Les champignons parmi nous : amis et ennemis

Dans l’arbre de vie, les champignons sont classifiés dans leur propre royaume. Ils sont différents des bactéries, des plantes ou des animaux. ≪ Fungus ≫ en latin signifie champignon. C’est pour cela que nous avons tendance à ne penser qu’aux champignons comme ≪ fungi ≫ parmi nous. Cependant, le règne fongique est très diversifié et il existe des milliers de champignons que nous ne trouvons que lorsque nous plongeons dans le monde microbien, où les organismes sont si minuscules qu’ils ne peuvent être vus qu’au microscope. Les champignons microscopiques se présentent sous de nombreuses formes différentes (Figure 1). Ils peuvent être trouvés partout dans la nature, comme dans le sol ou attachés à des créatures vivantes. Ils jouent de nombreux rôles importants dans notre vie, comme la décomposition des matières organiques dans le tas de compost ou l’apport de nutriments aux plantes. Depuis des milliers d’années, nous utilisons des champignons pour produire des aliments et des boissons comme le pain, le fromage, la sauce soja et la bière. Les champignons sont également utilisés pour fabriquer l’antibiotique pénicilline qui tue les bactéries, et pour produire de l’acide citrique qui donne aux jus de fruits et aux sodas une note acidulée.

Certains champignons vivent même dans notre corps. Avec les plus de 10 000 autres espèces microbiennes présentes dans nos intestins et sur notre peau, les champignons constituent notre microbiote. Le microbiote est composé de millions de micro-organismes inoffensifs qui habitent le corps humain. En général, nous vivons heureux ensemble. Nous pouvons entrer en contact avec d’autres champignons présents dans l’environnement en les respirant, par exemple. Mais nous ne les remarquons presque jamais, car ils sont généralement éliminés par le mucus qui recouvre nos voies respiratoires. Il arrive cependant que ce ne soit pas le cas : les deux types de champignons – ceux qui vivent en harmonie à l’intérieur de nous et ceux qui se trouvent dans l’environnement – peuvent provoquer des infections.

Il est intéressant de noter que seules quelques centaines d’espèces de champignons sur les quelque 5 millions qui peuplent la Terre peuvent provoquer des infections chez l’homme [1]. En revanche, environ 50 000 espèces de champignons infectent les insectes. Pourquoi le chiffre pour les humains est-il si bas ? Premièrement, la température corporelle relativement élevée et toujours stable de ~37 °C les éloigne. La plupart des champignons préfèrent des températures beaucoup plus basses [2]. Ensuite, la plupart des champignons sont combattus avec succès par le système immunitaire humain, qui fait un très bon travail pour éliminer les champignons lorsqu’ils infectent des personnes en bonne santé.

Les champignons peuvent provoquer diverses infections chez l’homme, qui peuvent passer inaperçues ou être mortelles. Nous remarquons à peine les champignons qui peuvent causer des pellicules, par exemple. Cette affection est gênante et embarrassante, mais elle nous cause rarement du tort. D’autres champignons peuvent provoquer des infections potentiellement mortelles qui paralysent l’ensemble du corps. En général, les personnes dont le système immunitaire est perturbé ou défectueux, comme les patients traités pour un cancer, les personnes ayant reçu une greffe d’organe ou les personnes âgées, sont celles qui souffrent le plus. Ces infections sont très difficiles à traiter.

Quels sont les champignons les plus dangereux et comment nous rendent-ils malades ?

Cryptococcus

Les espèces de Cryptococcus, en particulier Cryptococcus neoformans, sont comme de la kryptonite pour les humains. Normalement, ce champignon vit sur les plantes ou dans les animaux du monde entier. Par exemple, les pigeons ont beaucoup de Cryptococcus neoformans dans leurs fientes et, bien que cela ne les dérange pas, cela peut nous déranger. La poussière issue des fientes de pigeon se répand dans l’air que nous respirons. Chez les personnes en bonne santé, si le Cryptococcus pénètre dans les poumons, il est vaincu par le système immunitaire. Cependant, chez les personnes présentant des déficiences immunitaires, il peut survivre, se développer et toucher d’autres parties du corps, comme le cerveau. S’il n’est pas traité, il peut entraîner la mort [3].

