Métabolisme du fer chez Scedosporium apiospermum, un pathogène fongique émergent dans la mucoviscidose

The pathogenesis of infections caused by Scedosporium species is still poorly understood. However, the ability of these fungi to compete with iron is likely a key factor of their virulence, as iron is involved in many essential biological processes. Therefore, the first objective of this thesis was to identify, by an in silico analysis, the genes putatively involved in iron metabolism in S. apiospermum, especially those involved in siderophore-mediated iron uptake. The biosynthesis of these small iron chelating molecules involves megaenzymes called NRPSs (non-ribosomal peptide synthetases). Given the importance of NRPSs in fungal secondary metabolism, we then extended the bioinformatic analysis to all gene clusters containing an NRPS gene, which revealed the diversity of non-ribosomal peptides synthetized by S. apiospermum. In addition, mutants defective for the NRPS gene responsible for the production of an extracellular siderophore were generated. The study of these mutants enabled us to determine the structure of the siderophore produced, and to demonstrate its importance for growth and virulence of the fungus. Our experiments also revealed the ability of this siderophore to scavenge iron bound to other siderophores such as pyoverdin, which might explain the reported antagonism between Scedosporium and Pseudomonas aeruginosa in the context of cystic fibrosis. Altogether, these results indicate a major role for the siderophore system in Scedosporium, which could therefore constitute a new therapeutic target for drug development against these therapy-refractory pathogens.La physiopathologie des infections déterminées par les Scedosporium est encore mal connue. Cependant, l’aptitude de ces champignons à accéder aux ressources en fer constitue vraisemblablement un facteur clé de leur virulence, le fer étant impliqué dans de nombreux processus biologiques essentiels. Le premier objectif de cette thèse était donc d’identifier, par une analyse in silico, les gènes potentiellement impliqués dans le métabolisme du fer chez S. apiospermum, en particulier dans l’acquisition du fer médiée par les sidérophores. La biosynthèse de ces petites molécules chélatrices du fer fait intervenir des mégaenzymes appelées NRPSs (non-ribosomal peptide synthetases). Etant donné l’importance des NRPSs dans le métabolisme secondaire fongique, nous avons ensuite étendu l’analyse bio-informatique à l’ensemble des clusters de gènes comportant une NRPS, révélant ainsi le potentiel de synthèse des peptides nonribosomiques chez S. apiospermum. Par ailleurs, des mutants défectifs pour le gène codant la NRPS chargée d’orchestrer la production d’un sidérophore extracellulaire ont été générés. L’étude de ces mutants a permis d’identifier la structure exacte du sidérophore produit, et de démontrer son importance pour la croissance et la virulence du champignon. Nos expériences ont également dévoilé la capacité de ce sidérophore à pirater le fer lié à d’autres sidérophores comme la pyoverdine, ce qui pourrait expliquer l’antagonisme rapporté entre les Scedosporium et le bacille pyocyanique dans le contexte de mucoviscidose. Au total, ces résultats indiquent un rôle majeur du système sidérophore chez Scedosporium, qui pourrait donc constituer une nouvelle cible thérapeutique pour ces champignons très peu sensibles aux antifongiques actuels

Iron metabolism in Scedosporium apiospermum, an emerging fungal pathogen in cystic fibrosis

La physiopathologie des infections déterminées par les Scedosporium est encore mal connue. Cependant, l’aptitude de ces champignons à accéder aux ressources en fer constitue vraisemblablement un facteur clé de leur virulence, le fer étant impliqué dans de nombreux processus biologiques essentiels. Le premier objectif de cette thèse était donc d’identifier, par une analyse in silico, les gènes potentiellement impliqués dans le métabolisme du fer chez S. apiospermum, en particulier dans l’acquisition du fer médiée par les sidérophores. La biosynthèse de ces petites molécules chélatrices du fer fait intervenir des mégaenzymes appelées NRPSs (non-ribosomal peptide synthetases). Etant donné l’importance des NRPSs dans le métabolisme secondaire fongique, nous avons ensuite étendu l’analyse bio-informatique à l’ensemble des clusters de gènes comportant une NRPS, révélant ainsi le potentiel de synthèse des peptides nonribosomiques chez S. apiospermum. Par ailleurs, des mutants défectifs pour le gène codant la NRPS chargée d’orchestrer la production d’un sidérophore extracellulaire ont été générés. L’étude de ces mutants a permis d’identifier la structure exacte du sidérophore produit, et de démontrer son importance pour la croissance et la virulence du champignon. Nos expériences ont également dévoilé la capacité de ce sidérophore à pirater le fer lié à d’autres sidérophores comme la pyoverdine, ce qui pourrait expliquer l’antagonisme rapporté entre les Scedosporium et le bacille pyocyanique dans le contexte de mucoviscidose. Au total, ces résultats indiquent un rôle majeur du système sidérophore chez Scedosporium, qui pourrait donc constituer une nouvelle cible thérapeutique pour ces champignons très peu sensibles aux antifongiques actuels.The pathogenesis of infections caused by Scedosporium species is still poorly understood. However, the ability of these fungi to compete with iron is likely a key factor of their virulence, as iron is involved in many essential biological processes. Therefore, the first objective of this thesis was to identify, by an in silico analysis, the genes putatively involved in iron metabolism in S. apiospermum, especially those involved in siderophore-mediated iron uptake. The biosynthesis of these small iron chelating molecules involves megaenzymes called NRPSs (non-ribosomal peptide synthetases). Given the importance of NRPSs in fungal secondary metabolism, we then extended the bioinformatic analysis to all gene clusters containing an NRPS gene, which revealed the diversity of non-ribosomal peptides synthetized by S. apiospermum. In addition, mutants defective for the NRPS gene responsible for the production of an extracellular siderophore were generated. The study of these mutants enabled us to determine the structure of the siderophore produced, and to demonstrate its importance for growth and virulence of the fungus. Our experiments also revealed the ability of this siderophore to scavenge iron bound to other siderophores such as pyoverdin, which might explain the reported antagonism between Scedosporium and Pseudomonas aeruginosa in the context of cystic fibrosis. Altogether, these results indicate a major role for the siderophore system in Scedosporium, which could therefore constitute a new therapeutic target for drug development against these therapy-refractory pathogens

