April 2024 ONCOLOGY CARTOON by DR KANHU CHARAN PATRO
Mold and cystic fibrosis : what can we learn from studying fungal microbiota ?
1. Mold and Cystic fibrosis: What can we learn
from studying fungal microbiota?
Laurence Delhaes1,2
, Sebastien Monchy3
, Magali Chabé1
, Anne Prévotat2
, Benoit
Wallaert2
, Eric Viscogliosi1
, Christophe Audebert 4
, Romain Dassonneville4
laurence.delhaes@pasteur-lille.fr
1
BDEEP – EA4547 (CIIL), Institut Pasteur de Lille, Université de Lille 2 – North of France
2
Lille Hospital, CHU de Lille – North of France
3
Université Littoral Côte d’Opale, Boulogne – North of France
4
PEGASE-GèneDiffusion, Institut Pasteur de Lille,– North of France
Indo-French Seminar/workshop, 20-22nd January 2014)
2. Microorganisms (bacteria, archaea, yeasts, moulds, viruses) are
colonizing all ecological systems
Such microorganisms are present even in extreme environments
A majority of these microorganisms remains to be identified
1-4 106
bacteria / g of soil
(tropical rain forest)
2 108
cells / g of soil
(desert)
1,04 1020
cells / cm3
of water
(hypersaline water)
Introduction Worldwide microbial diversity
3. Micromycetes: are present in various ecosystems
(but poorly studied/analyzed)
Playing an important role within soil regeneration
(Heterotrophism)
Of note: Fungi (especially ascomycetes) have/fulfill
along with bacteria a central role in most land-based
ecosystems, as they are important decomposers,
breaking down organic substances.
1 500 000 represents the number of fungus species
estimated for the entire earth/world
But only 97 000 have been identified
[Hibbett et al. 2007, Mycol Res , 111: 509-
547]
Introduction Microbial diversity: Place of the fungi
4. As other ecological systems, there is a microbial diversity of human
organisms
Introduction Human Microbial diversity
Species number (bacteria)
Acid mine See Termite hindgut Human gut Soil
2008: (i) European project MetaHIT, and the
(ii) American “Common Fund's Human
Microbiome Project (HMP)” have been
developed
→ to characterize the microbial communities found at different sites on the
human body,
→ to analyze and compare the role of these microbes in human health and
disease.
Proctor LM (2011) The Human
Microbiome Project in 2011 and Beyond.
Cell Host & Microbe 10:287-91
5. The main bacteria isolated in Humans are belonging 4 phyla (among the 50 known phyla). There are
Firmicutes (in blue), Bacteroidetes (in pink), Actinobacteria (in green), and Proteobacteria (in
purple). Body sites: nasal passages, oral cavities, skin, gastrointestinal tract, and urogenital tract
http://www.larecherche.fr/content/recherche/article?
id=25319
Human beings: Which bacteria are living in us (The genomes in our genome)?
[La Recherche – a 2011 up-date: 1st
panorama drawn from 7 studies realised from 2004 to 2007]
Introduction Human Microbial diversity
2 Missing elements
lungs = included in NIH
project as a site of
microbiota analysis. But
bacterial microbiota
analysis have been mainly
assessed while virome
and mycobiome are
significant / essential
6. Respiratory function: A major issue for Public Heath
In relation with the outdoor environment Every day we
breath 20,000 times, thereby inhaling ~10,000 liters of air (drawing and
expulsion of air; 15m3
of air / day / adult) with a fungal contamination
from to 108
to 103
spores/m3
in working to domestic usual exposure [OMS
2009; Pashley 2012]
Lungs: Sterile organs?
[Morris et al. 2013; Beck et al.
2012; Erb-Downward et al. 2011;
Huang et al. 2011]
-Respiratory disorders: 1st
cause of worldwide consultations
-Chronic obstructive pulmonary disease (COPD): 4th
origin in
worldwide decease by 2030 (WHO)
-Cystic Fibrosis (CF): Most common serious hereditary disorder in the
Caucasian population[Rabe et al. « The year of the lung ». Lancet 2010]
Introduction Human Microbial diversity and Lung
7. Lung microbial diversity in Cystic Fibrosis (CF):
- Lung diversity = Bacterial microbiota
exists in healthy people [Morris et al. 2013; Beck
et al. 2012; Erb-Downward et al. 2011; Huang et al.
2011]
- This bacterial community has been largely
studied in CF, and seems to be associated
with the evolution of the respiratory function
in CF [Maughan et al. 2012; Guss et al. 2011; van der
Gast et al. 2011; Rogers et al. 2010; Armougom et al.
2009; Bittar et al. 2008; Sibley et al. 2008; Tunney et al.
