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5.2.4: Patogenicidad fúngica - Biología

5.2.4: Patogenicidad fúngica - Biología



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Habilidades para desarrollar

  • Nombre al menos tres factores de virulencia fúngica que promueven la colonización fúngica.
  • Nombra al menos dos factores de virulencia fúngica que dañan al huésped.

Al igual que con las bacterias, los factores de virulencia fúngica se pueden dividir en dos categorías: factores de virulencia que promueven la colonización fúngica del huésped; y factores de virulencia que dañan al huésped.

Factores de virulencia que promueven la colonización por hongos

Los factores de virulencia que promueven la colonización fúngica del huésped incluyen la capacidad de:

1. adherirse a las células huésped y resistir la remoción física;
2. invadir las células huésped;
3. competir por los nutrientes;
4. resistir las defensas inmunitarias innatas como la fagocitosis y el complemento; y
5. evadir las defensas inmunitarias adaptativas.

Ejemplos de factores de virulencia que promueven la colonización por hongos incluyen:

1. Un sistema inmunológico comprometido es el principal factor predisponente para las infecciones fúngicas graves. Una persona altamente inmunosupresora, como una persona que toma medicamentos inmunosupresores para suprimir el rechazo de un trasplante, o una persona con infección por VIH avanzada, o una persona con otros trastornos inmunosupresores, se vuelve muy susceptible a infecciones por hongos generalmente considerados no muy dañinos para una persona sana con defensas normales.

2. Al igual que con las bacterias, la capacidad de adherirse a las células huésped con adhesinas de la pared celular parece influir en la virulencia de los hongos.

3. Algunos hongos producen cápsulas que les permiten resistir la absorción fagocítica, como la levadura. Cryptococcus neoformans y la forma de levadura de Histoplasma capsulatum (Figura 1).

4. Candida albicans estimula la producción de una citocina llamada GM-CSF y esta citocina puede suprimir la producción de complemento por parte de monocitos y macrófagos. Esto puede disminuir la producción de opsonina C3b, así como las proteínas del complemento que mejoran la quimiotaxis de los fagocitos.

5. C. albicans también parece ser capaz de adquirir hierro de los glóbulos rojos.

6. albicans produce proteasas ácidas y fosfolipasas que ayudan en la penetración y daño de las membranas de la célula huésped.

7. Algunos hongos son más resistentes a la destrucción fagocítica, por ejemplo, Candida albicans, Histoplasma capsulatum, y Coccidioides immitis.

8. Existe evidencia de que cuando la forma de levadura de Candida entra en la sangre, activa genes que le permiten cambiar de su forma en ciernes a su forma hifal. Además, cuando es engullido por macrófagos, comienza a producir los tubos germinativos tubulares que penetran la membrana del macrófago provocando así su muerte.

Una pelicula de Candida matar a un macrófago desde el sitio web de Theriot Lab en la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford: Candida albicans matando macrófagos de adentro hacia afuera.

9. Factores como la temperatura corporal, el estrés osmótico, el estrés oxidativo y ciertas hormonas humanas activan una enzima histidina quinasa que regula el dimorfismo en los mohos dimórficos, como Histoplasma capsulatum, Blastomyces dermatitidis, y Coccidioides immitis, haciendo que cambien de su forma de moho avirulento a su forma de levadura virulenta. También desencadena la levadura. Candida albicans para cambiar de su forma de levadura a su forma de hifa más virulenta.

Factores de virulencia que dañan al huésped

Al igual que las bacterias, los PAMP fúngicos que se unen a los PRR pueden desencadenar una producción excesiva de citocinas que conducen a una respuesta inflamatoria dañina que daña tejidos y órganos. A medida que los hongos crecen en el cuerpo, pueden secretar enzimas para digerir las células. Estos incluyen proteasas, fosfolipasas y elastasas. En respuesta tanto al hongo como a la lesión celular, se liberan citocinas. Como se vio anteriormente en Patogenia bacteriana, esto conduce a una respuesta inflamatoria y muerte extracelular por fagocitos que conduce a una mayor destrucción de los tejidos del huésped.

