Diversité génétique et sensibilité aux antifongiques d’isolats d’Aspergillus spp. provenant d’élevages aviaires du Guangxi , Chine

par Dong ying Wang

Thèse de doctorat en Microbiologie

Sous la direction de Jacques Guillot.

Le président du jury était Nadia Haddad.

Le jury était composé de Jacques Guillot, Wei Yi Huang, René Chermette, Pascal Arné.

Les rapporteurs étaient Karine Laroucau, Jacques Chandenier.


  • Résumé

    Les champignons du genre Aspergillus sont des moisissures banales de l'environnement. Elles sont présentes dans le sol et sur des végétaux en décomposition. Les Aspergillus se propagent par l'intermédiaire de spores microscopiques en suspension dans l'air. L'Homme et les animaux sont exposés en permanence aux spores aspergillaires mais les défenses immunes empêchent leur développement dans l'organisme. Lorsque ces défenses sont amoindries, une aspergillose est possible. Dans ce cas, Aspergillus fumigatus et A. flavus sont le plus souvent incriminés. Les oiseaux sont beaucoup plus sensibles que les mammifères et l'environnement représenté par les élevages aviaires est propice à la prolifération des moisissures du genre Aspergillus. L'objectif de ce travail de thèse a été de caractériser la diversité génétique et la sensibilité aux antifongiques d'isolats d'Aspergillus provenant d'élevages aviaires dans la province du Guangxi en Chine. La première partie de la thèse est une analyse bibliographique sur les champignons du genre Aspergillus, les aspergilloses et les caractéristiques de l'élevage aviaire en Chine. Une première enquête a été réalisée dans 3 élevages près de la ville de Nanning et dans un élevage (incluant un éclosoir) à proximité de la ville de Guilin. Des écouvillonnages pharyngés et des prélèvements d'air ont été réalisés pendant plusieurs semaines. Des prélèvements ont également été faits sur des œufs dans l'éclosoir. Cette enquête a montré que le niveau de contamination fongique dépendait du type d'élevage. De nombreux isolats fongiques ont pu être collectés : 188 isolats d'A. fumigatus et 159 isolats d'A. flavus. La seconde partie du travail expérimental a porté sur la caractérisation de la diversité génétique d'A. fumigatus et d'A. flavus. Pour cela, la technique MLVA (multiple locus VNTR analysis) a été utilisée. Pour A. flavus, 8 marqueurs VNTR (variable-number tandem-repeat) ont été sélectionnés et une réaction PCR multiplex a été mise au point. Au total, 91 isolats d'A. flavus, incluant 6 souches de référence, ont été caractérisées avec le panel des 8 marqueurs VNTR. Cette analyse a permis de définir 78 génotypes distincts et un index de discrimination de 0,993. L'analyse de 188 isolats d'A. fumigatus avec 10 marqueurs VNTR a permis de définir 142 génotypes distincts. Certains génotypes d'A. flavus ou d'A. fumigatus sont clairement regroupés dans le nuage de point généré par l'analyse MST (minimum spanning tree). La troisième partie du travail expérimental a porté sur la sensibilité aux antifongiques de 177 isolats d'A. fumigatus. Ces isolats ont été récupérés dans des élevages aviaires en Chine et en France. Les isolats de Chine sont pour la plupart sensibles avec des valeurs minimales inhibitrices (vis-à-vis de l'itraconazole) comprises entre 0,38 et 0,75 µg/mL. Les isolats de France sont pour la plupart sensibles avec des valeurs minimales inhibitrices (vis-à-vis de l'itraconazole) comprises entre 0.19 and 1 µg/mL. Quatre souches ont été considérées comme résistantes : 2 souches provenant de deux élevages en Chine et 2 souches provenant de deux élevages en France. Des mutations sur le gène Cyp51A ont été détectées pour 11 isolats (3 résistants et 8 sensibles). Vingt et une mutations nucléotidiques ont été identifiées. Onze de ces mutations sont silencieuses et 9 sont à l'origine d'un changement de la composition de la protéine. Sept substitutions ont déjà été décrites dans la littérature ; les mutations A116R, E130D et Q131H sont originales.

  • Titre traduit

    Genetic diversity and antifungal susceptibility of Aspergillus spp. isolates from avian farms in Guangxi, China


  • Résumé

    Fungi of the genus Aspergillus are moulds, which occur most frequently in soil, water and decaying vegetation. They sporulate abundantly and the spores are easily dispersed into the environment by air. As a result of this ubiquitous presence, animals and people are constantly exposed to Aspergillus spores. Aspergillus fumigatus and A. flavus are recognized as predominant causes of fungal diseases in humans and wide range of animals. Birds are much more sensitive that mammals and in avian farms, environmental conditions are favorable to the development of many fungal species, including Aspergillus spp. The objective of the present study was to assess the genetic diversity and antifungal susceptibility of Aspergillus isolates from avian farms in Guangxi, China. The first part of the experimental work related the evolution of fungal contamination in 3 avian farms near the city of Nanning and one farm (including a hatchery) near the city of Guilin. Pharyngeal swabs and air samples were collected during several weeks and 3 cycles of hatching were monitored. The average contamination level with Aspergillus spp. and Mucorales was significantly different according to the farms. The survey allowed to collect a total number of 188 A. fumigatus and 159 A. flavus isolates. The second part of the work was about the genetic diversity of A. fumigatus and A. flavus. For that purpose, the Multiple Locus Variable-number tandem-repeat (VNTR) Analysis was specifically developed and used. For A. flavus, 8 VNTR markers were selected and a multiplex reaction was designed. A total number of 91 A. flavus isolates, including 6 reference strains were typed with the panel of 8 VNTRs. This analysis yielded 78 different genotypes, which corresponds to a combined loci index of 0.993. Among all genotypes, 71 were only found once. The analysis of 188 A. fumigatus isolates using 10 VNTR markers led to the resolution of 142 distinct genotypes. Clusters of A. flavus or A. fumigatus isolates could be defined by using the graphing algorithm Minimum Spanning Tree. The third part of the experimental work was about the antifungal susceptibility of 177 A. fumigatus isolates collected in avian farms in China and France. Most of the isolates from China were susceptible to itraconazole with a Minimum Inhibitory Concentration (MIC) comprised between 0.38 and 0.75 µg/mL. Most of the isolates from birds and avian farms in France were susceptible to itraconazole with a MIC comprised between 0.19 and 1 µg/mL. MIC values of isolates collected in farms with antifungal chemoprophylaxis were not higher than those of isolates collected from birds (that never received antifungal drugs before the sampling). Susceptibility testings demonstrated that 4 isolates should be considered as resistant to itraconazole: (2 isolates from avian farms in Guangxi, China and 2 isolates from avian farms in France). A modification of the Cyp51A sequence was identified in 11 isolates (3 azole-resistant and 8 azole-susceptible isolates). Twenty-one nucleotidic mutations were detected. Eleven of these mutations were silent and 10 yielded to amino acid substitutions. Seven of these substitutions had already been described whereas mutations A116R, E130D and Q131H were original.


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