Introduction

Les espèces d’Aspergillus sont des champignons filamenteux que l’on trouve couramment dans le sol, la végétation en décomposition, les graines et les céréales, où elles prospèrent en tant que saprophytes. Les espèces d’Aspergillus peuvent parfois être nocives pour l’homme. La plupart des espèces d’Aspergillus se trouvent dans une grande variété d’environnements et de substrats sur Terre tout au long de l’année. Seules quelques espèces bien connues sont considérées comme des pathogènes opportunistes importants chez l’homme.

La taxonomie polyphasique a eu un impact majeur sur les concepts d’espèces du genre Aspergillus. Le genre a été subdivisé en 22 sections distinctes ; Aspergillus, Fumigati, Circumdati, Terrei, Nidulantes, Ornati, Warcupi, Candidi, Restricti, Usti, Flavipedes et Versicolores contiennent des espèces cliniquement pertinentes (5). Bien qu’il existe plus de 200 espèces connues dans le genre, seul un petit nombre d’entre elles sont associées à des infections chez l’homme.

Chez l’homme, Aspergillus fumigatus est l’agent pathogène fongique opportuniste aéroporté le plus courant et le plus mortel, ce qui est particulièrement important chez les hôtes immunodéprimés. L’inhalation de spores d’A. fumigatus (conidies) dans les poumons peut provoquer de multiples maladies, qui dépendent du statut immunologique de l’hôte chez l’homme. Ces maladies comprennent l’aspergillose pulmonaire invasive, l’aspergillome et différentes formes de maladies d’hypersensibilité telles que l’asthme allergique, l’hypersensibilité, la pneumonite et l’aspergillose bronchopulmonaire allergique (ABPA).

Les effets potentiels sur la santé de l’exposition aux matières biologiques présentes dans l’air suscitent des inquiétudes considérables. Les moisissures constituent une menace importante pour la santé humaine; leurs effets vont des allergies modérées et de l’asthme sévère aux infections disséminées. L’exposition aux moisissures dans les endroits intérieurs n’est généralement pas considérée comme un facteur de risque spécifique dans l’étiologie des maladies fongiques, à moins que certaines conditions spéciales ne soient présentes qui sont essentielles pour des infections spécifiques.

Les infections fongiques particulièrement agressives pour les tissus sont limitées aux personnes immunodéprimées (par exemple, les patients hospitalisés). Les espèces d’Aspergillus sont une moisissure omniprésente dans les environnements domestiques et hospitaliers. Les plantes d’intérieur représentent un environnement naturel pour la croissance de ces champignons; cependant, peu de recommandations ont été faites pour éviter les sources connues de prolifération fongique (plantes et fleurs) dans les endroits intérieurs.

Plusieurs études ont déjà révélé que l’exposition à des champignons transmis par l’air à l’intérieur des bâtiments endommagés par l’humidité peut avoir des effets néfastes sur la santé. Aspergillus est l’une des moisissures bien documentées connues pour causer des problèmes de santé. Des moisissures telles que Aspergillus peuvent nuire à la santé humaine en raison de leur toxicité, de leurs allergies et de leurs infections. Certaines espèces d’Aspergillus sont connues pour être capables de produire des métabolites secondaires ou des mycotoxines. L’inhalation de fortes concentrations de poussières organiques mélangées, y compris les mycotoxines, les composés organiques volatils (COV) et les allergènes (glucanes), est associée au syndrome de la construction malade.

Le présent article est une revue des études réalisées sur des espèces d’Aspergillus en milieu intérieur; il a été démontré que ces espèces présentaient des risques professionnels et pour la santé publique dans le monde entier. Nous avons lancé notre recherche en passant en revue toutes les références en anglais publiées dans PubMed (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed), entre 1965 et 2015, en utilisant les mots-clés suivants: « Aspergillus”, « environnements intérieurs”, « allergie”, « danger professionnel”, « composé organique volatil” et « mycotoxine”. Après avoir examiné cette première série de rapports, nous avons analysé les références individuelles énumérées dans chaque publication pour trouver des rapports de cas supplémentaires.

Pathogénicité d’Aspergillus

Production de mycotoxines

Les espèces d’Aspergillus sécrètent de nombreux métabolites secondaires appelés mycotoxines dans leur environnement. Les mycotoxines sont produites lors de réactions enzymatiques consécutives via plusieurs produits intermédiaires biochimiquement simples issus du métabolisme primaire des acétates, des mévalonates, des malonites et de certains acides aminés. Aspergillus produit certaines des mycotoxines les plus importantes connues, notamment l’aflatoxine, la gliotoxine et l’ochratoxine A. Le métabolite secondaire gliotoxine a suscité le plus d’intérêt chez A. fumigatus en raison de ses puissantes propriétés immunosuppressives et cytocides et du fait qu’il peut être facilement détecté lors d’une infection expérimentale et dans les sérums de patients atteints d’aspergillose. Néanmoins, les rôles spécifiques des autres toxines dans la pathogenèse de l’aspergillose sont bien définis.

