Quand les champignons prennent votre respiration - Comment une moisissure peut déséquilibrer les poumons
L'infection par Aspergillus fumigatus ne modifie pas seulement les poumons - les intestins et le métabolisme jouent également un rôle surprenant
Un intrus invisible met à l'épreuve l'équilibre délicat de nos poumons : la moisissure Aspergillus fumigatus, inoffensive dans la nature, peut devenir un grave danger si le système immunitaire est affaibli - et modifier l'ensemble du monde bactérien dans les poumons. Mais ce n'est pas tout : les intestins et le métabolisme semblent également affectés par une infection pulmonaire.
Croissance de 𝘓𝘪𝘨𝘪𝘭𝘢𝘤𝘵𝘰𝘣𝘢𝘤𝘪𝘭𝘭𝘶𝘴 𝘮𝘶𝘳𝘪𝘯𝘶𝘴 (orange), membre du microbiome pulmonaire murin, le long des hyphes du champignon pathogène du poumon 𝘈𝘴𝘱𝘦𝘳𝘨𝘪𝘭𝘭𝘶𝘴 𝘧𝘶𝘮𝘪𝘨𝘢𝘵𝘶𝘴 (bleu), avec le tissu pulmonaire en arrière-plan. Image.
Liubov Nikitashina (Leibniz-HKI) and Sandor Nietzsche (EMZ-UKJ).
Un champignon qui fait plus que ce que l'on attend de lui
L'Aspergillus fumigatus se trouve presque partout - dans le sol, le compost ou l'air. Il est généralement inoffensif pour les personnes en bonne santé. Toutefois, chez les patients dont le système immunitaire est affaibli, il peut provoquer une infection pulmonaire grave, connue sous le nom d'aspergillose invasive. Le champignon peut potentiellement modifier les niveaux d'oxygène dans les poumons au point de créer un environnement plus propice à la survie et au développement de certaines bactéries, telles que Ligilactobacillus murinus, que l'on trouve généralement dans les intestins, la cavité buccale et les poumons des souris. Cette interaction pourrait influencer la progression de la maladie et permettre de nouvelles stratégies de traitement.
Des poumons à l'intestin - tout est lié
On sait depuis longtemps que l'intestin et les poumons sont étroitement liés. De nouvelles données fournies par une équipe de recherche d'Iéna ont permis d'approfondir cette compréhension. Les chercheurs ont trouvé des preuves que non seulement le microbiome pulmonaire, mais aussi le microbiome intestinal et certains produits métaboliques dans le sang changent lors de l'infection des poumons par Aspergillus fumigatus. Cet "axe intestin-poumon" pourrait jouer un rôle important dans les thérapies futures. Les travaux ont été menés par des scientifiques du pôle d'excellence Balance of the Microverse, de l'Institut Leibniz pour la recherche sur les produits naturels et la biologie des infections - Institut Hans Knöll (Leibniz-HKI) et de l'Université Friedrich-Schiller d'Iéna, et ont été récemment publiés dans la revue Cell Reports.
Méthodologie et principaux résultats
L'équipe de recherche a utilisé un modèle murin d'aspergillose invasive. Pour savoir comment l'infection affecte les microbes dans les poumons et les intestins, les chercheurs ont examiné les marqueurs génétiques des micro-organismes. Pour simuler les conditions cliniques de la manière la plus réaliste possible, les effets de l'immunosuppression et du traitement antifongique au voriconazole ont également été pris en compte. L'équipe a utilisé des méthodes spécialisées, notamment le séquençage de l'ADN pour identifier les bactéries dans les poumons et les intestins, et la PCR quantitative pour mesurer la quantité du pathogène fongique Aspergillus fumigatus et de la bactérie dominante Ligilactobacillus murinus dans les poumons. En outre, des analyses métabolomiques du plasma et du tissu pulmonaire ont été effectuées. Ces analyses enregistrent et quantifient tous les produits métaboliques dans un système biologique afin de comprendre les changements dans le métabolisme. En outre, les chercheurs ont isolé des bactéries vivantes dans les voies respiratoires inférieures des souris et les ont cultivées avec Aspergillus fumigatus afin d'étudier les interactions possibles. L'une des principales conclusions de l'étude est que l'infection fongique déséquilibre à la fois le microbiome pulmonaire et le microbiome intestinal. Dans les poumons, cela entraîne une accumulation de bactéries anaérobies. La croissance accrue de Ligilactobacillus murinus est particulièrement frappante, ce qui suggère que le champignon crée une niche microaérophile (faibles concentrations d'oxygène) qui favorise cette bactérie.
Limites de l'étude - ce qui n'est pas (encore) résolu
L'analyse du microbiome pulmonaire est un défi car la quantité d'ADN bactérien dans les poumons est très faible et se superpose à l'ADN humain. "Bien que nous ayons analysé de nombreux échantillons de contrôle, les résultats peuvent encore inclure des erreurs de classification lorsqu'il s'agit de bactéries présentes en très faible quantité", explique Liubov Nikitashina, premier auteur de l'étude. Le faible rendement en ADN a également limité l'identification des bactéries au niveau du genre. L'amélioration des méthodes d'extraction de l'ADN bactérien à partir de sites corporels faiblement colonisés pourrait rendre les études futures encore plus significatives.
L'étude soulève des questions importantes pour la recherche future : Quel rôle les bactéries anaérobies telles que Ligilactobacillus murinus jouent-elles dans la modulation des infections à Aspergillus fumigatus? L'accumulation de ces bactéries dans les poumons pourrait-elle servir de marqueur diagnostique, voire permettre de nouvelles approches thérapeutiques ?
Un petit champignon à grand effet
Les infections fongiques constituent un problème grave, en particulier pour les personnes immunodéprimées ou celles qui sont déjà gravement malades, par exemple dans les unités de soins intensifs ou atteintes d'un cancer. Les nouvelles découvertes fournissent des informations importantes sur la manière dont ces infections peuvent être mieux comprises et éventuellement prévenues. À l'avenir, il pourrait être possible d'influencer spécifiquement le microbiome afin de soutenir l'organisme dans sa lutte contre le champignon - ou de développer de nouveaux médicaments qui ciblent précisément cette zone.
Ce projet a été financé par la Fondation allemande pour la recherche, le ministère fédéral de l'éducation et de la recherche et l'Union européenne.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Liubov Nikitashina, Xiuqiang Chen, Lukas Radosa, Kexin Li, Maria Straßburger, Bastian Seelbinder, Wibke Böhnke, Sarah Vielreicher, Sandor Nietzsche, Thorsten Heinekamp, Ilse D. Jacobsen, Gianni Panagiotou, Axel A. Brakhage; "The murine lung microbiome is disbalanced by the human-pathogenic fungus Aspergillus fumigatus resulting in enrichment of anaerobic bacteria"; Cell Reports, Volume 44
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