Candida

Les espèces de Candida, en particulier celle appelée Candida albicans, sont les champignons les plus courants à l’origine de maladies chez l’homme. Les Candida albicans font normalement partie de notre microbiote, mais ils peuvent, si on leur en donne l’occasion, se retourner contre nous. Les C. albicans peuvent provoquer des infections de la peau ou de la bouche et même pénétrer dans le sang et provoquer une infection sanguine potentiellement mortelle appelée septicémie. Les cellules de Candida peuvent se transformer pour passer d’une forme arrondie en un long filament appelé mycélium. Le mycélium peut facilement se développer en profondeur dans les tissus ou former des structures complexes capables de résister au système immunitaire ou aux traitements médicamenteux. Les scientifiques font beaucoup de recherches pour trouver ce qui permet au Candida de passer d’une forme à l’autre, car ce passage pourrait être une cible potentielle pour de nouveaux médicaments [3].

Moisissures

Les moisissures vivent généralement dans le sol et sur les matières mortes et en décomposition. Elles produisent du mycélium avec des milliers de spores minuscules sur le sommet. Ces spores fonctionnent comme des graines : elles peuvent être utilisées pour la reproduction ou pour résister à des conditions difficiles. Les spores se propagent facilement dans l’air et pénètrent dans nos poumons lorsque nous respirons. Comme nous l’avons indiqué plus haut, ce problème n’affecte généralement que les personnes dont le système immunitaire est faible. Les moisissures les plus importantes qui provoquent des maladies sont les espèces Aspergillus, principalement Aspergillus fumigatus, et les espèces de Mucorales Rhizopus, Lichtheimia et Mucor. Dans les poumons des personnes vulnérables, les spores d’Aspergillus fumigatus peuvent se transformer en un champignon mature, pénétrer dans le sang et se propager dans l’organisme pour provoquer une infection grave, souvent mortelle, appelée aspergillose invasive. Les espèces de Mucorales causent une évolution similaire de l’infection : une fois dans l’organisme, elles peuvent franchir les barrières immunitaires, se propager et devenir potentiellement mortelles. Les Mucorales sont des champignons à croissance rapide qui résistent à de nombreux médicaments. Un diagnostic et un traitement immédiats sont donc nécessaires [3, 4].

Comment les médicaments antifongiques combattent-ils les champignons ?

Au niveau cellulaire, nous avons beaucoup de points communs avec les champignons. Il est donc probable qu’une substance dirigée contre les champignons puisse également nous nuire. Par conséquent, il est assez difficile de concevoir des médicaments qui ne tuent que les champignons. Tout médicament antifongique potentiel doit passer des tests de toxicité sur les cellules humaines et d’autres tests rigoureux pour s’assurer qu’il est sûr pour l’usage chez l’humain.

Jusqu’à présent, seuls trois points vulnérables spécifiques aux champignons sont ciblés par des médicaments (Figure 2). Le premier est la membrane cellulaire. La membrane cellulaire des cellules fongiques contient un certain type de graisse appelée ergostérol, qui n’est produite que par les cellules fongiques. Sans ergostérol, le champignon ne peut pas survivre. Deux médicaments antifongiques ciblent avec succès cette molécule : L’amphotéricine B cible l’ergostérol lui-même, tandis que les médicaments appelés azoles perturbent sa production. L’amphotéricine B n’est utilisé qu’en dernier recours, car il est légèrement toxique pour les cellules humaines.

Une autre façon d’éradiquer les champignons est d’utiliser une substance appelée flucytosine, qui cible les processus essentiels à la survie des champignons, comme la production d’ADN et la construction de protéines. Mais ce médicament s’infiltre également dans les cellules humaines et présente de nombreux effets secondaires graves. Ce médicament est donc principalement utilisé en association avec l’amphotéricine B et uniquement pour les cas très graves.

La troisième cible des médicaments est la paroi cellulaire des champignons. Contrairement aux cellules humaines, les cellules fongiques sont entourées d’une paroi épaisse composée d’une substance appelée chitine, ainsi que de sucres et de protéines. Une classe de médicaments appelés échinocandines interfère avec la construction d’une molécule de sucre appelée glucane, une brique essentielle de la paroi cellulaire. Les échinocandines sont inoffensives pour l’homme, mais elles ne fonctionnent que lorsqu’elles sont injectées dans le sang, ce qui n’est pas très pratique.

