L’identification des moisissures filamenteuses dans le laboratoire clinique de routine est encore principalement basée sur l’examen microscopique des colonies sporulantes. Les champignons qui n’ont pas de sporocarpes ou de spores caractéristiques sont difficiles à identifier (Pounder et al. 2007 ; Santos et al. 2013). Dans la présente étude, 13 souches stériles ou non diagnostiquées ont été analysées. Sur la base des caractéristiques phénotypiques, les isolats ont été identifiés comme des espèces de Papulaspora en raison de la formation de touffes ou de structures en forme de bulbe (Vinod Mootha et al. 2012). Avec des tentatives pour induire la sporulation en utilisant divers substrats et conditions d’incubation, certaines souches ont produit des conidies minuscules sur des phialides courtes, mais encore ces conidies n’étaient pas utiles sur le plan diagnostique et ne pouvaient pas être utilisées pour l’identification des espèces.

Avec l’analyse moléculaire et phylogénétique de six loci, les souches ont été trouvées pour appartenir à trois nouvelles espèces qui sont décrites dans la présente étude. Deux espèces se sont regroupées avec l’espèce type du genre Subramaniula, tandis qu’une était sœur de deux espèces décrites de Chaetomium. Subramaniula et Chaetomium sont tous deux membres de la famille des Chaetomiaceae (Sordariales). Les membres de cette famille sont caractérisés par la formation d’ascospores dans des asques déliquescents à l’intérieur de périthèces plus ou moins largement ornementés (Whiteside 1961). L’identification phénotypique des espèces de Chaetomiaceae dépend principalement de la forme des poils ascomataux, de la pigmentation et de l’ornementation de l’ascome, et de la forme des ascospores (Ames 1961 ; von Arx et al. 1984). Les trois espèces décrites dans la présente étude ont présenté des caractéristiques morphologiques inhabituelles en ne formant pas de reproduction sexuelle dans les ascomates. Au lieu de cela, des amas de cellules à parois épaisses et à pigmentation sombre étaient présents. Il n’est pas clair si ces structures représentent des périthèces immatures (Davey et al. 2008). Dans le cadre de la nomenclature singulière des champignons (Taylor 2011), les espèces sont ici néanmoins décrites en genres sexuels sur la base de leur position phylogénétique au sein des Chaetomiaceae.

Les deux nouvelles espèces regroupées avec Subramaniula provenaient de sources cliniques, principalement des infections oculaires ou cutanées. Le genre coprophile Subramaniula est actuellement connu par deux espèces qui ont été transférées d’Achaetomium, c’est-à-dire S. irregularis et l’espèce type générique, S. thielavioides (Cannon 1986 ; von Arx 1985 ; von Arx et al. 1978). Le genre Subramaniula est caractérisé par des ascomates pâles glabres avec de larges ouvertures apicales (Fig. 8), sans morphologie asexuée connue. Cannon (1986) a signalé « Quelques hyphes avec des chaînes de cellules considérablement gonflées, produisant des corps globuleux ou ellipsoïdaux à parois minces jusqu’à 8 μm de diamètre, mais qui pourraient bien ne pas fonctionner comme propagule ». Certains auteurs ont suggéré que ces corps pourraient être liés à l’état asexué de ce champignon (Pastirčák et Pastirčáková 2009). Lors de l’examen de l’ex-souche type de S. thielavioides (CBS 122.78), nous avons détecté des chaînes de cellules gonflées, mais aucun corps à paroi mince n’a été vu. Par rapport à nos deux nouvelles espèces de Subramaniula dans lesquelles des conidies ont été observées, ces structures sont peu susceptibles d’être les conidies, mais peuvent agir comme des propagules de survie. Subramaniula irregularis (syn. Achaetomiella irregulare) est décrite comme morphologiquement similaire à S. thielavioides avec quelques différences dans la forme et la taille des ascospores et la pigmentation des ascomates mais aucune culture vivante n’est disponible pour cette espèce (Cannon 1986).