Muchos mohos secretan micotoxinas, especialmente cuando crecen en granos, nueces y frijoles. Estas toxinas pueden causar una variedad de efectos en humanos y animales si se ingieren, incluida la pérdida de coordinación muscular, pérdida de peso y temblores. Algunas micotoxinas son mutagénicas y cancerígenas. Aflatoxinas, producidas por ciertos Aspergilo especies, son especialmente cancerígenas. Un molde llamado Stachybotrys chartarum es un productor de micotoxinas que ha sido implicado como un problema potencial grave en hogares y edificios como una de las causas del "síndrome del edificio enfermo". Los síntomas de las micotoxinas en los seres humanos incluyen dermatitis, inflamación de las membranas mucosas, tos, fiebre, dolor de cabeza y fatiga.

Artículo de Medscape sobre infecciones asociadas con organismos mencionados en este objeto de aprendizaje. La inscripción para acceder a este sitio web es gratuita.

  • Candida albicans
  • Cryptococcus neoformans
  • Pneumocystis carinii
  • Infecciones dermatofíticas (tiña)
  • Coccidioides immitis
  • Histoplasma capsulatum
  • Blastomyces dermatitidis
  • Aspergilosis
  • Rhizopus
  • Alergia al moho

Resumen

Muchos de los mismos factores que permiten que las bacterias colonicen el cuerpo también permiten que los hongos colonicen. Muchos de los mismos factores que permiten que las bacterias dañen el cuerpo también permiten que los hongos causen daño.

Colaboradores

  • Dr. Gary Kaiser (COLEGIO COMUNITARIO DEL CONDADO DE BALTIMORE, CAMPUS DE CATONSVILLE)


Hongo patógeno

Hongos patógenos son hongos que causan enfermedades en humanos u otros organismos. Se sabe que aproximadamente 300 hongos son patógenos para los seres humanos. [1] Se sabe que muchos más hongos son patógenos para la vida vegetal que los del reino animal. [2] El estudio de hongos patógenos para los seres humanos se denomina "micología médica". Aunque los hongos son eucariotas, muchos hongos patógenos son microorganismos. [3] El estudio de hongos y otros organismos patógenos para las plantas se denomina patología vegetal.


Se requiere CORT0C04210 para la adhesión de la ortoposilosis de Candida a las células bucales humanas

Candida orthopsilosis es un hongo patógeno humano que pertenece al complejo de especies Candida parapsilosis sensu lato. El genoma anotado de C. orthopsilosis alberga 3 genes putativos de secuencia similar a aglutinina (ALS) denominados CORT0B00800, CORT0C04210 y CORT0C04220. El objetivo de este estudio fue investigar el papel que juega CORT0C04210 (CoALS4210) en la virulencia y patogenicidad de esta levadura oportunista. Se obtuvieron cepas heterocigóticas y mutantes nulas que carecían de una o ambas copias de CoALS4210 usando la estrategia de casete de aleta SAT1 y se caracterizaron en modelos in vitro, ex vivo e in vivo. Si bien no se observaron diferencias entre las cepas mutantes y de tipo salvaje en el crecimiento in vitro o en la capacidad de sufrir morfogénesis, el mutante nulo CoALS4210 mostró una adhesión deteriorada a las células epiteliales bucales humanas en comparación con las cepas heterocigotas y de tipo salvaje. Cuando se evaluó la patogenicidad de las cepas de tipo salvaje y mutantes de CoALS4210 en un modelo murino de candidiasis sistémica, no se observaron diferencias estadísticamente significativas en la carga fúngica de los órganos diana. Dado que la alteración genética podría alterar la estructura de la cromatina e influir en la regulación transcripcional de otros genes, se generaron dos cepas mutantes editadas CRISPR / Cas9 independientes en el mismo trasfondo genético utilizado para crear las cepas eliminadas. Las cepas editadas con CoALS4210 se probaron para determinar su capacidad de crecimiento in vitro y se compararon con la cepa eliminada para determinar su capacidad de adhesión a células epiteliales bucales humanas. Los resultados obtenidos confirmaron una reducción en la capacidad de adhesión de las cepas editadas de C. orthopsilosis a las células bucales. Estos hallazgos proporcionan la primera evidencia de que CRISPR / Cas9 se puede utilizar con éxito en C. orthopsilosis y demuestran que CoALS4210 juega un papel directo en la adhesión de C. orthopsilosis a las células bucales humanas, pero no está implicado principalmente en la aparición de candidiasis diseminada.