2008; Harris et al. 2007Goddard et al. 2012; Madan et
al. 2012; Fodor et al. 2012]
Introduction Human Microbial diversity and Lung
8. The emerging world of the
fungal microbiome
[Huffnagle et al. Trends in Microbiology 2013]
Nobody is fungus-free
Human fungal microbiome is part of the rare biosphere of the entire
digestive microbiome
Evaluated at less than 0.1% of the genus in fecal material (from the
MetaHIT group analysis)
Introduction Human Microbial diversity and Lung
9. Authors argue that human activity is intensifying fungal disease
dispersal by modifying natural environments and thus creating new
opportunities for evolution
Introduction Fungal diversity and Emerging
Infectious Diseases
[Fisher et al. Review in Nature 2012]
Pathogenic fungi are emerging as major threats to animal,
plant & ecosystem health
10. [From D. Denning, 2010]
Patterns of Aspergillus interactions with humans
illustrating different host pathogen interactions, based on the
host damage response framework
Introduction Clinical features of Aspergillosis
Invasive Aspergillosis +/- disseminated
Local infection (aspergilloma, sinusitis)
Hypersensitivity disease (ABPA or Hinson-
Pepys disease)
Pulmonary
Mycosis
Immuno-allergy
Mycosis
11. Invasive Aspergillosis = Poor Prognostic (mortality about 60-80%)
→ Difficult to diagnose, to treat
= Criteria of IA [De Pauw; Walsh 2008]
Air transmissionAir transmission
Opportunist fungiOpportunist fungi
Fever unresponsive to broad–spectrum antibiotics with neutropenia (500/mm3, 10
days) Pulmonary symptoms early in the course, ± cutaneous or central nervous
metastases
Patient at risk of IA: Immunocompromised patients
• OncoHaematology 3% – 14% >> allo-CT
[Castagnola 2008; Leeflang 2008; Neofytos 2013]
• IA mortality of 56% in France [Lortholary 2011] vs
57.5% in US [TRANSNET, Kontoyannis 2010 ]
• Solid Transplantation : Pulmonary Transplantation
IA = 4-6%, Major incidence in CF [Iversen 2008]
Non-neutropenic patients ↑
• Corticotherapy [Lewis 2008; Castagnola 2008]
• Biotherapy (anti-TNF / Rituximab®) +++
[Stankovic K, 2006; Lebeaux 2009; Delhaes 2010 ]
• Chronic pulmonary diseases (COPD) 2.5%
[Guinea 2009; Ader 2006]
Introduction Clinical features of Aspergillosis
12. Computed tomography (CT) of the chest may be
used to identify the halo sign (Fig1.) a macronodule
surrounded by a perimeter of ground-glass opacity
= an early but transitory sign of invasive pulmonary
aspergillosis (IPA) (61% according to R. Greene et al.
2007)
Macronodule is also a frequent but not specific sign
(94% according to R. Greene et al. 2007)
Later: air-crescent signs (Fig2.) (10%
according to R. Greene et al. 2007). It
corresponds to an excavation (corresponding
to a central necrosis area when neutrophil
cells are increasing and immune response is
restored
www.learningradiology.com
IPA= Fever unresponsive to broad–spectrum antibiotics with neutropenia
and pulmonary symptoms early in the course
Introduction Lung mycobiota in CF : backgrounds
13. Immune hyperactivity to A.
fumigatus chronic colonization
→ 2%, 5-15% in Asthma, CF patient
population [Denning 2003; Blandin 2008;
Gangneux 2008]
→ clinical diagnosis difficult
(easier in case of pulmonary
exacerbation)
→ Hyperthermia, Dyspnea,
pulmonary infiltrates
Introduction Clinical features of Aspergillosis
14. Hyperthermia, Dyspnea, pulmonary infiltrates
Chest X-ray shows bilateral pulmonary
infiltrates (right > left) [lungindia.com]
→ Not specific of ABPA
→ ABPA clinical features (as
well as criteria) are usually
overlapping the underlying
disease, making the
diagnosis uneasy
Introduction Clinical features of Aspergillosis
15. Immune hyperactivity to A.
fumigatus chronic colonization
→ 2%, 5-15% in Asthma, CF patient
population [Denning 2003; Blandin 2008;
Gangneux 2008]
→ clinical diagnosis difficult
(easier in case of pulmonary
exacerbation)
→ Hyperthermia, Dyspnea,
pulmonary infiltrates
→ Associated with immediate
hyper-sensitivity
(hypereosinophilia, serum total
IgE) and IgG-mediated immune
response
Introduction Clinical features of Aspergillosis
Patient
serum
Ouchterlony method
Total Ag of A. fumigatus
Total Ag of A.
flavus
4-5 precipitin
bands (Ag-Ac
complex) with
high intensity
16. An ongoing study to analyze the relevance of fungi
in CF pulmonary exacerbation
→ Pulmonary exacerbation = key event in CF lung alteration
→ the role of ABPA (allergic bronchopulmonary aspergillosis)
in such exacerbation?