Subramaniula thielavioides (CBS 122.78). Colonies après 1 semaine d’incubation sur : a-b MEA avers et revers ; c OA ; d Ascomates ; e Paroi des ascomates ; f-h Ascospores. – Barres d’échelle = 10 μm

Subramaniula thielavioides a été isolé d’un échantillon de fumier en Inde, alors que S. irregularis n’est connu que du sol en Afrique du Sud (Cannon 1986 ; von Arx et al. 1978). Jusqu’à présent, aucune infection humaine n’a été attribuée à Subramaniula. Cependant, Cannon (1986) a rapporté l’isolement de S. thielavioides à partir d’un ongle humain et, fait intéressant, il a déclaré « Les mycologues médicaux devraient être conscients de son existence ». Avec les deux espèces cliniques nouvellement décrites, le genre Subramaniula est confirmé comme ayant un potentiel en tant que genre opportuniste causant éventuellement des infections de la peau, des yeux et des ongles. Une souche non identifiée provenant d’un ulcère de la cornée publiée par Vinod Mootha et al. (2012), CBS 123294, est décrite dans la présente étude comme une nouvelle espèce Subramaniula asteroides. La souche a été récupérée chez un patient portant une lentille de contact et qui s’est blessé avec un fil de fer en travaillant dans une écurie de chevaux. La souche dH 21571 concernait une kératite apparue après un traumatisme oculaire avec une feuille de plante tranchante dans un champ agricole de l’Inde tropicale. Deux autres souches provenant des États-Unis étaient également issues d’ulcères cornéens. Deux autres souches provenant d’infections oculaires en Espagne correspondaient à S. asteroides ; CNM-CM 4314 a été isolé de l’exsudat cornéen d’un patient masculin de 27 ans, CNM-CM 7482 provenait d’une endophtalmie d’un patient immunodéprimé de 47 ans ; des hyphes ont été observés dans l’humeur vitrée et le patient a perdu l’œil. Subramaniula asteroides semble donc avoir une forte association avec les infections oculaires traumatiques. Au cours de cette étude, une autre séquence dérivée d’un isolat (UTHSC 03-1315) provenant de la peau d’un patient d’Arabie Saoudite a également été identifiée comme étant S. asteroides. Le seul isolat environnemental de S. asteroides provenait également d’Arabie Saoudite, à savoir d’un sol désertique sablonneux soumis à un impact d’hydrocarbures. Il a été récupéré par enrichissement au toluène (Zhao et al. 2010), une méthode conçue pour l’isolement de champignons se développant dans des conditions toxiques.

Subramaniula obscura est décrit dans le présent article pour une seule souche provenant d’un homme koweïtien de 53 ans présent avec une infection de l’orteil. La souche a été initialement identifiée comme étant Chaetomium cuniculorum. Nous avons constaté que les souches de C. cuniculorum sont phylogénétiquement liées à S. obscura, car les deux souches ont été trouvées dans un seul clade soutenu, basé à la fois sur l’analyse des gènes ribosomiques (ML-BS/PP, 84 %/1,0) et sur l’analyse multilocus des gènes codant pour les protéines (ML-BS/PP, 100 %/0,99) (Fig. 2). Avec le séquençage ITS et en utilisant un nombre limité de taxons, la séparation des deux espèces pourrait en effet être difficile. La séquence ITS de l’ex-souche type de S. obscura, CBS 132916, présentait 97 % de similitude avec les isolats de C. cuniculorum. On pense que cette dernière espèce se rencontre principalement sur les excréments et environ la moitié des souches de C. cuniculorum conservées dans la collection de cultures du CBS proviennent d’excréments d’animaux herbivores. La similarité ITS de S. obscura à S. thielavioides est de 99,4 %, mais les gènes codant pour les protéines sont systématiquement différents et, par conséquent, la description de la nouvelle espèce dans Subramaniula est justifiée.

La macro- et la micro-morphologie de Subramaniula obscura est similaire à celle de S. asteroides, sauf que les cellules formant les touffes de S. obscura sont plus brunâtres et arrondies, et les hyphes sont plus épaisses et avec des saillies verruqueuses. La température minimale de croissance pour les deux espèces et pour S. thielavioides est de 6 °C, et elles ont toutes très bien poussé au-dessus de 40 °C, indiquant la thermotolérance des espèces de Subramaniula. La croissance optimale se situait entre 33 et 36 °C, et la survie constante à 37 °C dénote la capacité à se développer à la température du corps humain comme facteur de virulence (Revankar et Sutton 2010).