Palabras clave: Genes ALS Adhesión CRISPR / Cas9 Candida orthopsilosis Células epiteliales bucales humanas Casete de aleta SAT1 Factores de virulencia.


EPIDEMIOLOGÍA

Candida las especies son organismos ubicuos (115). Una incidencia creciente de infecciones fúngicas con Candida especie se ha observado en pacientes inmunodeprimidos, como pacientes de cuidados intensivos, posquirúrgicos y neutropénicos (7, 11, 14, 67, 90, 175). Candida las especies se aíslan con mayor frecuencia de la cavidad bucal y se detectan en aproximadamente 31 a 55 & # x00025 de individuos sanos (115). Las tasas de colonización aumentan con la gravedad de la enfermedad y la duración de la hospitalización (115, 170, 175). Históricamente, C. albicans representaron del 70 al 80 & # x00025 de los aislamientos recuperados de pacientes infectados. C. glabrata y C. tropicalis cada uno representó aproximadamente de 5 a 8 & # x00025 de los aislamientos, mientras que otros noalbicans Candida las especies ocurren solo en raras ocasiones (3, 7). Sin embargo, los datos epidemiológicos más recientes revelan un cambio micológico de C. albicans a los noalbicans Candida especies como C. glabrata, C. tropicalis, C. parapsilosis, y C. krusei (7, 90, 107, 180, 183, 184).

Los patrones cambiantes y la creciente incidencia de diseminación Candida La infección también es evidente en una gran serie de autopsias (11). La alta tasa de mortalidad asociada con las infecciones bacterianas ha disminuido con la administración temprana de antibióticos empíricos, mientras que las infecciones fúngicas sistémicas se han vuelto cada vez más importantes como causa de morbilidad y mortalidad en pacientes inmunodeprimidos. Candida es ahora el cuarto organismo más común recuperado de hemocultivos en pacientes hospitalizados (7). C. glabrata ha surgido recientemente como un patógeno nosocomial importante, pero se sabe poco sobre su epidemiología. A pesar de que C. albicans es la especie de hongos más común aislada de la sangre, C. glabrata actualmente ocupa el cuarto lugar entre Candida especie (tercero en pacientes que se han sometido a cirugía) y se asocia con una tasa de mortalidad igualmente alta (51, 90, 181, 184). C. glabrata es de especial importancia debido a su resistencia innata aumentada a los agentes antifúngicos, específicamente a los azoles (49, 61, 174, 181, 184). Los datos epidemiológicos actuales para C. glabrata se resume en la Tabla & # x200B Tabla1. 1.

TABLA 1

Epidemiología de C. & # X02009glabrata& # x02009infección

Predominantemente nosocomial (excepto vaginal)
Huésped inmunodeprimido o debilitado
Factores de riesgo específicos:
& # x02003 Hospitalización prolongada
& # x02003 Uso previo de antibióticos
& # x02003 Uso de fluconazol
& # x02003 & # x02003 Uso general en hospitales
& # x02003 & # x02003 Exposición del paciente
& # x02003 Transporte manual por personal hospitalario
Infección fúngica mixta a menudo

Una comprensión clara de la epidemiología de Candida la infección y colonización ha sido difícil debido a la falta de sistemas de tipificación fiables para evaluar la homología de cepas. Los sistemas de tipificación anteriores se han basado en diferencias fenotípicas dentro de un Candida especies, que pueden no reflejar verdaderas diferencias de cepas (26, 71, 106). Sin embargo, los avances recientes en el uso de técnicas moleculares han permitido a los investigadores desarrollar un sistema de tipificación con mayor sensibilidad (26, 34, 70, 71, 106, 169, 172). Tipificación molecular de Candida mediante huellas dactilares de ADN que involucran varias técnicas moleculares (polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción, CHEF y ADN polimórfico amplificado aleatoriamente), tiene la capacidad de diferenciar cepas estrechamente relacionadas que pueden tener similitudes fenotípicas (26, 70, 79, 161, 169, 172).