Les métabolites fongiques peuvent également altérer les fonctions phagocytaires qui détruiraient normalement les formes conidiennes et hyphales. La gliotoxine réduit l’adhérence et la phagocytose des éléments fongiques; l’aflatoxine affecte la phagocytose, la destruction intracellulaire et la production spontanée de superoxyde. La liaison du complément et l’activation des opsonines liées, qui améliorent normalement la phagocytose, sont également affectées par l’aflatoxine, ce qui rend les éléments fongiques moins susceptibles à la destruction. Dans une autre étude, Niyo et al. l’utilisation d’un modèle de lapin a démontré que la toxine T2 diminuait la phagocytose des conidies d’A. fumigatus par les macrophages alvéolaires, augmentant ainsi la sévérité de l’aspergillose expérimentale. Khoufache et coll. présenté ce verruculogène, une autre mycotoxine produite par A. fumigatus, a modifié les propriétés électrophysiologiques des cellules épithéliales humaines et porcines, ce qui pourrait ralentir le battement ciliaire et endommager l’épithélium pour influencer la colonisation d’A. fumigatus dans les voies respiratoires.

Adaptation aux hôtes vertébrés

Les espèces d’Aspergillus possèdent des caractéristiques polyvalentes leur permettant de survivre dans diverses conditions environnementales; l’espèce est un agent pathogène fongique omniprésent chez un large éventail d’hôtes, y compris les humains et les animaux. Les conidies Aspergillus fumigatus, comparées aux conidies de la plupart des autres moisissures, sont plus efficacement dispersées dans l’air. Même de légers courants d’air peuvent disperser les conidies en raison de leur hydrophobicité remarquable. Ces conidies aéroportées sont protégées de l’irradiation ultraviolette compte tenu de la présence de mélanine dans leurs parois cellulaires.

Aspergillus fumigatus peut être isolé dans un large éventail de conditions environnementales à une température optimale de 37 ° C (plage: 12-65 ° C) et un pH des sites de croissance compris entre 2,1 et 8,8. La thermotolérance facilite la croissance du champignon non seulement dans la matière organique en décomposition (sa principale niche écologique), mais également dans les voies respiratoires des mammifères ou des oiseaux. Aspergillus fumigatus réside généralement dans le compost, un environnement dynamique qui subit des fluctuations considérables de température et une activité microbienne intense. La capacité de prospérer dans cet habitat nécessite un niveau substantiel de thermotolérance, ce qui est supposé contribuer à la virulence. Ces propriétés pourraient évoluer en réponse à des concurrents dans la niche écologique de l’organisme et il est peu probable qu’elles reflètent des adaptations spécifiques pour contrer les mécanismes de défense de l’hôte des vertébrés.

De plus, la présence de diverses glycosylhydrolases, un groupe de protéinases extracellulaires dans le génome d’A. fumigatus, confirme la capacité du champignon à se développer en dégradant les polysaccharides des parois cellulaires des plantes et en acquérant des sources d’azote rendues disponibles par la dégradation des substrats protéiques.

Les caractéristiques physiques des conidies permettent à A. fumigatus d’atteindre et d’adhérer à l’épithélium des voies respiratoires et des parties distales des voies respiratoires plus efficacement que d’autres espèces fongiques ayant des spores aéroportées de taille similaire. Les conidies d’Aspergillus fumigatus sont globuleuses à subglobeuses avec une taille (2-3,5 µm) suffisamment petite pour contourner la clairance mucociliaire et atteindre les voies respiratoires inférieures. De plus, la présence de mélanine dans la paroi conidienne et de résidus d’acide sialique fortement chargés négativement contribuent à la protection d’A. fumigatus contre les réponses des cellules hôtes.

Comme pour de nombreuses autres maladies infectieuses, le développement d’infections à Aspergillus dépend d’interactions prolongées entre l’agent pathogène et l’hôte. Pour envahir les tissus animaux, les espèces d’Aspergillus dépendent de l’expression coordonnée d’un large éventail de gènes impliqués dans la croissance fongique, notamment la germination des conidiens, l’assemblage de la paroi cellulaire, la thermotolérance, l’acquisition de nutriments et la résistance à des conditions défavorables telles que le stress oxydatif. Divers types de stress ont été observés au cours de la pathogenèse d’Aspergillus, ce qui provoque des réponses fongiques pour surmonter le stress et peut être associé à une virulence accrue et à une persistance fongique.