→ with the idea of deciphering the place of Aspergillus spp
Aspergillus spp. especially A. fumigatus isolated
from respiratory secretions is often a dilemma for
the CF clinician in terms of clinical relevance and
treatment
What is the clinical significance of filamentous fungi positive sputum cultu
Liu et al. J Cyst Fibros. 2013 May
Purpose Clinical features of Aspergillosis
17. Aim: What is the fungal microbiota (or Mycobiota)
of CF patients?
Is the fungal microbiota stable?
Are the mycobiota diversity and
richness associated to the clinical
status of CF patient? …
What is the fungal composition of lung
microbiota in CF?
⇒ Mycobiota analysis by developping and using high
throughput sequencing approach
Which relation we observed between the
mycobiota and the bacterial composition?
Purpose Studying lung mycobiota in CF
18. DNA Extraction depends on matrix/substrate
PCRs targeted conserved genes that allow the
amplification of species distant/different
phylogenetically (V3 of 16s rDNA – ITS2)
Massive sequencing (multi-parallelized, 454 FLX
system) – getting hundreds of thousands of reads
Bio-informatic analysis
Identification by local blast to 2 databases: BLASTN ≠
- Silva SSU rRNA database release 102
- ITS2dbScreen that we designed de novo
Read assignments and clustering
(at the species or genus level)
To allow a biologic analysis of the data,
comparison between samples
(diversity analysis using MEGAN, U-clust, MEGANE5 progamms)
Collected sputum samples of CF patients
Materials & Methods Deep-sequencing approach
19. ⇒ 36 sputum samples From patients with (18) and without (18)
pulmonary exacerbation were compared (clinical, radiological,
biological data)
⇒ Microbial analysis done:
(i) Microbial cultures
(ii) using RT-PCR targeting RNA respiratory viruses (Seeplex
RV15 ACE Detection kit (Seegene))
(iii) using deep-sequencing fungal/bacterial diversity analysis
⇒ Statistical approach under process
a first PCA (principal component analysis) taking into account
the whole set of variables for
analyzing mycobiota vs bacterial microbiota at the genus level
we limited our analyses to the number of genera that were
present at least in 3 patients and the number of OTU present at
1% (relative abundance).
Materials & Methods Lung Microbiota: Relevance
in
CF exacerbation
20. ⇒ 36 Sputum samples
A) S-K score= Score de Shwachman-Kulczycki
Without exacerbation With exacerbation
Results Lung Microbiota in CF exacerbation
21. A) S-K score= Score de Shwachman-Kulczycki
Without exacerbation With exacerbation
B) Rhinovirus
Other RN viruses
C) SMG
D) Mould
We confirme the significant
association between HRV and
pulmonary exacerbation
[Goffard et al. 2014 in revision]
⇒ Conventional microbial
analysis:
(i) Microbial cultures
(ii) RT-PCR targeting RNA
respiratory viruses (Seeplex
RV15 ACE Detection kit - Seegene)
⇒ 36 Sputum samples
Results Lung Microbiota in CF exacerbation
No association between Milleri
group streptococcus and
pulmonary exacerbation
Only 2 patients colonized with
Scedosporium apiospermum
No association between A.
fumigatus and exacerbation
22. ⇒ 36 sputum samples From patients with (18) and without (18)
pulmonary exacerbation were compared (clinical, radiological,
biological data)
⇒ Microbial analysis done:
(i) Microbial cultures
(ii) using RT-PCR targeting RNA respiratory viruses (Seeplex
RV15 ACE Detection kit (Seegene))
(iii) using deep-sequencing fungal/bacterial diversity analysis
⇒ Statistical approach under process
a first PCA (principal component analysis) taking into account
the whole set of variables for
analyzing mycobiota vs bacterial microbiota at the genus level
we limited our analyses to the number of genera that were
present at least in 3 patients and the number of OTU present at
1% (relative abundance).
953 999 reads size from 315 to 468 pb - 2/3 16s rDNA + 1/3 ITS2
Optimal rarefaction curves
Modelization under process
Results Lung Microbiota in CF exacerbation
23. According to PCA graph:
Addition of the 2 axes = the
explained part of the variability →
33% [42% in Zemanick et al. 2013]
For each variable, arrow lengh
is proportional to the load of the
corresponding variable on the
first 2 principal components
(Dim/axes 1-2) (the longer the arrow
is = the more the axes explained the
variable)
Our model and axes explained a
lot of microorganisms
Results Lung Microbiota in CF exacerbation
24. Key point to read a PCA graph:
Interpreting a correlation
between microorganisms as
follow
Right angle =
No correlation
Acute angle =
Positive correlation
180° angle =
Negative correlation
Results Lung Microbiota in CF exacerbation
25. Pseudomonas
- is alone [Zemanick et al. 2013]
- not correlated with
“Malassezia plus Prevotella
group” [Zemanick et al 2013]
- neither with the “Candida
plus Rothia group” (which is
not well explained by our axes
since the arrows are short)
- but is negatively correlated
with the “group of oral flora
including streptococcus
plus some environmental
fungi”, as well as FEV1 –
SK-score [Zemanick et al. 2013]
Results Lung Microbiota in CF exacerbation
26. Aspergillus
- Unfortunately, our PCA model
explained poorly this mold (short
arrows, anti-correlated to SK-score,
FEV1, ),
- Neither exacerbation status: There
was no differentiation between the
group of patients with and without
pulmonary exacerbation (according
to PCA-barycenter of each patient
group)
Results Lung Microbiota in CF exacerbation
*
*
→ Continue statistical analysis focusing on streptococcus species
and less abundant (but more diverse) components of the mycobiota
(rare biosphere - <0.1%)
27. Determining exhaustively the microbial community
composition in CF patient sputa.
