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Etude des propriétés biochimiques et adhésives des souches de candida spp. isolées de la station de traitement des lixiviats de Djebel Chakir

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par Mouna BEN MOULA
ISSTE  - PFE Licence Appliquée en physique, chimie de l'environnement 2011
  

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C. albicans ATCC 2091

C. albicans ATCC 90028

C. albicans SC 53 14

M2

M5

M7

M8

M1 6
M20

M2 1

M24

M25
M36

M42

M45

M47

M56

M57

Candida krusei

C. krusei ATCC 6258

C. krusei 05 (054)

M1 3

M22
M30

M3 1
M32

M39

M40

M4 1

M43

M44

M49
M1 7
M1 8

M50

Candida famata

C. famata V2

M9 M1 0 M1 1 Candida tropicalis

C. tropicalis 06(085)

M28

M46

Candida lusitaniae

C. lusitaniae CECT 11458

M1

Candida guilliermondii

M1 4

Saccharomyces cerevisiae

M23

++ Rouge Slime négatif

+++ Rose Slime négatif

+++ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

++ Rose Slime négatif

+++ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

+++ Rouge Slime négatif

+ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

+++ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

+++ Rouge Slime négatif

+++ Rouge Slime négatif

+++ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

+++ Rouge Slime négatif

++ Rose Slime négatif

+ Rouge Slime négatif

+ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

+ Rouge Slime négatif

+ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

++ Rose Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

+ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

+++ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

+ Rouge Slime négatif

+ Rouge Slime négatif

++ Rouge Slime négatif

+++ Rouge Slime négatif

33,92 33,03

10 19

15,78 10,52

16,85 10,11

17,27 29,09

66,66 57,77

1,66 15,83

56,66 17,5

16,66 52,22

16,49 46,39

17,79 57,62

14 78

46,66 66,66

48,18 82,72

55 80

62,5 85,83

50 76,66

3,26 29,34

3,50 12,28

22,22 1,11

11,81 41,81

3,27 40,98

59,37 70,62

55 56,66

37 27,55

10 34

24,54 61,81

2 48

11 52

16,66 42,5

7,20 54,05

5 4

2 30

32,20 44,91

10,71 25,89

24,60 41,26

0,8 6,62

14,51 16,93

6,36 1,81

24,19 4,83

56,36 79,09

21,66 24,16

11,25 10

21,84 24,36

47,5 84,16

(+) : souche faiblement formatrice de biofilm ; (++) : souche moyennement formatrice de biofilm; (+++) : souch e fortement formatrice de biofilm.

Résultats

La figure 14 (a) montre que les moyennes des valeurs des densités optiques relatives à l'activité de la déshydrogénase mitochondriale différent entre les 43 souches de Candida testées. En effet, les valeurs des densités optiques varient de 0.063 pour la souche C. albicans SC 5314 à 0,375 pour la souche C. albicans (M21). Nous avons pu remarquer que tous les isolats de C. albicans sont plus formateurs de biofilm sur les polystyrènes que les souches de référence SC 5314 (DO=0,063) et C. albicans ATCC 90028 (DO= 0,262). Pour les souches C. krusei, les valeurs des densités optiques varient de 0,19 pour la souche de référence C. krusei 05(054) à 0,33 pour la souche de C. krusei (M43). Nos résultats ont montré que l'espèce albicans est plus formatrice de biofilm sur le polystyrène (DO= 0,375) que l'espèce de C. krusei (DO=0.289). Aussi les espèces C. tropicalis s'avèrent fortement formatrice de biofilm sur ce même matériaux puisque pour la souche de référence C. tropicalis 06(0,85) a une DO=0,306 et pour la souche C. tropicalis M28 la DO est 0,243, et il en est en même pour la souche C. famata V2 (DO= 0,243).

Pour le Cristal violet 1%, la figure 14 (b) montre que les moyennes des valeurs des densités optiques différentes entre les 43 souches de Candida testées. En effet, les valeurs des densités optiques varient de 0.107 pour la souche C. albicans (M7) à 0,331 pour la souche C. albicans (M57). Pour les souches de C. krusei, les valeurs des densités optiques varient de 0,100 pour la souche de référence C. krusei 05(054) à 0,234 pour la souche de C. krusei (M44).

41

Résultats

(a)

(c)

Figure 14. Distribution des valeurs de l'absorbance de XTT (a) à 492 nm et du cristal violet à 595 nm en fonction des différentes espèces de
Candida isolées de la station de traitement des lixiviats de Djebel-Chakir.

DISCUSSION

42

Discussion

Dans cette étude, 37 souches de levures ont été isolées de la station de traitement des déchets de Djebel Chakir, avec dominance des deux espèces C. albicans (15/37) et C. krusei (14/37).

Six espèces de Candida spp. ont été isolées qui sont C. albicans, C. lusitaniae, C. famata, C. guilliermondii, C. tropicalis, C. krusei ainsi que la souche Saccharomyces cerevisiae.