Allergènes et allergies d’Aspergillus

Les champignons sont l’un des producteurs les plus importants et les plus répandus d’allergènes. On estime que près de 50% des personnes développent des symptômes allergiques aux champignons au cours de leur vie. Cependant, il faut noter que les moisissures ne sont pas des allergènes prédominants et que les champignons d’extérieur sont plus importants que ceux d’intérieur. Les réponses allergiques de la plupart des gens se limitent à la rhinite et à l’asthme. Pour réduire le risque de progression ou d’intensification d’une allergie, les champignons ne doivent pas se développer dans les environnements intérieurs. La colonisation fongique dans les maisons, les écoles ou les bureaux doit être détectée et éliminée avant que l’humidité ne facilite la croissance de ces champignons.

En étiologie de l’asthme, on pense que les allergènes fongiques sont moins importants que la poussière présente dans les maisons; néanmoins, l’élimination des champignons des environnements résidentiels peut améliorer l’asthme. Des études ont montré qu’il existe une association entre l’exacerbation de l’asthme chez les adultes et des concentrations élevées d’Aspergillus spp à l’intérieur. et leurs allergènes. Selon la littérature existante, le nombre de colonies fongiques dans les foyers qui fournissent des soins de santé aux enfants asthmatiques est plus élevé, en particulier dans les lits pour enfants et les chambres dans lesquelles les enfants passent la plupart de leur temps.

Selon le site officiel des allergènes (www.allergen.org ), plusieurs espèces d’Aspergillus, dont A. fumigatus, A. niger, A. flavus et A. oryzae, sont allergiques. À ce jour, 21 allergènes connus et 25 allergènes prévus d’A. fumigatus ont été identifiés. Deux allergènes, Asp fl18 et Asp fl 13, ont été détectés dans A. flavus et quatre allergènes ont été identifiés pour A. oryzae : Asp lipase, Asp o lactase, Asp o 21 et Asp o 13.

La sensibilité à l’Aspergillus est liée aux maladies allergiques. Aspergillus pourrait être une source importante d’allergènes internes. Dans une étude de Jaakkola et al., desgE spécifiques à A. fumigatus étaient significativement liées à l’asthme chez l’adulte. Plusieurs études ont démontré comment l’humidité et la croissance observable de champignons dans les maisons pouvaient nuire aux systèmes respiratoires humains sains (49-51).

Les études susmentionnées ont révélé une relation significative entre l’humidité des environnements résidentiels et la croissance des champignons dans les environnements intérieurs, les difficultés respiratoires, l’asthme et les symptômes respiratoires. La gravité de l’asthme et le nombre moyen de symptômes confirment son association avec la teneur en humidité et la croissance fongique.

Chez les adolescents, la sensibilité aux allergènes inhalés a révélé des taux plus élevés d’gE par rapport aux allergènes inhalés dans l’environnement au cours des premières années de vie (50). Après la sensibilité aux poils de chat et de chien, la sensibilité à la poussière dans les maisons pendant l’enfance est une condition importante dans les pays occidentaux. La distribution et l’importance médicale de la sensibilité aux champignons sont encore inconnues chez les jeunes patients.

La sensibilité à la poussière domestique, aux symptômes respiratoires de l’enfant et aux éventuels allergènes fongiques peut résulter de la vie dans des maisons humides. Récemment, des chercheurs ont étudié la relation entre la concentration de spores fongiques en suspension dans l’air et les résultats sur la santé chez les enfants. L’exposition à des types particuliers de champignons dans des environnements intérieurs en hiver s’avère être un facteur de risque d’asthme, d’atopie et de symptômes respiratoires chez les enfants.

Les syndromes allergiques anormaux, tels que l’ABPA et la rhinosinusite fongique allergique, et les réactions allergiques aux champignons dans les environnements intérieurs peuvent être dues à desgE ou des IgG, qui sont toutes deux associées à une exposition aux champignons dans les environnements intérieurs, bien que les champignons dans les environnements intérieurs ne soient pas considérés comme des facteurs de risque pour ces conditions.

Les champignons peuvent contenir des allergènes, des toxines et parfois des composants infectieux. les β-D-glucanes, qui constituent les composés structuraux de la plupart des parois cellulaires fongiques, sont connus pour stimuler les macrophages et les neutrophiles. Ces composés sont des marqueurs efficaces des surfaces contenant des amas fongiques sur des surfaces poussiéreuses. Il a été rapporté que les glucanes fongiques, en particulier les (1→3)-ß-glucanes, jouent un rôle essentiel en tant qu’inducteurs de maladies pulmonaires chroniques. Les glucanes peuvent également être associés à des signes d’inflammation non spécifique. La forme insoluble dans l’eau du glucane provoque une réponse retardée en termes de niveaux réduits de macrophages et de lymphocytes dans la paroi pulmonaire.