Developing new approaches based on deep-sequencing,
(standardization, ARN analysis)
Improving management/survival of CF patients
Development of ex vivo model biofilm to adapt drug
treatment (anti-bacterial/fungal)
Predict the efficiency of drug treatment
Lung mycobiota
Improving our knowledge of microbiome by
Lung mycobiota in CF: Concluding remarks
Mycobiota = dynamic event, part of the overall lung microbiome
(consisting of dynamic communities of virus, bacteria, & fungi)
Larger studies are now required to better understand
associated fungal communities in CF, ABPA
Studying mycobiota evolution when patients are treated
with ATB cures [Muco-Bac-Myco project - F Botterel & L Delhaes
ongoing project]
International study to decipher lung microbiome evolution
during exacerbation in CF patients [IMAGin-CF, submitted]
28. Institut Pasteur-Lille / Université de Lille 2
• Laurence Delhaes
• Eric Viscogliosi
• Eduardo Dei-Cas
• Anne Goffard
• Magali Chabé
Université Littoral Côte d’Opale
• Sébastien Monchy
• Christine Hubans / Stéphanie Ferreira
Faculté de Médecine de Lille
• Benoit Wallaert
• Anne Prévotat
• Julia Salleron
• Fréderic Wallet
• Rodrigues Dessein
• Sylvie Leroy
Société Genoscreen-Lille
Département de Microbiologie
AP-HP Créteil
•Françoise Botterel
•Odile Cabaret
•Jean-Winoc Decousser
•Jean-Philippe Barnier
Consortium Pegase
• Christophe Audebert / Romain Dassonneville
Multidisciplinary approaches
(due to the massive data generated)
Collaborations:
Notes de l'éditeur
Good morning everyone.
1st, I would like to thank ESCF committee, Mister Moss and Mac Elvaney for giving this opportunity to share with you our data.
Grande diversité microbienne: microorganisms (bacteria, archaea, yeasts, moulds, viruses) colonisent tous les écosystèmes de notre planète
Présence de microorganismes même dans des environnements extrêmes
Grande majorité reste à identifier
PNAS:
La taille de la population et le temps de reproduction turn-over des procaryotes donne lieu à une capacité de diversité génétique énorme
Procaryotes = composés essentiels du microbiote terrestre
Forêt tropicale : amazonie
Désert brousaille
Lac salé
Micromycètes : présents dans de nombreux écosystèmes (très peu étudiés)
Rôle important au niveau des sols (nutriment - métabolisme des végétaux en décomposition)
1 500 000 d’espèces = Nombre d’espèces de champignons estimées sur terre
Dont seulement 97 000 identifiées 6%
Or les ascomycètes ont avec les bactéries un rôle important dans la décomposition de matières organiques
Microbes et environnement: grand intérêt+++
Microorganismes: impliqués dans de nombreux processus globaux
Microorganismes: Rôle fondamental en biotechnologie (ATB, fermentation, expression, biomatériaux)
the Ascomycota are heterotrophic organisms that require organic compounds as energy sources
ils ne peuvent pas, comme les plantes, synthétiser leur matière organique à partir du CO2 atmosphérique. Ils doivent donc puiser dans le milieu ambiant l’eau et les substances organiques et minérales nécessaires à leurs propres synthèses ; ils sont hétérotrophes (Kendrick 2001).
As other ecological systems mine, see, animal and soil, there is a microbial diversity of human organisms.
Especially a gut microbiota
La recherche sur le microbiome du poumon est un domaine relativement nouveau pouvant
conduire à modifier notre vision des maladies respiratoires [1]. Les poumons des sujets en
bonne santé ont longtemps été considérés comme stériles sur la base de données obtenues par
les méthodes classiques, principalement fondées sur la culture bactérienne. De fait, le grand
projet américain initié par le National Institute of Health (NIH) sur le microbiome humain
n’incluait pas, jusqu’à récemment, les poumons comme un site de recherche [2]. Cependant,
des données récemment publiées, basées sur des méthodes indépendantes des cultures
bactériennes, ont démontré que les poumons de sujets sains non fumeurs étaient habitées par
une population bactérienne, peu abondante mais diversifiée [3].
