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Une boîte à outils génétiques pour les infections fongiques

Lorsqu'il s'agit de la recherche sur les maladies infectieuses, les bactéries et les virus reçoivent beaucoup d'attention. Un projet de recherche financé par l'UE a étudié la pathogénicité souvent ignorée des champignons et comment l'évolution force sa progression.
Une boîte à outils génétiques pour les infections fongiques
Les infections fongiques posent une menace considérable au bien-être humain en infectant les plantes, et en produisant des toxines nocives. L'incidence des maladies fongiques chez l'homme augmente, particulièrement chez les personnes immunodéprimées.

Une raison de ce changement alarmant est que les champignons peuvent échanger le matériel génétique et que l'évolution peut sélectionner la progéniture la plus adaptée. Cette caractéristique a été exacerbée par la montée du commerce international qui renforce le patrimoine génétique disponible pour le mélange ou la recombinaison.

Le projet FUNGI-PATHNCODE («The genomic basis of emerging fungal pathogenicity») visait à découvrir, génétiquement parlant, pourquoi les champignons ont réussi à renforcer leurs capacités à infecter l'homme. En plus d'identifier une boîte à outils pour la capacité à infecter, les chercheurs ont étudié s'il y avait des différences entre les pathogènes d'animaux et de végétaux.

Les chercheurs ont établi des phylomes de différentes espèces fongiques, deux espèces pathogéniques de Candida, un groupe de champignons, dont l'un est un pathogène important du riz et une espèce de Microbotryum qui infecte les familles d'œillets sauvages ou de roses. Pour chaque gène, un arbre phylogénétique a été établi et les résultats, un phylome, ont identifié des gènes communs aux espèces ainsi que ceux qui étaient spécifiques aux espèces.

Les résultats ont montré que l'évolution de champignons pathogéniques provenait à la duplication génétique suivie par l'évolution adaptative poussée par une sélection positive. La clé pour être un pathogène efficace dépend de l'hôte. De plus, l'évolution adaptative peut se déclencher dans les champignons pathogéniques dans un temps relativement cours, à savoir quelques millions d'années. Non seulement ces espèces sont devenues pathogéniques pendant cette durée de temps mais elles ont pu infecter de nouveaux hôtes, comme les plantes, les animaux et l'homme.

Pour le microbotryum, l'évolution rapide pour la pathogénicité a engendré une spécificité de l'hôte, une spéciation et l'émergence d'une nouvelle espèce. Au sein des nouvelles espèces, une évolution de conservation plus lente a ensuite été observée. Les gènes de sécrétion de protéines sont hautement conservés dans les pathogènes du riz, une caractéristique hautement importante pour l'infection.

Les chercheurs pensent que les gènes essentiels à l'infection humaine se trouvent dans les phylomes. Les travaux se poursuivront au-delà des limites du projet et se concentreront sur l'importance des réseaux régulateurs dans l'évolution de la pathogénicité comparés aux gènes.

Une compréhension de la base génétique du développement de la pathogénicité pourrait identifier les fonctions génétiques pertinentes importantes pour le renforcement de l'importance des champignons dans les infections microbiennes. Enfin, cela pourrait entraîner le développement de cibles médicamenteuses.

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Mots-clés

Champignons pathogéniques, homme, infection, gène, phylome, cible médicamenteuse