L’identification de la souche CBS 137114 de Chaetomium anamorphosum comme une nouvelle espèce, récupérée dans une péritonite humaine, a été initialement effectuée par comparaison morphologique avec les espèces de Papulaspora décrites. Cette souche a montré une certaine similitude avec Papulaspora nishigaharanas par la formation d’agrégats de cellules de couleur brune et à parois épaisses, ainsi que par la production de phialoconidies (Watanabe 1991). La comparaison des séquences de l’ITS et de la région D1/D2 du gène de l’ARNr 28S dans la GenBank n’a pas révélé d’homologie avec une quelconque espèce connue séquencée. Avec l’approche phylogénétique moléculaire nous avons pu résoudre la taxonomie de cet isolat comme un parent proche des espèces ascosporulantes Chaetomium irregulare et C. fusisporum (Figs. 1, 2, et 9). L’espèce nouvellement identifiée différait de C. irregulare et C. fusisporum, non seulement dans la morphologie mais aussi dans la température de croissance. La température optimale de croissance de C. anamorphosum était de 33-36 °C et la croissance était encore observée à 40 °C, alors que pour C. irregulare l’optimum était de 30 °C et il était incapable de se développer ou ne se développait que faiblement à 40 °C. Chaetomium irregulare a été transféré au genre Achaetomium par Rodríguez et al. (2004). Cependant, lorsqu’on le compare au type générique Achaetomium globosum, on constate qu’il est éloigné et que le nom Achaetomium irregulare est redondant. La taxonomie et la nomenclature du clade contenant la nouvelle espèce et d’autres Chaetomium spp. comme paraphylétiques à Subramaniula ne sont pas claires en raison de la distance relativement importante avec l’espèce type générique, C. globosum. En outre, la morphologie des ascomates, des poils ascomataux s’ils sont présents, et des ascospores des espèces de ce clade diffère de celle de C. globosum. Les genres Chaetomium, Achaetomium, Subramaniula, et Achaetomiella étaient morphologiquement similaires avec seulement quelques différences dans la présence et l’absence de poils ascomataux, la paroi de l’ascome, la couleur des ascospores, et dans le taux de croissance (Cannon 1986). Ces caractères sont devenus largement non pertinents en raison de la disponibilité de données moléculaires. En attendant une révision taxonomique de Chaetomium, nous maintenons la classification actuelle du groupe au sein de ce genre, en reconnaissant Subramaniula comme un genre imbriqué dans Chaetomium.

Chaetomium irregulare (CBS 446.66). Colonies sur MEA : a Une semaine b Quatre semaines d’incubation ; c Asques à la surface de la gélose OA ; d Ascomates ; e Paroi des ascomates ; f-g Asques ; h. Ascospores. – Barres d’échelle = 10 μm

Malgré le grand nombre d’espèces décrites chez Chaetomium et ses apparentés, on sait peu de choses sur leur taxonomie moléculaire et seules quelques espèces ont été séquencées et sont disponibles dans les bases de données publiques (Wang et al. 2014). La plupart des études précédentes étaient limitées aux espèces rares, et la phylogénie des espèces de Chaetomium plus ubiquistes reste non résolue (Asgari et Zare 2011 ; Lee et Hanlin 1999 ; Wang et al. 2014). Récemment, trois nouvelles espèces du groupe C. indicum ont été décrites sur la base de l’analyse moléculaire de quatre gènes (Wang et al. 2014). Une autre étude moléculaire de Chaetomium a été celle d’Asgari et Zare (2011) en Iran utilisant l’analyse phylogénétique de trois gènes aboutissant à la délimitation de six nouvelles espèces. Deux d’entre elles présentaient des morphes asexués similaires à ceux formés par Chaetomium anamorphosum et par les deux espèces de Subramaniula décrites dans le présent article. Chaetomium rectangulare Asgari et Zare (2011) appartient au groupe C. globosum caractérisé par des morphes asexués avec des phialides et des conidies étroitement similaires à ceux de notre nouvelle espèce. Cela pourrait indiquer que les nouvelles espèces ont en quelque sorte perdu leur capacité à former une fructification sexuelle et l’ont remplacée par un type de sporulation asexuée. Le séquençage du locus MAT régulant la reproduction sexuelle pourrait indiquer si les morphes sexuels de ces espèces sont absents ou supprimés.