La fonction respiratoire est l’un des plus grands enjeux de demain en matière desanté publique: - Les troubles…
-la BPCO sera la 4ème
-la prévalence de l’asthme est en augmentation dans Pays développés (25 millions d’américains atteints asthme)
-la mucoviscidose, pathologie à laquelle nous nous intéressons plus particulièrement, est la maladie génétique la plus fréquente dans la population caucasienne. (1/3000 -4000 Nnés en France).
L’épaississement du mucus observé dans la mucoviscidose, a comme conséquence directe une accumulation (un piégeage) des microorganismes (bactérie champ) au niv pulmonaire, ce qui entrave fortement la fonction respiratoire, est responsable d’infection/ sur-infections pulmonaires (notamment les infections à Pseudomonas aeruginosa)
= cause majeure de mortalité dans la mucoviscidose
Au même titre que les sols, les océans (et autres milieux), il existe un microbiote de l’organisme humain: le plus étudié et documenté étant le microbiote intestinal . environ 100 000 milliards, soit au moins deux fois plus que le nombre moyen de cellules de l&apos;organisme
Mais de la même façon, il existe un microbiote cutané, vaginal, et biensur pulmonaire
A ce jour c’est essentiellement le microbiote bactérien qui est étudié
Rationnel: Aspergillus scedos : 2 plus frequent champ chez la muco
P jiroveci: portage très fréquent muco + BPCO - Portage Pj associé aux stades sévères (III, et IV) de BPCO: role dans la réponse inflammatoire ?; 2.5% d’API chez les patients atteints de BPCO avec une mortalité très élévée 70-95%: signifcation de la colonisation sensibilisation ?
We have genomes in our genome, bacteria are living in us (1 human being = 1 thousand million of bacteria).
… with a repartition depending on the sites .
But (As you guess) there were two missing elements :
One missing mucosa and tract: the lung microbiota which is now included in this project
And the fungal micobiota
Recently (about 2011-12), lungs have been included in the Human Microbiome NIH project as a site of microbiota analysis. But, exclusively bacterial microbiota analysis have been assessed
la majorité des bactéries humaines appartiennent à 4 grands embranchements, sur les cinquante connus. Il s&apos;agit des : Firmicutes (en bleu), Bacteroidetes (en rose), Actinobacteria (en vert) et Proteobacteria (en violet).
-Nov 2010
BIEN QU&apos;ENCORE TRÈS PRÉLIMINAIRE, l&apos;analyse du microbiote humain a déjà fourni plusieurs résultats marquants [1]. Comme on le voit sur le schéma ci-dessus, la majorité des bactéries humaines appartiennent à quatre grands embranchements, sur les cinquante connus. Il s&apos;agit des Firmicutes (en bleu), Bacteroidetes (en rose), Actinobacteria (en vert) et Proteobacteria (en violet). Leur abondance respective varie selon les organes considérés. Ainsi, le côlon abrite en majorité des Firmicutes et des Bacteroidetes, et il semble que cette caractéristique se retrouve chez tous les individus (même si les proportions relatives peuvent varier). Le vagin, lui, est essentiellement peuplé de Firmicutes chez une majorité de femmes (ci-dessus), mais chez une minorité, il abrite majoritairement des Actinobacteria.
- MÊME SI LES BACTÉRIES de notre microbiote appartiennent majoritairement à seulement 4 embranchements, elles n&apos;en sont pas moins très diverses. Cette diversité apparaît au niveau des espèces (ci-dessus, chiffres entre parenthèses), et plus encore au niveau des souches (non montré). Si l&apos;on compare les organes étudiés à ce jour, on constate, ainsi que l&apos;indique la taille de chaque diagramme, que le côlon possède la plus grande diversité : 195 espèces par individu en moyenne. Or on estime que 80 % des espèces bactériennes présentes chez un individu donné lui sont propres. À l&apos;échelle de la planète, la diversité de nos bactéries atteindrait donc plusieurs milliards d&apos;espèces...
La concentration dans un environnement intérieur sans contamination fongique est généralement en dessous de 103 spores/m3 d’air (OMS 2009). Every day we breath 20,000 times, thereby inhaling ~10,000 liters of air, which during the fungal season can often contain &gt;50,000 fungal spores per cubic meter of air per day
La fonction respiratoire est l’un des plus grands enjeux de demain en matière desanté publique: - Les troubles…
-la BPCO sera la 4ème
-la prévalence de l’asthme est en augmentation dans Pays développés (25 millions d’américains atteints asthme)
-la mucoviscidose, pathologie à laquelle nous nous intéressons plus particulièrement, est la maladie génétique la plus fréquente dans la population caucasienne. (1/3000 -4000 Nnés en France).