Según estudios epidemiológicos, es evidente que los seres humanos están expuestos repetidamente a Candida en alimentos y otras fuentes. Sin embargo, la historia natural de esta colonización comensal & # x0201cnormal & # x0201d durante semanas, meses y años es poco conocida. Sin embargo, uno puede concluir razonablemente que Candida la colonización es casi universal. Una característica común a los individuos colonizados es que las especies más frecuentes siguen siendo C. albicans, y hasta ahora no hay cepas únicas de C. albicans o cualquier noalbicans Candida Se han identificado especies con tropismo específico del tracto gastrointestinal. Tipificación de ADN de Candida Las cepas obtenidas de pacientes con SIDA con candidiasis oral y esofágica indican una frecuencia de distribución idéntica a las de los aislados presentes en sujetos sanos (12). Esto sugiere que la candidiasis asociada al SIDA no es causada por cepas únicas o particularmente virulentas, sino que probablemente sea el resultado de defectos en los mecanismos de defensa del huésped.

Hasta hace poco, la mayoría de los informes que describen la epidemiología de la enfermedad nosocomial C. glabrata han sido retrospectivos, y pocos estudios han evaluado los factores de riesgo independientes asociados con C. glabrata adquisición y posterior infección. Conocimiento de la epidemiología de la colonización e infección nosocomial por hongos con C. glabrata Sin embargo, es esencial para la prevención de una mayor propagación, así como de la infección nosocomial. En un estudio reciente de Vázquez y colaboradores (170), el análisis prospectivo multivariante de casos y controles junto con el análisis molecular de C. glabrata demostró que los pacientes con nueva adquisición de C. glabrata tuvieron una mayor duración de la hospitalización (18,8 y 7,6 días, respectivamente PAG & # x0003c 0,001) y el uso previo de antimicrobianos más frecuente (100 y 65 & # x00025, respectivamente PAG & # x0003c 0,001) en comparación con los pacientes de los que Candida especies no se recuperaron durante el estudio. Estos resultados son similares a los encontrados en estudios epidemiológicos anteriores de C. albicans, C. lusitaniae, y C. parapsilosis (138, 139, 172). Poco se sabe sobre los reservorios hospitalarios de C. glabrata, pero, como con C. albicans, las fuentes probables incluyen una interacción compleja de reservorios ambientales y humanos (72, 172). El papel único del entorno hospitalario como potencial reservorio de Candida La especie es sugerida además por los hallazgos de un estudio reciente en el que cepas idénticas de C. glabrata fueron aislados del medio ambiente antes de ser adquiridos nuevamente por pacientes ingresados ​​en una Unidad de Trasplante de Médula Ósea (170). Anteriormente se consideraba que los organismos fúngicos aislados del inanimado entorno hospitalario contribuían poco a la infección fúngica nosocomial. Aunque las cepas infectantes se pueden cultivar a partir de superficies ambientales, se cree que el ambiente se contamina pasivamente por organismos de los pacientes (170, 172). Dos estudios han implicado el transporte en manos del personal hospitalario como una posible fuente de un brote (75, 172). Por lo tanto, C. glabrata puede ser similar a C. albicans y otros patógenos nosocomiales que se adquieren directa o indirectamente de superficies ambientales contaminadas. Conocimiento previo de la patogenia de C. glabrata La colonización y la infección asumieron que los organismos responsables de la enfermedad se adquirieron de forma endógena exclusivamente de la propia flora de los pacientes.

El papel del transporte por parte del personal en la difusión de C. glabrata Queda por aclarar. A pesar de que C. glabrata no se recupera con frecuencia de las manos del personal hospitalario, el transporte transitorio se sugiere por su aislamiento en superficies ambientales en contacto con las manos (170). Quizás el cultivo más frecuente de las manos del personal o el uso de medios líquidos para recuperar levaduras puede haber mejorado las tasas de detección de C. glabrata. La proximidad a un paciente con infección o colonización aumenta el riesgo de adquisición nosocomial (170). Como en estudios anteriores (124, 172), los resultados de cultivos longitudinales mostraron que el 75 & # x00025 de los pacientes generalmente portaban el mismo tipo de cepa de C. glabrata a lo largo del tiempo (170), con una diversidad de tensión mínima entre pacientes individuales. Este hallazgo es significativamente diferente de los resultados descritos para la adquisición nosocomial de C. albicans, en el que hubo una considerable diversidad de cepas (172). