Fungi: Structure, Classification et Infections

2. Présentation Générale des Fungi

Les Fungi sont des Eucaryas, majoritairement saprophytes,cruciaux pour la décomposition des matières organiques. Ils peuvent être alimentaires, industriels (ATB, fermentation) ou pathogènes (<0.5% pour l'Homme).

2.1 Structure

• Paroi cellulaireen chitine, glucanes et glycoprotéines.
• Membrane plasmique riche en ergostérol (cible de médicaments).
• Sont des thallophytes (corps non différencié).
• Immobiles et non-photosynthétiques.
• Présence de rhizoïdes chez certains.
• Types:
  • Unicellulaires: levures (6-10 µm, plus grandes que les bactéries).
  • Pluricellulaires: moisissures et champignons des bois.
    • Appareil végétatif (thalle) formé d'hyphes (filaments ramifiés) qui constituent un mycélium.
    • Hyphes peuvent être coenocytiques (non cloisonnés) ou septés (cloisonnés).
    • Appareil reproducteur visible.

2.2 Conditions de vie

• Majoritairement aérobies stricts (les levures sont facultatives).
• Mésophiles (température modérée).
• Tolérance au pH acide (pH 4 à 6.5).

2.3 Nutrition

• Absorbotrophes: absorption après sécrétion d'exoenzymes.
• Glycogène = polysaccharide de réserve.
• Chimioorganohétérotrophes (matière organique = source d'E, d'e- et de C).
• Beaucoup sont commensaux ou saprophytes.
• Certains sont parasites (pathogènes, souvent avec suçoirs) ou symbiotiques (avec végétaux).

2.4 Reproduction

La reproduction est dite cryptogamie, se faisant par des spores (sexuées et/ou asexuées). La dissémination est assurée par le vent, les insectes, les arthropodes ou les activités humaines.

2.4.1 Reproduction sexuée

• Comprend 3 phases:
  1. Plasmogamie: fusion des cytoplasmes.
  2. Caryogamie: fusion des noyaux (immédiate ou différée, formant un dicaryon).
  3. Méiose: passage du noyau diploïde au noyau haploïde.
• Aboutit à la formation de zygospore, ascospore ou basidiospore.
• Présence de gamétange (structure produisant des gamètes).

2.4.2 Reproduction asexuée

• Variable selon les champignons:
  • Bourgeonnement: production d'une excroissance (mitose).
  • Scissiparité: division de la cellule parentale en deux (mitose).
• Souvent accompagnée de production de spores asexuées (mitose) à des fins de dispersion:
  • Arthrospores
  • Sporangiospores
  • Chlamydospores
  • Conidiospores
  • Blastospores

3. Classification

Le Règne des Fungi est très diversifié. Pour en faire partie, il faut être:

• Eucarya
• Hétérotrophe vis-à-vis du carbone
• Absorbotrophe
• Thallophyte
• Cryptogame (spores non flagellées ou très rarement uniflagellées)
• Posséder une paroi cellulaire chitineuse

La classification est complexe et évolue, avec environ 100 000 espèces décrites sur un potentiel de 1.5 million. Trois embranchements principaux sont étudiés: Mucoromycota,Ascomycota, Basidiomycota.

3.1 Générale

• Pour tous (sauf les levures): classification basée sur le mode de reproduction sexuée et la forme des spores "sexuées".
• Pour les moisissures: peutse baser sur le type de mycélium (septum ?) et la morphologie des structures de reproduction asexuée (spores "asexuées").
• Sous-règne Dikarya contient les Ascomycota et Basidiomycota.

3.2 Mucoromycota

• Nutrition: saprophytes (dégradation de nourriture), rares parasites.
• Formation d'ectomycorhizes (symbiose avec végétaux).
• Hyphes coenocytiques(non cloisonnés).
• Reproduction asexuée et sexuée.
• Ex: Rhizopus spp., Mucor spp.
• Reproduction asexuée (conditions favorables):
  • Sporangiophore (+columelle).
  • Sporange (sac).
  • Sporangiospores (n) par mitose.
  • Production de thalles génétiquement différents ("+/-") = hétérothallisme.
• Reproduction sexuée (conditions défavorables):
  • Souches compatibles (haplotypes + et -) $\rightarrow$ hétérothallisme.
  • Phéromones $\rightarrow$ formation de gamétanges (n).
  • Plasmogamie $\rightarrow$ zygosporange (n+n).
  • Caryogamie $\rightarrow$ zygospores (2n) avec paroi épaisse (dormance).
  • Méiose et germination de la zygospore $\rightarrow$ sporange $\rightarrow$ sporangiospores (n).

3.3 Ascomycota

• Types: levures (Saccharomyces cerevisiae, Candida spp.) et filamenteux (Penicillium spp., Aspergillus spp., Trichophyton spp., Microsporum spp.).
• Nutrition: saprophytes (moisissures alimentaires), pathogènes pour l'homme et les végétaux.
• Hyphes septés (mais avecpores).
• Reproduction asexuée.
• Reproduction sexuée: fusion décalée des cytoplasmes et noyaux $\rightarrow$ champignons dicaryotiques (Dicarya).

3.3.1 Ascomycota type « filamenteux »

• Reproduction sexuée (conditions défavorables):
  • Hétérothallie.
  • Anthéridie (gamétange mâle plurinucléé) et Ascogone (gamétange femelle plurinucléé).
  • Plasmogamie (via trichogyne) $\rightarrow$ hyphes ascogènes n+n.
  • Cloisonnement $\rightarrow$ cellules dicaryotiques produisant un ascocarpe.
  • Caryogamie décalée $\rightarrow$ noyau 2n.
  • Allongement de l'asque et méiose suivie d'une mitose $\rightarrow$ 8 ascospores.
• Reproduction asexuée (conditionsfavorables):
  • Conidiophores (avec métules, phialides).
  • Conidiospores (conidies) (macro./micro.).

3.3.2 Ascomycota type «levure »

• D'intérêt médical (ex: Candida glabrata).
• Reproduction asexuée: principal mode (conditions favorables).
  • Bourgeonnement (mitose) $\rightarrow$ amas de cellules = blastospores.
  • Production d'un pseudo-mycélium (sauf C. glabrata).

3.4 Basidiomycota

• Types: levure (Cryptococcusneoformans) et filamenteux ("champignons à chapeau").
• Hyphes septés (mais perforés).
• Reproduction sexuée (type filamenteux).
• Reproduction asexuée très rare (type filamenteux).

3.4 Basidiomycota (filamenteux)

• Reproduction sexuée:
  • Hétérothallie (génétiquement différents (+/-)).
  • Fusion d'hyphes monocaryotiques $\rightarrow$ mycélium secondaire dicaryotique (n+n, sous terre).
  • Production d'un sporophore (basidiocarpe) aérien.
  • Hyménium (partie inférieure du sporophore) $\rightarrow$ émergence de basides.
  • Fusion des noyaux dans les jeunes basides (2n).
  • Méiose $\rightarrow$ 4 basidiospores (n).
  • Germination $\rightarrow$ production de mycélium primaire.

3.4 Basidiomycota de type levure

• Ex: Cryptococcus neoformans.
• Reproduction par bourgeonnement.
• Reproduction sexuée (conditions défavorables, hyphes).

4. Types d'infections mycosiques (fongiques)

Les infections mycosiques sont classées en primitives (hôtes immunocompétents) ou opportunistes (hôtes immunodéprimés). Elles peuvent être locales (peau, cavités) ou systémiques (organes internes).

4.1 Infections mycosiques primitives

4.1.1 Infections mycosiques primitives locales

4.1.1aCandidose

• Agents: Genre Candida spp. (plus de 200 espèces), notamment Candida albicans.
• Écologie:
  • C. albicans et C. glabrata: commensales des voies respiratoires et digestives.
  • C. albicans: commensale génitale.
  • C. parapsilosis: commensale cutanée.

Aspects cliniques des candidoses

Candidose Vaginale

• Très fréquente. Consequence d'une dysbiose.
• Microbiote vaginal: Lactobacilles dominants + un peu de Candida albicans.
• Influence: hormones, contraception, hygiène, alimentation, tabagisme, ATB, stress.
• Diminution des lactobacilles $\rightarrow$ C. albicans devient pathogène.
• Symptômes: écoulements anormaux (leucorrhées), démangeaisons, brûlures, irritation.

Candidose Buccale (Muguet)

• Fréquent chez les bébés (SI en développement).
• Adulte: déséquilibre du microbiote buccal (ATB, mauvaise hygiène, sucreries) $\rightarrow$ C. albicans.

Identification de la Candidose

• 1) Coloration: présence de levures +++.
• 2) Culture sur milieux chromogènes: identification par activité enzymatique spécifique (coloration).
• 3) Mise en évidence de tubes germinatifs (dans sérum humain,diagnostic en 3h).
  • À l'origine de vrai mycélium = forme invasive des tissus.
  • Présents chez C. albicans, C. tropicalis, C. dubliniensis.
• 4) Mise en évidence de chlamydospores.
  • Spores asexuées de résistance (conditions extrêmes) formées à partir d'un filament.
  • Paroi épaisse, arrondie/ovale, parfois pigmentée.
  • Rarementobservées in vivo, caractéristiques de Candida albicans uniquement.

4.1.1b Dermatomycose

• Agents causals: dermatophytes. Sont kératinophiles (développement dansla couche cornée et phanères).
• Champignons filamenteux.
• 3 genres (Ascomycota): Microsporum spp., Trichophyton spp., Epidermophyton spp.
• Différenciés par ledéveloppement de macroconidies en culture:

  Genus	Macroconidies	Microconidies
  Microsporum	À paroi épaisse, en fuseau, solitaires	Piriformes
  Trichophyton	À paroi très mince, lisse, allongées, solitaires	Piriformes
  Epidermophyton	À paroi mince, lisse, en massues, regroupées	Absentes

• Causes diverses mycoses cutanées:
  • Tineacapitis (teigne tondante, cuir chevelu).
  • Tinea corporis (herpès circiné, corps).
  • Tinea pedis (pied d'athlète, pied).
  • Tinea cruris (eczéma marginé de Hebra, aine).
  • Tinea unguium (onychomycose, ongle).
• Transmission: contact direct (personne/animal infecté) ou indirect (fomite).
• 3 groupes écologiques:
  • Anthropophiles: habitat naturel = l'homme (Ex: T. rubrum).
  • Zoophiles: habitat naturel = les animaux (Ex: M. canis).
  • Géophiles: habitat naturel = le sol (Ex: M. gypseum).

Tinea capitis (teigne tondante)

• Trichophyton sp. (ex: T. tonsurans) et Microsporumsp. (ex: M. canis).
• Alopécie, inflammation, desquamation.
• Fréquent en collectivité (école, garderie).

Tinea corporis (herpès circiné)

• Principalement Trichophyton rubrum, Microsporum canis.
• Dermatophytose de la peau glabre.
• Souvent auto-inoculation (pied), touche tout le monde.

Tinea pedis (pied d'athlète)

• Trichophyton interdigitale, Trichophyton rubrum, Epidermophyton floccosum.
• Plus fréquent chez les hommes.
• Lié aux chaussures imperméables et troubles circulatoires.

Tinea cruris (eczéma marginé de Hebra)

• Trichophyton rubrum, Trichophyton interdigitale, Epidermophyton floccosum.
• Affecte les grands plis (aine).
• Souvent auto-inoculation (pied), plus fréquent chez les hommes.

Tinea unguium (onychomycose)

• Trichophyton rubrum, Trichophyton interdigitale.
• Décoloration, détachement, friabilité de l'ongle.

