Les mutations ont tendance à avoir mauvaise réputation, et à juste titre. Un seul défaut de notre ADN peut nous priver de la vue, épaissir nos poumons avec du mucus, nous pousse à saigner à mort, affaiblir nos muscles ou remplir nos organes de tumeurs.

Mais dans certaines situations, une mutation peut en fait être une source de force. Pour les micro-organismes, la bonne mutation peut conférer des super-pouvoirs, leur permettant de traverser les continents, infecter de nouveaux hôtes et éviter l'annihilation induite par les médicaments.

Les microbes sont tellement fans de mutations qu'ils ont truqué leurs génomes pour en accumuler de plus en plus.

Dans une étude publiée le 26 septembre dans eLife , Les chercheurs de Duke montrent que les lignées du pathogène fongique Cryptococcus deuterogattii abritent une mutation spécifique dans leur ADN qui augmente leur taux de mutation. Ces « hypermutateurs, ' comme on les appelle, développer rapidement une résistance aux médicaments antifongiques FK506 et à la rapamycine.

"S'il n'y avait pas de mutations, il n'y aurait pas de matériel génétique brut sur lequel l'évolution et la sélection pourraient agir, " a déclaré Joseph Heitman, auteur principal de l'étude et professeur et président de la génétique moléculaire et de la microbiologie à la Duke University School of Medicine. "Ces hypermutateurs sont probablement beaucoup plus courants qu'on ne le pense, en particulier chez les champignons pathogènes.

Pendant près de deux décennies, un champignon rare mais potentiellement mortel appelé Cryptococcus deuterogattii a pris pied dans le nord-ouest du Pacifique et sur l'île de Vancouver. Contrairement à d'autres champignons qui infectent principalement les patients dont le système immunitaire est affaibli, Cryptococcus deuterogattii a rendu malades des centaines de personnes par ailleurs en bonne santé. L'agent pathogène fongique émergent provoque de graves infections pulmonaires et du système nerveux central, et est mortelle si elle n'est pas traitée.

Blake Billmyre, un ancien étudiant diplômé du laboratoire de Heitman, séquencé le génome entier de trois souches différentes de C. deuterogattii (un isolat clinique de Seattle au début des années 1970, un isolat environnemental d'un eucalyptus dans la région de San Francisco vers 1990, et un isolat clinique du Brésil de 1980) qui sont les plus étroitement liés à ceux qui causent l'épidémie en cours. Il a découvert qu'il manquait aux trois isolats du champignon une seule base d'ADN dans MSH2, l'un des nombreux gènes impliqués dans la "réparation des mésappariements" pour corriger les erreurs qui surviennent lors de la réplication de l'ADN.

De façon intéressante, les humains qui hébergent des mutations dans MSH2 ont une condition connue sous le nom de syndrome de Lynch. Parce que leurs génomes accumulent les erreurs plus rapidement que la plupart des gens, ces patients présentent un risque à vie de 75 % de développer un cancer colorectal, et sont également plus susceptibles de développer des cancers des voies urinaires, ovaire, estomac, intestin grêle, tractus hépatobiliaire, peau et cerveau.

Billmyre a décidé de tester si les mutations de MSH2 chez les champignons provoquaient également la mutation de leurs génomes à un rythme plus rapide. Lui et Shelly Clancey, un technicien dans le laboratoire de Heitman, mettre en place des cultures de compétition de Cryptococcus deuterogattii , opposant les souches de type sauvage à celles contenant une mutation hypermutante MSH2. Quand ils ont fait pousser les champignons sous la norme, conditions de non-stress, les souches se sont développées dans des tubes à essai au même rythme. Cependant, quand ils les ont cultivés dans des conditions stressantes, en ajoutant la pression sélective des antifongiques comme la rapamycine et le FK506, les souches hypermutantes ont repris presque toutes les cultures car elles pouvaient acquérir plus rapidement une résistance aux médicaments.

En accumulant les mutations, les champignons ont pu survivre au traitement médicamenteux. Mais dans le processus, ils ont perdu beaucoup de leur virulence. Les chercheurs ont découvert que les trois souches avec l'hypermutateur étaient considérablement affaiblies par rapport aux souches épidémiques. "Nous pensons que c'est à cause des milliers de mutations causées par l'hypermutateur, " a déclaré Heitman. " Cela semble provoquer un effondrement mutationnel. "

Les chercheurs cherchent actuellement à voir quel pourcentage d'autres isolats cliniques sont des hypermutateurs. Leurs conclusions jusqu'à présent indiquent qu'il pourrait s'agir d'un nombre important.

"De nombreuses études ont récemment été publiées indiquant que des hypermutateurs peuvent être présents dans les bactéries, champignons et peut-être même des populations eucaryotes plus élevées. Il est donc probable qu'il soit assez répandu et constitue une considération importante en termes de réflexion sur la façon dont la résistance aux médicaments antifongiques se développe, " dit Billmyre, auteur principal de l'étude et maintenant chercheur postdoctoral au Stowers Institute for Medical Research.