Analyse des polymorphismes des gènes de virulence chez les isolats de Candida tropicalis

Analyse des polymorphismes des gènes de virulence chez les isolats de Candida tropicalis

Introduction
Les espèces de Candida représentent une cause majeure d’infections sanguines à l’échelle mondiale, avec Candida tropicalis émergent comme un pathogène critique chez les populations immunodéprimées, notamment les patients oncologiques et ceux hospitalisés de manière prolongée. Connu pour ses taux de mortalité élevés, C. tropicalis présente des facteurs de virulence tels que l’adhésion, la formation de biofilms, la transition levure-hyphe et la sécrétion d’enzymes hydrolytiques. Malgré son importance clinique, les études génomiques sur les gènes de virulence de C. tropicalis restent limitées comparées à celles sur C. albicans. Cette étude analyse les polymorphismes des gènes ALS2, LIP1, LIP4 et SAPT1-4 chez 68 isolats cliniques, visant à élucider leur diversité génétique et leurs corrélations phénotypiques.

Polymorphismes génétiques dans les gènes associés à la virulence
Les séquences complètes des gènes ALS2, LIP1, LIP4 et SAPT1-4 ont été obtenues pour 68 isolats collectés entre 2013 et 2017. Les polymorphismes mononucléotidiques (SNP) et les indels ont été catalogués.

1. Gènes des lipases (LIP1 et LIP4)

   • LIP1 (1 398 pb) a montré une variabilité élevée avec 73 SNP, tandis que LIP4 (1 392 pb) en présentait 24. Aucune activité lipase n’a été détectée, suggérant une régulation post-transcriptionnelle ou une redondance fonctionnelle.
   • L’analyse phylogénétique a regroupé LIP1 en 66 génotypes distincts et LIP4 en 36, reflétant une diversité intra-espèce significative.

2. Gènes des protéases aspartiques sécrétoires (SAPT1-4)

   • SAPT1 (1 185 pb), SAPT2 (1 820 pb), SAPT3 (1 200 pb) et SAPT4 (1 920 pb) ont révélé respectivement 17, 16, 13 et 180 SNP. SAPT4 s’est distingué par son hypervariabilité, corrélée à son rôle potentiel dans l’invasion tissulaire.
   • Les régions conservées de SAPT1-3 contrastent avec la variabilité de SAPT4. Tous les isolats sécrétaient des protéases, mais aucune corrélation directe entre la densité de SNP et l’activité enzymatique n’a été observée.

3. Gène ALS2 (agglutinine-like)

   • ALS2 (4 071 pb) a présenté des variations structurales majeures : 209 SNP et des indels étendus. Quatre zones de délétions (1482–1589, 1697–1925, 1962–2072 et 2073–2272 pb) et deux régions d’insertion (1731–1841 et 2163–2273 pb) ont été identifiées.
   • Les isolats avec des délétions dans les régions 1697–1925 et 2073–2272 pb ont montré une adhésion et une formation de biofilm réduites sur le polyméthylpentène (PMP). L’isolat FXCT01 (infections sanguines), portant des délétions dans les quatre zones, a présenté la capacité d’adhésion la plus faible.

Caractérisation phénotypique des traits de virulence
L’adhésion, la formation de biofilm et l’activité des enzymes hydrolytiques (protéase aspartique, phospholipase, hémolysine) ont été évaluées.

1. Adhésion et biofilms

   • Les tests d’adhésion sur surfaces abiotiques (polystyrène) et biotiques (cellules épithéliales de vessie) ont révélé une variabilité dépendante des souches. L’isolat ZRCT47 a formé les biofilms les plus denses sur PMP, confirmé par des tests au violet cristal.
   • Les délétions dans ALS2 ont corrélé avec une diminution de l’adhésion, soulignant son rôle dans les interactions hôte-pathogène. Les isolats avec des délétions partielles présentaient une adhésion intermédiaire.

2. Activité enzymatique

   • Tous les isolats sécrétaient des protéases aspartiques et montraient une activité hémolytique. ZRCT28 et ZRCT47 ont présenté respectivement une production élevée de protéases et d’hémolysine. Aucune activité phospholipase n’a été détectée.
   • Malgré les variations génétiques des SAPT1-4, les niveaux d’activité enzymatique (faible, moyen, élevé) n’ont pas corrélé avec des marqueurs génétiques spécifiques, suggérant des influences environnementales ou régulatrices.

Perspectives phylogénétiques et évolutives
Les arbres phylogénétiques, construits à partir des séquences concaténées des gènes ALS2, LIP et SAPT, ont révélé des patterns évolutifs distincts :

• ALS2 : Une hétérogénéité élevée a divisé les isolats en 60 génotypes, les souches riches en indels formant des clades séparés.
• Gènes LIP : Malgré la diversité des SNP, LIP1 et LIP4 ont suivi des trajectoires évolutives conservées, indiquant une sélection purifiante.
• Gènes SAPT : L’hypervariabilité de SAPT4 contraste avec la conservation de SAPT1-3, suggérant des rôles fonctionnels divergents.

Implications cliniques et mécanismes sous-jacents
Les polymorphismes génétiques, notamment dans ALS2, ont été liés à une atténuation de la virulence. Les délétions étendues dans ce gène ont compromis l’adhésion, une étape clé de la colonisation. Cela corrobore les observations cliniques de pathogénicité réduite chez les souches avec des protéines ALS tronquées. L’absence d’activité lipase malgré l’expression de LIP1/LIP4 implique des mécanismes compensateurs ou des stratégies alternatives de virulence.

Conclusion
Cette analyse approfondie des gènes de virulence de C. tropicalis établit une base pour comprendre les relations génotype-phénotype chez ce pathogène sous-étudié. L’identification d’ALS2 comme déterminant clé de l’adhésion en fait une cible thérapeutique potentielle. Des études fonctionnelles futures devront explorer les réseaux régulateurs de SAPT4 et les bases mécanistiques de l’inactivité des lipases. Ces insights ouvrent la voie à des stratégies diagnostiques et thérapeutiques améliorées contre les candidoses.

doi.org/10.1097/CM9.0000000000000069