Morphologie fongique et méthodes d'identification

La morphologie fongique et les méthodes d'identification désignent les caractéristiques structurelles et les techniques de laboratoire utilisées pour reconnaître les champignons et les assigner à des taxons connus. Elles vont de la microscopie classique des hyphes, des spores et des structures de fructification à la caractérisation basée sur la culture, jusqu'aux méthodes moléculaires telles que le code-barres ADN (DNA barcoding) et l'identification basée sur les protéines par spectrométrie de masse.

Definition

L'identification fongique est l'assignation d'un isolat à un taxon connu utilisant une combinaison de caractères morphologiques (microscopiques et macroscopiques), de caractéristiques de culture et de méthodes moléculaires ou protéomiques, tandis que la morphologie fongique est l'étude des caractéristiques structurelles sur lesquelles repose une grande partie de cette identification.

Scope

Ce sujet aborde les caractères morphologiques utilisés pour décrire et distinguer les champignons ainsi que les principales méthodes par lesquelles un isolat inconnu est identifié. Il traite de la microscopie directe et des colorations, de la morphologie en culture, du code-barres de séquences d'ADN (DNA sequence barcoding) et de la spectrométrie de masse par désorption-ionisation laser assistée par matrice et temps de vol (MALDI-TOF) comme approches complémentaires. Il s'agit d'un aperçu de référence de la méthodologie, et non d'un protocole de diagnostic ou d'un guide de traitement.

Core questions

• Quelles structures morphologiques sont utilisées pour identifier les champignons au microscope ?
• Comment les méthodes basées sur la culture et l'examen direct se complètent-elles ?
• Qu'est-ce que le code-barres ADN (DNA barcoding) et pourquoi la région ITS est-elle le marqueur standard pour les champignons ?
• Comment la spectrométrie de masse MALDI-TOF identifie-t-elle les champignons, et comment se rapporte-t-elle aux méthodes morphologiques et moléculaires ?

Key concepts

• Hyphes septées versus cénocytiques
• Conidies, sporangiospores et autres types de spores
• Morphologie macroscopique des colonies
• Microscopie directe et colorations (par exemple KOH, blanc de calcofluor)
• Reconnaissance histopathologique des champignons dans les tissus
• Code-barres ADN (DNA barcoding) et la région ITS
• Spectrométrie de masse MALDI-TOF
• Identification polyphasique

Mechanisms

L'identification morphologique s'appuie sur des structures diagnostiques : si les hyphes sont régulièrement septées ou larges et cénocytiques, la forme et l'arrangement des spores, ainsi que la forme des corps fructifères et des colonies. La microscopie directe et les colorations histopathologiques révèlent les éléments fongiques dans le matériel clinique (Guarner & Brandt, 2011). L'identification moléculaire compare une région d'ADN standardisée, l'espaceur transcrit interne (ITS), à des bases de données de référence, conférant aux champignons un code-barres universel (Schoch et al., 2012) interprété dans la classification phylogénétique du règne (Hibbett et al., 2007). La spectrométrie de masse MALDI-TOF identifie les champignons en faisant correspondre leurs spectres de masse protéiques à des bibliothèques de référence, offrant une identification rapide qui complète la morphologie et le séquençage (Clark et al., 2013). La combinaison de plusieurs lignes de preuves est appelée identification polyphasique.

Clinical relevance

Ces méthodes constituent l'épine dorsale de la mycologie diagnostique : la microscopie et l'histopathologie reconnaissent les champignons dans les échantillons (Guarner & Brandt, 2011), tandis que le code-barres moléculaire (molecular barcoding) et la spectrométrie de masse fournissent une identification au niveau de l'espèce (Schoch et al., 2012; Clark et al., 2013). Cette entrée décrit comment l'identification est effectuée et ne constitue pas une base pour des décisions diagnostiques ou thérapeutiques individuelles.

Evidence & guidelines

Les normes méthodologiques référencées ici sont le code-barres ITS (ITS barcoding) comme marqueur moléculaire universel pour les champignons (Schoch et al., 2012), la spectrométrie de masse MALDI-TOF comme plateforme d'identification de routine (Clark et al., 2013), et la reconnaissance histopathologique des éléments fongiques (Guarner & Brandt, 2011), interprétées dans le cadre de la classification à l'échelle du règne de Hibbett et al. (2007).

History

Pendant la majeure partie de l'histoire de la mycologie, l'identification reposait sur la morphologie microscopique et macroscopique et sur la culture. À partir de la fin du XXe siècle, le séquençage de l'ADN a ajouté une dimension moléculaire objective, culminant avec l'adoption formelle de la région ITS comme code-barres fongique universel (Schoch et al., 2012). Parallèlement, la spectrométrie de masse MALDI-TOF est passée de la recherche à la microbiologie clinique de routine (Clark et al., 2013), de sorte que l'identification contemporaine intègre généralement la morphologie, le séquençage et la protéomique.

Key figures

• Conrad Schoch
• Keith Seifert
• Jeannette Guarner
• Donna Wolk

Seminal works

• schoch-2012
• clark-2013
• hibbett-2007

Frequently asked questions

Pourquoi la région ITS est-elle utilisée comme code-barres ADN fongique ?

Une vaste comparaison multi-laboratoires a montré que la région de l'espaceur transcrit interne (ITS) offrait le meilleur équilibre entre une amplification fiable et une résolution au niveau de l'espèce à travers le règne fongique, ce qui a conduit à son adoption comme code-barres fongique universel.

L'identification moléculaire a-t-elle remplacé la morphologie ?

Non. La morphologie, la culture, le code-barres ADN (DNA barcoding) et la spectrométrie de masse sont complémentaires ; de nombreux laboratoires utilisent une approche polyphasique, choisissant la combinaison qui correspond le mieux à l'organisme et au contexte clinique ou environnemental.