Étude des mécanismes d’adaptation des espèces du genre Scedosporium aux environnements pollués et pathogénie

TitreÉtude des mécanismes d’adaptation des espèces du genre Scedosporium aux environnements pollués et pathogénie
TypeThèse de doctorat
AuteursRavenel Kévin
DirecteursGiraud Sandrine, Gastebois Amandine, Guillemette Thomas, Cornet Muriel, Aimanianda Vishukumar, Jany Jean-Luc
Année2024
URLhttps://dune.univ-angers.fr/fichiers/92010472/202418768/fichier/18768F.pdf
Mots-clésAnalyses fonctionnelles, CRISPR-Cas9, Molécules aromatiques, scedosporium, Voies métaboliques intermédiaires centrales
Résumé

Les champignons du genre Scedosporium sont saprophytes et pathogènes opportunistes chez l’Homme. Ces champignons présentent un tropisme particulier pour les milieux anthropisés et pollués. Plusieurs études ont révélé leur capacité à dégrader les molécules polyaromatiques issues de polluants environnementaux. Des travaux antérieurs nous ont permis de mettre en évidence que les espèces du genre Scedosporium sont capables de croître en présence de lignine. Dans l’environnement, les étapes du catabolisme des molécules polyaromatiques convergent vers un nombre limité de molécules aromatiques simples (catéchol, protocatéchuate, hydroxyquinol et gentisate) qui sont prises en charge par les voies intermédiaires centrales, également désignées sous le nom de « Fission pathways ». Une analyse bio-informatique nous a permis de caractériser les clusters de gènes dégradant ces molécules centrales chez S. apiospermum et S. aurantiacum. Des résultats expérimentaux nous ont permis de démontrer la fonctionnalité du cluster de la voie du gentisate en présence de cette molécule. Les dioxygénases qui catalysent l’ouverture du cycle benzénique, étape clé du mécanisme catabolique, sont des cibles privilégiées pour la conception de souches de délétion. Pour ce faire, la technologie CRISPR-Cas9 a été adaptée et optimisée avec succès au sein de deux souches de S. apiospermum : une souche sauvage et une souche Δku70. Pour ce faire, des protocoles différents ont été définis selon la fonctionnalité du système de réparation NHEJ. Ainsi, des souches de délétion pour le gène codant la dioxygénase ont été générées pour chacune des voies. Ces délétions impactent différemment la croissance de ces souches sur des milieux en présence des molécules centrales correspondantes. Ces résultats suggèrent, dans certaines conditions, la mise en place de mécanismes de compensation qui restent à définir. Enfin ce travail a permis d’établir pour la première fois un lien entre la dégradation des molécules aromatiques et la pathogénie d’un champignon pathogène opportuniste de l’Homme dans des expériences in vitro.

Résumé en anglais

Fungi of the Scedosporium genus are saprophytes, opportunistic pathogens in humans. Several studies have revealed their ability to degrade polyaromatic molecules derived from environmental pollutants. Our previous work demonstrates that species of the genus Scedosporium are able to grow in the presence of lignin. In the environment, the catabolic steps of polyaromatic molecules converge on a limited number of simple aromatic molecules (catechol, protocatechuate, hydroxyquinol and gentisate), which are handled by central intermediate pathways, also known as fission pathways. Bioinformatics analysis enabled us to characterize the gene clusters degrading these central molecules in S. apiospermum and S. aurantiacum. Experimental results demonstrate the functionality of the gentisate pathway cluster in the presence of this molecule. The dioxygenases that catalyze benzene ring opening, a key step in the catabolic mechanism, are prime targets for the design of deletion strains.To this end, CRISPR-Cas9 technology has been successfully adapted and optimized in two S. apiospermum strains: a wild-type strain and a Δku70strain. To achieve this, different protocols were defined depending on the functionality of the NHEJ repair system. Thus, deletion strains for the gene encoding dioxygenase were generated for each pathway. These deletions have a different impact on the growth of these strains on media in the presence of the corresponding core molecules. Under certain conditions, these results suggest the implementation of compensatory mechanisms that remain to be defined. Finally, this work established for the first time a link between the degradation of aromatic molecules and the pathogenesis of an opportunistic fungal pathogen of man in in vitro experiments,

Langue de rédactionFrançais
Diplôme

Thèse de doctorat

Date de soutenance2024-05-13
EditeurUniversité d'Angers
Place PublishedAngers
Libellé UFR

Collège doctoral

personnalisé5

École doctorale Biologie-Santé (Nantes)

personnalisé6

Infections Respiratoires Fongiques (angers ; 2022-....)

personnalisé7

Microbiologie, virologie, parasitologie