints de maladies inflammatoires.

Les signes cliniques sont des pneumopathies fébriles. A la radio, on voit des images de pneumopathieinterstitielle. On peut prélever du liquide broncho-alvéolaire(LBA),ces champignons sont des organismesextracellulaires( à la surface des pneumocytes de type I), asques( kystes) et ascospores( trophozoïtes) Au microscope on utilise 2 colorations pour mettre en évidence ces 2 structures( argentique et MGG) et aussipar immunofluorescence. Une alternative au LBA est anayse des expectorations. Pneumocystis est noncutivable . On peut aussi faire le diagnostic par PCR . Le traitement est de la Bactrim( pas d’anti-fongique) ,donné aussi en prophylaxie ( primaire ou secondaire).

D) Microsporidioses

Les microsporidies sont des agents pathogènes de la famille Enterocytozon bieneusi, découvertes avec leSIDA. Historiquement plus de mille espèces sont connues, on les retrouvait chez les animaux surtout. C’estun cosmopolite. La contamination se fait par ingestion. Les patients à risque sont les VIH positifs( <50CD4) et les transplantés de moelle et organe solide. Les microsporidies ont un système de reproductionassez spécifique : Filament polaire rentre en contact avec la cellule et vide son contenu(noyau) dans lacellule et s’y multiplie.

En clinique, on a une diarrhée chronique, amaigrissement. Elles sont non cultivables, on fait le diagnostic par PCR, examen parasitologique des selles aveccolorations spéciales( uvitex ou weber). Le traitement consiste à augmenter les CD4.


Conclusion

Conclusion

VI) Principales thérapeutiques

Les traitements antifongiques ciblent principalement 4 structures et fonctions: la membrane( polyènes) ,paroi( echinocandines), au niveau de la synthèse d’acides nucléiques ( analogues de pyrimidine) et lasynthèse des stérols( azoles, allylamines)

A) 5-FC( analogue de pyrimidine)

Le 5-FC(fluocytosine) est un analogue de pyrimidine apparu dans les années 60. Il agit sur la synthèse desacides nucléiques et diminue la prolifération des champignons. Le 5-FC se transforme en 5-FU et inhibe lathymidilate synthétase. Le 5-FC est une molécule toxique donc il faut bien la doser. Elle est administré parvoie IV ou per os. On l’utilise uniquement en association car on développe rapidement des résistances. En France, on l’utiliseseulement en association pour le traitement des cryptococcoses neuroméningés.


B) Antifongiques azolés

Les azolés agissent sur la voie de synthèse des stérols membranaires(ici ergostérol) en inhibant des enzymes.Il existe 2 grandes familles d’azolés:Itraconazole, Posaconazole( longues chaînes carbonées) et Fluconazole,Voriconazole(courtes chaînes carbonées). Ils agissent sur tous les spectres de champignon sauf fluconazole(action sur les levures mais pas sur les champignons filamenteux). Ils ont beaucoup d’effets secondaires, denombreuses interactions médicamenteuses.

C) Echinocandines

Ils agissent sur la paroi. Ils inhibent la glucane synthase indispensable à la formation de la paroi. Ils sontassez spécifique des champignons et très bien tolérés(peu de toxicité,peu d’interactions)et ont peu d’effetssecondaires. Ils n’existent que sous forme intra-veineuse. Ils ciblent tous les champignons sauf lesmucorales et cryptocoques car ils n’ont pas de glucane synthase dans leur paroi.

D) Amphotéricine B

• Amphotéricine B découvert en 1957 – Polyènes (produit par Streptomyces nodosus) • Se lie aux stérols membranaires et forme des pores, canaux perméables aux cations, comme le potassiumqui sort du cytoplasme • Toxicité rénale importante – Faible index thérapeutique • Formes orales non absorbées• Formes lipidiques – Forte diminution de la toxicité rénale• Large spectre – Très peu de résistances décrites malgré plus de 40 ans d’utilisation

(2 diapos non traités )


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