4.1.2 Infections mycosiques primitives systémiques

• Résultent d'une inhalation de spores.
• Chez hôtes immunocompétents.
• Évolution chronique, dissémination rare.
• Symptômes peu intenses (fièvre, frissons, perte d'appétit, poids).
• Peuvent progresser en pneumonie (site primaire = poumons).
• Propagation possible à d'autres organes via la circulation sanguine.
• Répartition géographique spécifique:
  • Coccidioïdomycose (sud-ouest USA, Mexique, Amérique Centrale/Sud): infections respiratoires $\rightarrow$ méningite si extrapulmonaire.
  • Histoplasmose (est et Centre Ouest USA, Amérique Centrale/Sud, Afrique, Asie, Australie): maladie pulmonaire $\rightarrow$ atteinte système réticulo-endothélial (foie, rate, moelle osseuse).
  • Blastomycose (Amérique du Nord et Afrique): maladie pulmonaire $\rightarrow$ lésions cutanées, atteinte de la prostate.
  • Paracoccidioïdomycose (Amérique du Sud): liée aux voyages.

4.2 Infections mycosiques opportunistes

• Surviennent chez des patients présentant un déficit immunitaire (SIDA, diabète, lymphome, leucémie, brûlures, corticostéroïdes, immunosuppresseurs, anorexie).

4.2.1 Candidose

• Candida spp. (surtout C. albicans, glabrata).
• Causela plus fréquente d'infections fongiques chez les immunodéprimés.
• Candidose invasive: buccale, œsophagite candidosique (dysphagie), candidémie (choc), endophtalmie, lésions cutanées/muqueuses.
• Diagnostic:
  • Cultures + analyse histopathologique (obligatoire).
  • Cultures d'échantillons sur sites "stériles" (hémocultures).
  • Tests sériques.
  • MALDI-TOF.

4.2.2 Aspergillose

• Aspergillus spp. (surtout A. fumigatus).
• Spores couramment présentes dans l'environnement.
• Manifestations: aspergillosepulmonaire, aspergillome (sinus), aspergillose extrapulmonaire invasive (immunodéprimés graves), otomycose.
• Diagnostic:
  • Culture sur milieu Sabouraud + chloramphénicol.
  • Analyse histopathologique.
  • Recherche d'antigènes dans liquide de lavage broncho-alvéolaire.
  • Scanner.

4.2.3 Mucormycose

• Principalement chez patients diabétiquesou avec hémopathie (en augmentation).
• Ordre des mucorales: Rhizopus spp., Rhizomucor spp., Mucor spp.
• Forme la plus fréquente: mucormycose orbito-rhinocérébrale.
• Diagnostic:
  • Analyse histopathologique.
  • Culture sur milieu Sabouraud + chloramphénicol.

4.2.4 Pneumocystose

• Pneumocystis jirovecii (Ascomycota).
• Non cultivable !
• Pneumonie sévère, principalement chez patients VIH au stade SIDA (très fréquent).
• Diagnostic:
  • Analyse microscopique du liquide de lavage broncho-alvéolaire.
  • PCR.
  • Radio du thorax.

4.2.5 Cryptococcose

• Cryptococcus neoformans (Ascomycota).
• Levure capsulée ! La capsule est le siège de la virulence.
• Inhalation de terres contaminées ou transmission interhumaine $\rightarrow$ lésions pulmonaires.
• Méningite $\rightarrow$ principalement chez patients VIH au stade SIDA (très fréquent).
• Diagnostic:
  • Culture de LCR (Milieu Sabouraud + chloramphénicol).
  • Coloration "classique" du culot du LCR.
  • Coloration à l'encre de Chine du culot du LCR $\rightarrow$ met en évidence la capsule.
    • Couche de polysaccharides imperméable à l'encre de Chine = principe d'une coloration négative.
  • Coloration de tissus prélevés.
  • Recherche d'antigènes.