Reappraisal of Conventional Diagnosis for Dermatophytes

International audienc

Erratum to: Reappraisal of Conventional Diagnosis for Dermatophytes

International audienc

Booming Omics in Schistosoma

Efforts to eliminate schistosomiasis are hindered by incomplete efficacy of the only FDA-approved antischistosomal drug, praziquantel. By using postgenomic technologies, Wendt et al. and Wang et al. deciphered the function of several genes required for worm survival and pathogenesis, which opens the way for the development of innovative parasite-targeted therapies

Schistosome dipeptide of love

International audienc

Genomic Organization and Expression of Iron Metabolism Genes in the Emerging Pathogenic Mold Scedosporium apiospermum

The ubiquitous mold Scedosporium apiospermum is increasingly recognized as an emerging pathogen, especially among patients with underlying disorders such as immunodeficiency or cystic fibrosis (CF). Indeed, it ranks the second among the filamentous fungi colonizing the respiratory tract of CF patients. However, our knowledge about virulence factors of this fungus is still limited. The role of iron-uptake systems may be critical for establishment of Scedosporium infections, notably in the iron-rich environment of the CF lung. Two main strategies are employed by fungi to efficiently acquire iron from their host or from their ecological niche: siderophore production and reductive iron assimilation (RIA) systems. The aim of this study was to assess the existence of orthologous genes involved in iron metabolism in the recently sequenced genome of S. apiospermum. At first, a tBLASTn analysis using A. fumigatus iron-related proteins as query revealed orthologs of almost all relevant loci in the S. apiospermum genome. Whereas the genes putatively involved in RIA were randomly distributed, siderophore biosynthesis and transport genes were organized in two clusters, each containing a non-ribosomal peptide synthetase (NRPS) whose orthologs in A. fumigatus have been described to catalyze hydroxamate siderophore synthesis. Nevertheless, comparative genomic analysis of siderophore-related clusters showed greater similarity between S. apiospermum and phylogenetically close molds than with Aspergillus species. The expression level of these genes was then evaluated by exposing conidia to iron starvation and iron excess. The expression of several orthologs of A. fumigatus genes involved in siderophore-based iron uptake or RIA was significantly induced during iron starvation, and conversely repressed in iron excess conditions. Altogether, these results indicate that S. apiospermum possesses the genetic information required for efficient and competitive iron uptake. They also suggest an important role of the siderophore production system in iron uptake by S. apiospermum

« Oh les jolis veaux ! »

International audienc

« Une histoire d’éperon »

International audienceDescription Un jeune garçon de 15 ans est hospitalisé pour malaise et perte de connaissance à la suite d'une dispute avec sa famille d'accueil temporaire. Le bilan étiologique complet, comprenant notamment un scanner cérébral injecté et un électroencéphalogramme, est sans particularité. Au cours de l'hospitalisation, on découvre une hématurie macroscopique, associée à des douleurs scrotales. Le reste de l'examen clinique est normal. Le patient est, par ailleurs, apyrétique et en parfait état général. À l'interrogatoire, on apprend qu'il est originaire de Côte d'Ivoire, qu'il vit le reste de l'année dans un foyer pour mineurs en Seine-Saint-Denis (93), et que son dernier séjour dans son pays natal remonte à cinq ans. Le bilan sanguin montre une légère hyperéosinophilie (1,1 G/L ; N inférieur à 0,5 G/L) sans aucune autre anomalie. Un examen cytobactériologique des urines confirme l'hématurie, accompagnée d'une leucocyturie. La culture est négative. Une échographie vésicale est pratiquée, montrant un épaississement pseudo-polypoïde isoéchogène sur la paroi postérieure de la vessie. Un examen parasitologique des urines est alors réalisé. Outre la présence d'hématies, plusieurs éléments attirent l'attention du microscopiste (figures 1A et 1B). La barre représente 50 μm

Non-ribosomal Peptide Synthetase Gene Clusters in the Human Pathogenic Fungus Scedosporium apiospermum

International audienc