L'étude morphologique des Candida spp. a porté sur l'aspect et la forme des colonies sur milieu solide sélectif. L'examen macroscopique des souches cultivées sur ce milieu et à une température de 37°C a montré qu'il s'agit de colonies crémeuses ayant une odeur de levures. La capacité des espèces de Candida à se développer à 37°C est une caractéristique importante à considérer dans l'identification des espèces cliniques sachant que la plupart, des espèces pathogènes se développent aisément à 25°C et à 37°C (McCullough et al., 1996).

L'observation microscopique des cellules de Candida spp. a montré qu'elles sont semblables. Les blastopores peuvent changer de l'aspect ovoïde à allongé et même sphérique (Odds, 1988). Notre étude nous a permis de vérifier que macroscopiquement, C. albicans apparait une espèce caractérisée par la forme de levure (blastopores ovoïdes) et les souches de C. krusei sont de forme allongée ou en grain de riz.

Les activités hydrolytiques incluant la phospholipase, la protéase et l'estérase jouent un rôle important dans la pathogénie des champignons. La sécrétion de ces enzymes à été discutée dans la littérature (da Costa et al., 2009, Noumi et al., 2009). Les enzymes hydraulitiques peuvent entrainer la destruction de la membrane cellulaire et son aussi impliquée dans la pathogénicité des levures de genre Candida.

La sécrétion des phospholipases extracellulaires par les espèces de Candida a été reportée pour la première fois par Costa et ses collaborateurs (1968) suite à la croissance de cette levure sur milieu solide à base de jaune d'oeuf. Nos résultats ont prouvé que 31,11% des souches de Candida ont une activité phospholipase négative et que 44,44% des souches C. albicans sont phospholipase positive, contrairement à l'étude de Farina et ses collaborateurs en 2009 qui ont montré que 99,4% des souches de C. albicans sont productrices de cette enzyme. D'autre étude ont montré que d'autre espèces de Candida telles que les C. tropicalis, C. famata, et C. guilliermondii secrètent aussi de la phospholipase (Noumi et al., 2011).

43

Discussion

En ce qui concerne l'activité protéolique, Naglik et ses collaborateurs (2003) ont prouvé que les Aspartyl protéases sécrétées par les Candida jouent un rôle important dans la virulence de cet organisme. Les rôles attribués à cette enzyme lors de l'infection par C. albicans pourraient aller de la simple absorption des substances nutritives jusqu'à la digestion des immunoglobulines de l'hôte afin de résister au système immunitaire. Nous avons aussi montré que 86,04% des souches de Candida testées sont productrices de la protéase et que cette production est répartie au niveau des six espèces de Candida étudiés (C. albicans, C. lusitaniae, C. famata, C. guilliermondii, C. tropicalis, C. krusei).

L'étude expérimentale a révélé que 46,51% des isolats de Candida testés ont une activité estérase négative. Les souches de Candida qui ont une activité estérase positive ont un pourcentage de 27,90% parmi elles: C. albicans 33,33% et C. krusei 35,71%. Mudaliar et ses collaborateurs en 2005, la majorité des espèces sont non productrice de l'estérase sur 149 souches de Candida isolées de différents patients malades à montré que 92.3% de C. albicans ne secrète pas l'estérase, C. tropicalis (92.3%), C. parapsilosis (25%), C. dubliniensis (16.6%), C. inconspicua (100 %), et C. lipolytica (100%) non sécrétrices de l'estérase.

Le pouvoir hémolytique des souches de C. albicans à été rapporté pour la première fois par Manns et ses collaborateurs (1994). L'étude de Gang et ses collaborateurs (2001) a démontré qualitativement et quantitativement l'activité hémolytique chez différentes espèces de Candida. Nos résultats ont montré que la majorité des souches testées ont la possibilité de dégrader l'hémoglobine (source de fer par production de deux différents types d'hémolysines responsable de la lyse des érythrocytes). En effet, les souches hémolytiques de Candida ont montré les trois types d'hémolyse. Cependant, l'activité beta hémolytique (hémolyse complète) a été uniquement observée après 48 h d'incubation précédée d'une activité alpha hémolytique (hémolyse incomplète) durant les premières 24 h d'incubation.

L'analyse quantitative des données a montré que l'activité beta hémolytique de C. albicans est plus importante que celle des autres espèces testées. Aussi cette variation a été observée au sein d'une même espèce. En effet, les deux types d'hémolyse (bêta et alpha) ont été observés chez les souches de C. albicans et C. krusei. Ces résultats ont été prouvés en 1999 par Watanabe et ses collaborateurs. Ces observations suggèrent que alpha et beta hémolyse peuvent résulter de deux ou plusieurs différents facteurs hémolytiques produits par

ce type de levures.

44

Discussion

L'adhésion des isolats de Candida à différentes surfaces à été testée qualitativement et quantitativement. La production de Biofilm testée par méthode de coloration à la safranine 1% a montré que toutes les souches de Candida testées sont phénotypiquement formatrices de biofilm avec des degrés variables en fonction de l'intensité du biofilm. En effet, 17,77 % de souches sont faiblement formatrices de biofilm (noté `+') et 57,77% sont moyennement formatrices de biofilm (noté `++') et 24,44 % sont fortement formatrices de biofilm (noté `+++'). Cerickcioglu et ses collaborateurs (2004) suggèrent l'utilisation de cette technique puisqu'elle est simple et efficace pour la détermination des propriétés adhésives de souches de Candida.

La production d'exo-polysaccharides sur milieu au rouge Congo a montré que les souches testées donnent deux morphotypes (rouge et rose) qui sont interprétés comme étant des souches slime négatif. En 2010, Dag et ses collaborateurs ont montré la présence de différents morphotypes : rouge foncé (noté slime positif), rose à centre noir (noté souche faiblement productrice de slime) et rose pale et blanc (noté souche slime négatif). De plus, Gökce et ses collaborateurs (2007) ont étudié la production de biofilm chez 99 souches de C. albicans isolées d'hémoculture en utilisant la méthode en tube et les méthodes spectrophotométriques. Les résultats obtenus montrent une corrélation positive entre les différentes techniques testées.

Il est connu que le rouge Congo interagit avec plusieurs polysaccharides avec une forte affinité pour la chitine et le glucane (Roncero et Duran, 1985). Ceci étant, l'interaction entre ces molécules et le rouge Congo limitent son utilisation pour évaluer qualitativement la formation de biofilm par les souches de Candida. Ainsi et compte tenu de ces remarques, nous ne recommandons pas l'utilisation de ce test (CRA) pour le screening des souches de Candida formatrices de biofilm sur ce milieu. Cette position est aussi prise par Dag en 2010 et Noumi et ses collaborateurs (2011). En effet, ces auteurs ont montré que le test sur rouge Congo a une faible sensibilité avec un pourcentage élevé de faux positifs.

Au cours de notre travail, nous avons étudié l'hydrophobicité des 43 souches de Candida au cyclohexane et au xylène .Nous avons montré que les hydrocarbures testés sont capable de s'adhérer aux différentes souches de Candida avec différentes degrés .Pour le cyclohexane l'adhérence optimale est pour la souche C. albicans (M47) 85,83% et pour le xylène l'adhérence optimale est pour la souche C. albicans M7 (66,66%) et 59,37% pour C. krusei. En 2010, Raut et ses collaborateurs ont étudié l'hydrophobicité de 50 souches

45

Discussion

cliniques de Candida en corrélation avec la formation de biofilm sur le polystérene .Ils ont trouvé que l'hydrophobicité de la surface des cellules de Candida varie de 2 à 41 %. Ils ont aussi noté qu'il n'y a pas de corrélation entre l'hydrophobicité des cellules de cette levure et leur adhésion au polystyrène.

Les isolats de Candida ont été testés pour leur capacité à former un biofilm à la surface des puits des plaques en polystyrène par mesure de la viabilité cellulaire suite à la réduction du XTT par la déshydrogénase mitochondriale des cellules de Candida métaboliquement actives. Le changement colorimétrique durant la phase de formation de biofilm reflète le nombre des cellules vivantes et peut être quantifié par un lecteur ELISA (Kuhn et al., 2002).

Notre étude nous a permis de remarquer que C. albicans est l'espèce la plus productrice du biofilm suivi par C. krusei. En effet, certaines études ont démontré que le métabolisme du XTT par les cellules adhérentes de Candida peut varier d'une espèce à une autre et que ce métabolisme est plus élevé chez C. albicans que chez les autres espèces vu qu'elle est l'espèce la plus adhérente.

Dans la dernière partie nous avons étudié l'activité antifongique de l'amphotéricine B contre des isolats de Candida. Dans le même domaine, les études de kunkel en 2011 sur 51 souches de C. albicans qui ont été isolées des différents services de l'hôpital à partir des cathéters et des sondes après leur ablation a montré que les cellules de C. albicans sont très résistantes ,cette résistance augmente au cours phases de la formation des biofilms jusqu'à ce qu'elle atteigne son seuil à la phase de maturation (après 48 h) par dosage colorimétrique après coloration au cristal violet.

Il en sort de ce travail que toutes les espèces de Candida isolées des différentes phases de traitement des lixiviats de Djebel-Chakir sont dotées de plusieurs propriétés virulentes: (i) sécrétion de plusieurs enzymes hydrolytiques (phospholipases, estérase, aspartylprotéases), (ii) dégradation des globules rouges, et (iii) formation de biofilm. De telles levures déversées directement dans le milieu récepteur (Oued El Attar) peuvent être une source de danger

potentiel pour l'être humain.

CONCLUSION

GENERALE

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"Qui vit sans folie n'est pas si sage qu'il croit."   La Rochefoucault