L’épaississement du mucus observé dans la mucoviscidose, a comme conséquence directe une accumulation (un piégeage) des microorganismes (bactérie champ) au niv pulmonaire, ce qui entrave fortement la fonction respiratoire, est responsable d’infection/ sur-infections pulmonaires (notamment les infections à Pseudomonas aeruginosa)
= cause majeure de mortalité dans la mucoviscidose
Au même titre que les sols, les océans (et autres milieux), il existe un microbiote de l’organisme humain: le plus étudié et documenté étant le microbiote intestinal . environ 100 000 milliards, soit au moins deux fois plus que le nombre moyen de cellules de l&apos;organisme
Mais de la même façon, il existe un microbiote cutané, vaginal, et biensur pulmonaire
A ce jour c’est essentiellement le microbiote bactérien qui est étudié
Rationnel: Aspergillus scedos : 2 plus frequent champ chez la muco
P jiroveci: portage très fréquent muco + BPCO - Portage Pj associé aux stades sévères (III, et IV) de BPCO: role dans la réponse inflammatoire ?; 2.5% d’API chez les patients atteints de BPCO avec une mortalité très élévée 70-95%: signifcation de la colonisation sensibilisation ?
La fonction respiratoire est l’un des plus grands enjeux de demain en matière desanté publique: - Les troubles…
-la BPCO sera la 4ème
-la prévalence de l’asthme est en augmentation dans Pays développés (25 millions d’américains atteints asthme)
-la mucoviscidose, pathologie à laquelle nous nous intéressons plus particulièrement, est la maladie génétique la plus fréquente dans la population caucasienne. (1/3000 -4000 Nnés en France).
L’épaississement du mucus observé dans la mucoviscidose, a comme conséquence directe une accumulation (un piégeage) des microorganismes (bactérie champ) au niv pulmonaire, ce qui entrave fortement la fonction respiratoire, est responsable d’infection/ sur-infections pulmonaires (notamment les infections à Pseudomonas aeruginosa)
= cause majeure de mortalité dans la mucoviscidose
Au même titre que les sols, les océans (et autres milieux), il existe un microbiote de l’organisme humain: le plus étudié et documenté étant le microbiote intestinal . environ 100 000 milliards, soit au moins deux fois plus que le nombre moyen de cellules de l&apos;organisme
Mais de la même façon, il existe un microbiote cutané, vaginal, et biensur pulmonaire
A ce jour c’est essentiellement le microbiote bactérien qui est étudié
Rationnel: Aspergillus scedos : 2 plus frequent champ chez la muco
P jiroveci: portage très fréquent muco + BPCO - Portage Pj associé aux stades sévères (III, et IV) de BPCO: role dans la réponse inflammatoire ?; 2.5% d’API chez les patients atteints de BPCO avec une mortalité très élévée 70-95%: signifcation de la colonisation sensibilisation ?
La concentration dans un environnement intérieur sans contamination fongique est généralement en dessous de 103 spores/m3 d’air (OMS 2009).
La fonction respiratoire est l’un des plus grands enjeux de demain en matière desanté publique: - Les troubles…
-la BPCO sera la 4ème
-la prévalence de l’asthme est en augmentation dans Pays développés (25 millions d’américains atteints asthme)
-la mucoviscidose, pathologie à laquelle nous nous intéressons plus particulièrement, est la maladie génétique la plus fréquente dans la population caucasienne. (1/3000 -4000 Nnés en France).
L’épaississement du mucus observé dans la mucoviscidose, a comme conséquence directe une accumulation (un piégeage) des microorganismes (bactérie champ) au niv pulmonaire, ce qui entrave fortement la fonction respiratoire, est responsable d’infection/ sur-infections pulmonaires (notamment les infections à Pseudomonas aeruginosa)
= cause majeure de mortalité dans la mucoviscidose
Au même titre que les sols, les océans (et autres milieux), il existe un microbiote de l’organisme humain: le plus étudié et documenté étant le microbiote intestinal . environ 100 000 milliards, soit au moins deux fois plus que le nombre moyen de cellules de l&apos;organisme
Mais de la même façon, il existe un microbiote cutané, vaginal, et biensur pulmonaire
A ce jour c’est essentiellement le microbiote bactérien qui est étudié
Rationnel: Aspergillus scedos : 2 plus frequent champ chez la muco
P jiroveci: portage très fréquent muco + BPCO - Portage Pj associé aux stades sévères (III, et IV) de BPCO: role dans la réponse inflammatoire ?; 2.5% d’API chez les patients atteints de BPCO avec une mortalité très élévée 70-95%: signifcation de la colonisation sensibilisation ?