Ainsi, avec seulement trois types de médicaments, avec chacun leurs inconvénients, les médecins sont confrontés à un problème de choix du traitement le plus efficace et le plus sûr pour les infections fongiques. Il est donc urgent de trouver de nouvelles cibles et de nouvelles stratégies de traitement pour ces infections [5].

De nouvelles thérapies antifongiques à l’horizon

Une façon de combattre les champignons résistants aux médicaments est d’associer plusieurs médicaments. De cette façon, la thérapie pourrait être beaucoup plus puissante. Cette méthode a déjà fonctionné pour combattre d’autres maladies mortelles. L’association de deux médicaments antifongiques s’est également avérée efficace pour les infections à Cryptococcus [5]. D’autres tentatives visent à inhiber les propriétés infectieuses de ces champignons. Mais si nous pouvions commence par empêcher les humains de contracter des infections fongiques ? Nous pouvons nous protéger en maintenant notre système immunitaire en bonne santé, ou en nous faisant vacciner. S’il existe de nombreux vaccins contre les virus et les bactéries, aucun vaccin ne peut nous protéger contre les maladies fongiques.

Heureusement, de nombreuses tentatives de conception de vaccins contre les infections fongiques sont en cours.

Conclusion

Même si la température de notre corps et notre puissant système immunitaire éloignent les infections, les champignons peuvent toujours nous causer du tort (Figure 3). Les patients dont le système immunitaire est faible sont particulièrement exposés aux infections fongiques invasives. Le nombre de patients à risque ne cesse d’augmenter. Dans le même temps, le traitement de ces infections est compliqué en raison du peu de médicaments et de l’augmentation du nombre d’espèces fongiques résistantes aux médicaments. Les médecins ont besoin de toute urgence de davantage de médicaments sûrs et efficaces contre les infections fongiques. Les champignons ne sont pas seulement dangereux pour les humains : ils peuvent également infecter les plantes, les insectes et les animaux à sang froid comme les poissons et les amphibiens. Par exemple, le champignon Batrachochytrium dendrobatidis a déjà provoqué l’extinction de plus de 100 espèces de grenouilles dans le monde [1]. Par conséquent, les chercheurs doivent continuer à travailler pour trouver plus d’informations sur la manière dont les champignons causent des infections et sur la façon de combattre ces organismes potentiellement dangereux.

Glossaire

Microbiote: ↑ Les millions de micro-organismes inoffensifs qui peuplent le corps humain.

Septicémie: ↑ La forme la plus grave d’une infection, qui peut entraîner une défaillance des organes et souvent la mort.

Mycélium: ↑ Cellules en forme de fil d’un champignon.

Spores: ↑ Unités de reproduction d’un champignon de forme ronde, semblables à des graines, qui peuvent se développer en un mycélium mature.

Ergostérol: ↑ Un type de graisse que l’on trouve dans les membranes cellulaires des champignons. L’ergostérol remplit des fonctions similaires à celles du cholestérol dans les cellules humaines.

Chitine: ↑ Un sucre qui constitue la majeure partie de la paroi cellulaire des champignons. La chitine forme également l’exosquelette des insectes et autres arthropodes.

Glucane: ↑ Une molécule de sucre complexe qui compose la paroi cellulaire des champignons, une couche structurelle qui enveloppe la cellule et lui fournit soutien et protection.

Conflit d’intérêts

Les auteurs déclarent que les travaux de recherche ont été menés en l’absence de toute relation commerciale ou financière pouvant être interprétée comme un potentiel conflit d’intérêts.

Remerciements

Nous remercions nos collègues Grit Walter du Centre National de Référence des Infections fongiques invasives et Amelia Barber de l’Institut Leibniz pour la recherche sur les produits naturels et la biologie des infections-Institut Hans Knöll de nous avoir fourni des images de Cryptococcus neoformans et Aspergillus fumigatus, respectivement. Nous remercions tout particulièrement le jeune examinateur interne Boris B. Tsenov pour ses commentaires perspicaces et son aide dans la conception de la figure. Ce travail a été soutenu par le Ministère fédéral de l’éducation et de la recherche (BMBF 03Z22JN11 et 01EO1502) à SV.

Déclaration d’utilisation des outils d’IA

Tout texte alternatif fourni avec les figures de cet article a été généré par Frontiers grâce à l’intelligence artificielle. Des efforts raisonnables ont été déployés pour garantir son exactitude, notamment par une relecture par les auteurs lorsque cela était possible. Si vous constatez des problèmes, veuillez nous contacter.