Les niveaux de glucane supérieurs à 1 ng / m3 provoquent des symptômes tels que bronchite chronique, douleurs articulaires, démangeaisons du nez, oppression thoracique et lourdeur dans la tête. Thorn et Rylander ont proposé que le glucane puisse être utilisé comme marqueur pour identifier le risque d’inflammation des voies respiratoires. Beijer et coll. a constaté qu’un défi respiratoire aux β–glucanes pourrait affecter l’inflammation des cellules respiratoires, ce qui pourrait être lié à une exposition prolongée aux champignons à l’intérieur des maisons. Les champignons sont omniprésents et leur exposition est inévitable; par conséquent, l’exposition aux champignons peut influencer directement ou indirectement le bien-être humain.

Selon une étude de Skoner, l’exposition aux champignons chez les personnes sensibles pourrait entraîner une inflammation de la muqueuse nasale médiée par lesgE et la libération d’histamine. Une exposition prolongée aux champignons peut entraîner des symptômes chroniques du rhinocéros qui ne sont pas principalement allergiques mais qui provoquent une irritation.

Les symptômes de la rhinite allergique, qui ressemblent à des symptômes chroniques du nez, sont largement associés au syndrome de la construction malade. De plus, les champignons peuvent jouer un rôle dans le développement de la maladie, mais cette distinction pourrait être difficile à prouver. Bien qu’il existe une perception générale selon laquelle les moisissures produisent une gamme d’allergènes et d’antigènes mal définis, il y a eu une amélioration significative de l’identification des allergènes importants de plusieurs espèces de moisissures; plus de 25 allergènes ont été signalés pour A. fumigatus seul.

Les allergènes clonés d’Aspergillus, y compris les protéines de choc thermique, les protéases sérines et ribosomiques, les énolases et les cytotoxines Asp f1, ont un large éventail de fonctions biologiques. L’Asp f1, homologue de la mitogilline et de l’a-sarcinis, est un allergène majeur d’A. fumigatus d’un poids moléculaire de 18 kDa; les effets cytotoxiques et ribonucléasiques sont exprimés par A. fumigatus et A. restrictus. Cet allergène ne se trouve pas dans les spores et est sécrété abondamment à mesure que l’A. fumigatus germe. Environ 85 % des patients sensibles à A. Fumigatus produisent l’anticorpsgE contre l’Asp f1. La mesure de l’anticorps IgG anti-Asp f1 peut être utilisée comme marqueur de la colonisation d’A. fumigatus chez les patients atteints de fibrose kystique, d’ABPA et d’aspergillome. Asp f1 a également été appliqué pour évaluer la réactivité des lymphocytes T chez les patients atteints d’ABPA.

Composés organiques volatils

Les microorganismes produisent de grandes quantités de composés organiques microbiens volatils (MVOC), notamment des alcools, des aldéhydes, des cétones, des esters, ainsi que des composés soufrés et nitriques. Les MVOC, en principe, sont considérés comme des produits du métabolisme primaire lors de la synthèse des ADN, des acides aminés et des acides gras. Bien que la distinction entre le métabolisme primaire et secondaire ne soit pas claire, des COVV peuvent se former au cours des deux étapes. Les produits des MVOC dépendent fortement du substrat et des conditions environnementales; divers composés qui définissent les MVOC peuvent avoir une origine non microbienne.

On pense que les COV fongiques (COVF) peuvent causer des maux de tête, un manque de concentration, une inattention et des vertiges. Aspergillus versicolor est l’un des principaux producteurs de ces composés. Certaines autres espèces communes d’Aspergillus qui poussent dans des environnements intérieurs, y compris A. fumigatus, A. sydowii, A. flavus et A. niger, produisent également des COVF. Certaines personnes, comme les asthmatiques, peuvent répondre à des concentrations plus faibles de MVOC par rapport à d’autres personnes.

Des études épidémiologiques sur les COVF ont rapporté une relation positive entre les COVF en milieu intérieur et l’asthme ou les allergies. Des études antérieures ont démontré que les métabolites volatils présents dans les cultures de champignons, tels que les fumigates d’A., sont détectables dans l’haleine des patients colonisés ou infectés par des champignons. Jusqu’à présent, peu d’attention scientifique a été portée sur le potentiel diagnostique des COV produits par les microorganismes, bien que ces microorganismes soient largement utilisés dans la nature pour la communication et comme chimio-attractifs par les plantes et les insectes; cependant, l’odeur des bactéries a été bien documentée par les observateurs humains.

D’autres métabolites volatils produits par A. fumigatus pourraient être cliniquement utiles. Selon les résultats actuels, les COVV pourraient être les meilleurs marqueurs de l’excès d’humidité et de la contamination fongique possible; cependant, leurs effets sur la santé restent peu clairs.