Neofytos 3.5% chez ALLO G++++
Depuis plus de 2 décennies, ces infections sont en constante augmentation aussi bien chez l’adulte comme chez l’enfant
A coté, des populations à risque bien connues que sont:
- les patients d’oncohématologie Adultes et enfants, avec une fréquence de 3-14% en Pédiatrie et Mortalité élevée mais moins que chez adultes; évolution idem Burgos 2008
Avec une mortalité de 87.5% décrite par Crassard et collaborateurs sur une étude rétrospective de 15 ans
Et de patients ayant eu une greffes d’organes solides où transplantés pulm représentent la 1ere pop à risque, (6%), un risque qui est plus élevé chez le patient colonisé (25%) et une incidence supérieure dans la mucoviscidose
Il faut mentionner les patients non neutropéniques qui viennent d’être inclus dans la révision des consensus Critères 2008 EORTC/MSG IDSA de 2 008
Pour venir compléter cette situation, il faut également mentionner, l’extension des populations de patients à risques de mycoses graves, invasives: comportant non seulement les patients neutropéniques, profondément immunodéprimés d’oncohématologie:
Mais également : (i) les patients transplantés d’organes solides, (ii) immunodéprimés non neutropéniques (corticoïdes au long cours, mais aussi traités par biothérapie faisant appel à des anticorps monoclonaux ciblant des effecteurs majeurs de la réponse immune (tel que les lymphocytes B inhibés par le rituximab : anti-CD20, ou le TNFα inihbé par l’infleximab et qui prennent une place plus importante dans le traitement des maladies systémiques tel que GW). (iii)les patients traités par anticancéreux, (iv) les patients de réa…
FDR hôte connus d’AI: neutropénie prolongée; corticothérapie au long court et GVH +++
Saprophytes dans terre, plantes, débris végétaux
Air, sol, surfaces, eaux Les espèces aspergillaires loin devant environ 88% sur une étude américaine récente (1248 patients AlloSCT/163 API probable ou prouvée) le reste des espèces 2%!!!
La corrélation entre travaux et aspergillose est toujours d’actualité
Justifie, avec le mode de contamination l’existence d’une surveillance environnementale des services à risque, COA+++
Dan LI et al 2008: Dans une étude rétrospective selon les critères de l’EORTC/MSG met en avant les tableaux atypiques d’API chez les patients avec pb hépatiques - API se développant après 48h d’hôpital = nosocomialité
Nous nous sommes attachés à déterminer la composition du microbiote fongique du patient atteint de muco, en prenant également en compte les bactéries,
Avec comme questions biologiques sous-jacentes (aux quelles nous avons essayé de répondre) :
-Le microbiote du patient atteint de muco est-il différent de celui du patient sain?
-Quelle est sa stabilité dans le temps?
-Est-il corrélé à l’état clinique/évolution du patient?
Et nous avons utilisé les outils qui nous semblaient les plus adaptés au contexte càd les approches DE SEQUENCAGE HAUT-DEBIT
Notre stratégie méthodologique était basée sur le pyroséq sur automate 454 (roche)
Je vais en donner les grandes étapes de cette méthodologie
Si vous souhaitez nous pourrons en reparler après.
-aà partir des expecto (8 de 4 patients adultes stables cliniquement), nous avons extrait l’AND total OU métagenome (kit Hight pure Kit – Roche)
-2 PCR ciblant l’ADN16 (V3) des bactéries et le locus ITS2 des champignons ont été réalisées (grâce à 2 couples d’amorces)
-Séquençage multi-parallélisé, obtention de plusieurs milliers de pyroséquences
Elles ont été identifiées par comparaisosn à 2 banques de données la banque SILVA en accès libre pour les seq de 16S et une banque spécifique des séquences ITS2 que nous avons créé et validé pour cette étude en collaboration avec Genoscreen à IPL
Après plusieurs étapes de bioinformatique, les pyroséquences sont groupées en fonction de leur identité puis attribuées à une espèce quand c’est possible ou sinon à un genre conformément aux données de nos 2 banques et selon les critères choisis.
Puis nous avons réalisé une analyse phylogénétique des différents taxons permettant de comparer les 2 échantillons d’un même patient = grâce au logiciel MEGAN,
Principal component analysis (PCA) is a mathematical procedure that uses an orthogonal transformation to convert a set of observations of possibly correlated variables into a set of values of linearly uncorrelated variables called principal components. The number of principal components is less than or equal to the number of original variables. This transformation is defined in such a way that the first principal component has the largest possible variance (that is, accounts for as much of the variability in the data as possible), and each succeeding component in turn has the highest variance possible under the constraint that it be orthogonal to (i.e., uncorrelated with) the preceding components. Principal components are guaranteed to be independent only if the data set is jointly normally distributed. PCA is sensitive to the relative scaling of the original variables.