Les excréments d’animaux, les matières végétales en décomposition et le sol sont des habitats naturels connus pour les espèces Chaetomium, Subramaniula et Papulaspora. De Hoog et al. (2013b) ont remarqué que le genre Madurella est imbriqué dans Chaetomium et que de nombreuses espèces des Chaetomiaceae combinent l’association des bouses avec des conditions climatiques arides. Si l’on ajoute à Chaetomium les espèces non ascosporulantes précédemment non identifiées, le rôle de ce genre dans les maladies humaines et animales s’est considérablement accru. Des infections à Chaetomium et des infections par des espèces se regroupant dans l’arbre phylogénétique de Chaetomium, comme Chaetomidium et Thielavia, ont été signalées sur la peau, les cheveux et les ongles (Hubka et al. 2011 ; Kaliamurthy et al. 2011 ; Najafzadeh et al. 2014 ; Vinod Mootha et al. 2012). En outre, plusieurs espèces de Chaetomiaceae ont été signalées comme pouvant causer des infections opportunistes graves chez les patients immunodéprimés (Al-Aidaroos et al. 2007 ; Guppy et al. 1998 ; Hoppin et al. 1983). Plusieurs cas de péritonites similaires au nôtre chez C. anamorphosum ont été rapportés chez des personnes immunodéprimées qui avaient acquis l’infection au cours d’une dialyse péritonéale. Febré et al. (1999) ont isolé C. globosum à partir de bouteilles de liquide de dialyse ; une péritonite a été rapportée par Baer et al. (2013). Un cas intéressant publié par Issa et al. (2013) concernait une péritonite chez une femme immunocompétente de Damam, en Arabie Saoudite, causée par une espèce de Chaetomium inconnue. Apparemment, les personnes immunocompétentes sont également exposées au risque d’infections profondes par Chaetomium ou des champignons apparentés. Par exemple, un cas de phaeohyphomycose cérébrale mortelle causée par Thielavia subthermophila a été rapporté chez des individus immunocompétents (Badali et al. 2011). Chaetomium atrobrunneum, C. perlucidum et C. strumarium sont désormais considérés comme des espèces neurotropes provoquant des infections graves et potentiellement mortelles (Abbott et al. 1995 ; Barron et al. 2003 ; Guppy et al. 1998). Il semble que les membres des Chaetomiaceae aient effectivement un potentiel clinique sous-estimé, et une réévaluation du rôle du genre dans la pathologie humaine est nécessaire de toute urgence. L’habitat naturel de nombreuses espèces dans les climats arides et leur survie à des températures élevées favorisent probablement leur survie dans les tissus des mammifères. La capacité de C. anamorphosum à se développer de manière optimale à 36 °C, contrairement à C. irregulare, en est un bon exemple. Ces espèces sont capables de briser la zone d’exclusion thermique du corps humain et en cas d’immunosuppression ou d’autre problème immunologique, les champignons peuvent émerger comme des pathogènes humains potentiels (Casadevall 2012).

En raison des difficultés d’identification sur la base de critères phénotypiques, certains cas plus anciens d’espèces de Chaetomium ou Subramaniula ont pu être ignorés à tort ou rapportés comme des cas d’infection à Madurella ou Papulaspora (Mohd-Tahir et al. 2012). Nos études montrent clairement que les infections traumatiques et opportunistes par des espèces de type chaetomium donnent souvent des souches non ou peu sporulantes en culture (Najafzadeh et al. 2014 ; Vinod Mootha et al. 2012). La description de ces souches en tant qu’entités taxonomiques distinctes dans le genre est significative d’un point de vue clinique et épidémiologique. En outre, les études de sensibilité aux antifongiques sont peu nombreuses, et des protocoles de traitement sont nécessaires de toute urgence.