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Titre de la thèse : «C–UA–Métabolites secondaires de S. apiospermum et leurs voies de biosynthèse : vers de nouveaux outils diagnostiques des infections respiratoires engendrées par ce champignon ? »

Unité/équipe encadrante : IRF Infections Respiratoires Fongiques
Univ Angers, Univ Brest, [CHU Angers], IRF, SFR ICAT, F-49000 Angers, France

Directeur de thèse : Anne Landreau

N° de tél : 02.44.68.83.65
Mail : anne.landreau@univ-angers.fr 

3 mots-clés : métabolites secondaires fongiques, métabolomique, voies de biosynthèse

Contexte socioéconomique et scientifique :
La mucoviscidose, principale maladie génétique héréditaire dans la population caucasienne européenne et la troisième maladie rare en France dont le pronostic vital dépend essentiellement de l'atteinte respiratoire. Le tractus respiratoire des patients est fréquemment colonisé par des microorganismes et les infections qui en résultent, constituent la principale cause de morbidité et de mortalité dans la mucoviscidose. Parmi eux, les champignons du genre Scedosporium sont particulièrement redoutés dans la mesure où ils peuvent engendrer des infections disséminées (Bouchara JP et al., 2020). Aussi, une meilleure connaissance des mécanismes pathogéniques de ces champignons reste essentielle pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et, à terme, améliorer l’espérance de vie des patients.

Hypothèses et questions posées :
La pathogénicité des espèces opportunistes telles que S. apiospermum dépend en grande partie de sa production de facteurs de virulence comme celle de métabolites secondaires synthétisés dans des conditions en lien avec la réponse immunitaire de l’hôte. L’identification des métabolites secondaires fongiques et de leurs voies et conditions de biosynthèse constitueraient l’une des principales cibles thérapeutiques et des biomarqueurs potentiels diagnostiques d’infection à Scedosporium. Ainsi, en mimant les conditions retrouvées in vivo chez le malade, les objectifs seront de rechercher quelles sont les conditions optimales de production de ces métabolites ? quelles sont leurs structures ? leurs voies et modes de biosynthèse ? le lien entre leur production et la pathogénicité de la souche ? enfin, quels sont les moyens pour les détecter directement dans les liquides biologiques ?

Grandes étapes de la thèse :
Le travail de thèse peut se diviser en cinq étapes clés :
1) Préparation d’extraits et de fraction d’extraits fongiques à partir de différents milieux de culture de S. apiospermum dans des conditions mimant les voies de biosynthèse rencontrées dans l'épaisseur du mucus bronchique au cours de la mucoviscidose (conditions de stress oxydatif par la production de ROS, acidification, hypersalinité, hypoxie, hypercapnie, teneur élevée en lactates). Le fractionnement des extraits par différentes techniques séparatives chromatographiques sera entrepris selon une stratégie de bioguidage sur la base des résultats biologiques obtenus. Une éco extraction par micro-ondes ou aux ultrasons sera engagée.
2) Analyse métabolomique non ciblée de ces extraits et/ou fractions visant à caractériser les métabolites produits et établir un profil métabolique de ces extraits. Une stratégie de déréplication sera entreprise. Des analyses statistiques multivariées de type Analyse en composantes principales (APC) seront employées avec la création de réseaux moléculaires permettant des conclusions exploitables par la suite.
3) Evaluation des propriétés biologiques des extraits ou fractions : activité antioxydante sur radical DPPH, propriétés antifongiques, et antibactérienne, tests d’évaluation de la viabilité et de la prolifération cellulaire.
4) S’appuyant sur des analyses bio-informatiques et de génomique fonctionnelle réalisées au laboratoire une analyse chimique et biologique comparative de la souche parentale et de mutants affectés dans le gène core des voies métaboliques identifiées sera entreprise. La comparaison des activités biologiques des extraits obtenus pour les souches mutantes et leur souche parentale permettra de confirmer le rôle de ces métabolites dans la pathogénicité
5) Le travail se terminera par la mise au point d’un protocole de détection des métabolites ou de leur profil au sein de liquides biologiques en vue d’un diagnostic biologique des scédosporioses.
Associée à ces étapes, une évaluation de l’empreinte carbone et écologique produite par les différentes manipulations sera conduite.

Compétences scientifiques et techniques requises par le candidat : Compétences à l’interface de la chimie et de la biologie : microbiologie, techniques séparatives, testing biologique, biologie moléculaire, analyses biochimiques et statistiques.

3 publications de l’équipe d’accueil relatives au domaine (5 dernières années) : 

• Bouchara JP., Le Govic Y., Kabbara S., Cimon B., Zouhair R., Hamze M., Papon N., Nevez G. Advances in understanding and managing Scedosporium respiratory infections in patients with cystic fibrosis. Expert Rev Respir Med. Mar;14(3):259-273, 2020. https://doi: 10.1080/17476348.2020.1705787.
• Le Govic Y., Papon N., Le Gal S., Bouchara JP., Vandeputte P. Non-ribosomal Peptide Synthetase Gene Clusters in the Human Pathogenic Fungus Scedosporium apiospermum. Front Microbiol. Sep 4;10:2062, 2019. https://doi: 10.3389/fmicb.2019.02062.
• Staerck C., Landreau A., Herbette G., Roullier C.; Bertrand S., Siegler B., Larcher G., Bouchara JP., Fleury M. The secreted polyketide boydone A is responsible for the anti-Staphylococcus aureus activity of Scedosporium boydii. FEMS Microbiology Letters. Volume 364, Issue 22, 2017. https://doi.org/10.1093/femsle/fnx223.

Collaborations nationales et internationales :

Nationales :

Université Angers :
• SONAS (UR Substances d'Origine Naturelle et Analogues Structuraux) de la SFR QUASSAV : analyses de spectrométrie de masse
• Équipe MINT (Micro et Nanotechnologies) de la SFR ICAT : (UMR Inserm 1066 - CNRS 6021) : HPLC/MS/UV tests sur lignées cellulaires cancéreuses.
• L’équipe du Dr. Yves Delneste, UMR Inserm 892 - CNRS 6299 – CRCINA, Equipe 7 : évaluation de la phagocytose des conidies par les macrophages humains : évaluation de l’adhérence aux macrophages et de l’ingestion des conidies, étude de leur survie intracellulaire ou de leur lyse - collaboration avec
• Laboratoire de bactériologie du CHU d’Angers : tests antibactériens.
Université de Nantes :
• Unité de recherche MMS (Mer Molécules Santé) EA2160, faculté de pharmacie : accès aux outils de la plateforme Thallasomics (https://isomer.univ-nantes.fr/plateau-thalassomics-1;

Internationales :

Equipe du Pr. Xavier Capilla, Université de Reus, Tarragone, Espagne : évaluation de la virulence dans des modèles expérimentaux de scédosporiose disséminée sur souris immunodéprimées ou sur souris immunocompétentes.

Postuler : https://theses.doctorat-bretagneloire.fr/bs/campagne-2023/c2013ua2013metabolite-secondaires-de-s-a/++add++Candidate#autotoc-item-autotoc-0