Coronavirus, grippe, PIV2
At the physiology level,
Mucus composition in CF provides conditions suitable for chronic co-infection:
- Reduced oxygen tension in CF lung favourable for growth of P. aeruginosa, anaerobes (i.e. SMG members), C. albicans, and A. fumigatu
- All are known to be able to form biofilm consortia, and to produce direct and indirect microbe-microbe interactions including quorum-sensing phenomenon
Establishing microbiota in CF airways = dynamic event managed (we can supppose) to be beneficial to all members of the microbial population, probably with some “synergene” phenomenon
Coronavirus, grippe, PIV2
At the physiology level,
Mucus composition in CF provides conditions suitable for chronic co-infection:
- Reduced oxygen tension in CF lung favourable for growth of P. aeruginosa, anaerobes (i.e. SMG members), C. albicans, and A. fumigatu
- All are known to be able to form biofilm consortia, and to produce direct and indirect microbe-microbe interactions including quorum-sensing phenomenon
Establishing microbiota in CF airways = dynamic event managed (we can supppose) to be beneficial to all members of the microbial population, probably with some “synergene” phenomenon
Principal component analysis (PCA) is a mathematical procedure that uses an orthogonal transformation to convert a set of observations of possibly correlated variables into a set of values of linearly uncorrelated variables called principal components. The number of principal components is less than or equal to the number of original variables. This transformation is defined in such a way that the first principal component has the largest possible variance (that is, accounts for as much of the variability in the data as possible), and each succeeding component in turn has the highest variance possible under the constraint that it be orthogonal to (i.e., uncorrelated with) the preceding components. Principal components are guaranteed to be independent only if the data set is jointly normally distributed. PCA is sensitive to the relative scaling of the original variables.
The Addition of the 2 axes represents the explained part of the variance
Principal component analysis (PCA) is a mathematical procedure that uses an orthogonal transformation to convert a set of observations of possibly correlated variables into a set of values of linearly uncorrelated variables called principal components. The number of principal components is less than or equal to the number of original variables. This transformation is defined in such a way that the first principal component has the largest possible variance (that is, accounts for as much of the variability in the data as possible), and each succeeding component in turn has the highest variance possible under the constraint that it be orthogonal to (i.e., uncorrelated with) the preceding components. Principal components are guaranteed to be independent only if the data set is jointly normally distributed. PCA is sensitive to the relative scaling of the original variables.
The Addition of the 2 axes represents the explained part of the variance
Principal component analysis (PCA) is a mathematical procedure that uses an orthogonal transformation to convert a set of observations of possibly correlated variables into a set of values of linearly uncorrelated variables called principal components. The number of principal components is less than or equal to the number of original variables. This transformation is defined in such a way that the first principal component has the largest possible variance (that is, accounts for as much of the variability in the data as possible), and each succeeding component in turn has the highest variance possible under the constraint that it be orthogonal to (i.e., uncorrelated with) the preceding components. Principal components are guaranteed to be independent only if the data set is jointly normally distributed. PCA is sensitive to the relative scaling of the original variables.
Kappamyces is a new genus for a chytrid member of the Rhizophydium clade is described
zoospore in the Chytridiales
Granulicatella species, along with the genus Abiotrophia, were originally known as ‘nutritionally variant streptococci’. They are a normal component of the oral flora, but have been associated with a variety of invasive infections in man and are most noted as a cause of bacterial endocarditis. It is often advised that Granulicatella endocarditis should be treated in the same way as enterococcal endocarditis.
Atopobium= Anearobie bacteria, involved in vaginosis. This inability to prevent recurrences reflects our lack of knowledge on the origins of BV. Atopobium vaginae has been recently reported to be associated with BV
Gemella bacteria are primarily found in the mucous membranes of humans and other animals, particularly in the oral cavity and upper digestive tract.
Definition of NECTRIACEAE. : a family of ascomycetous fungi (order Hypocreales) that are close to fusarium and currently environmental /phytopathogen
Capnocytophaga is a genus of Gram-negative bacteria. Normally found in the oropharyngeal tract of mammals, they are involved in the pathogenesis of some animal bite wounds as well as periodontal diseases.[1]
(1/3000 Nnés en France)
(1/3000 Nnés en France)
Rationel
Aspergillus scedos : 2 plus frequent champ chez la muco
P jiroveci: portage très fréquent muco + BPCO
2.5% d’API chez les patients atteints de BPCO avec une mortalité très élévée 70-95%: siginifcation de la colonisation sensibilisation ?
Portage Pj associé aux stades sévères (III, et IV) de BPCO: role dans la réponse inflammatoire ?
(1/3000 Nnés en France)
(1/3000 Nnés en France)
Rationel
Aspergillus scedos : 2 plus frequent champ chez la muco
P jiroveci: portage très fréquent muco + BPCO
2.5% d’API chez les patients atteints de BPCO avec une mortalité très élévée 70-95%: siginifcation de la colonisation sensibilisation ?
Portage Pj associé aux stades sévères (III, et IV) de BPCO: role dans la réponse inflammatoire ?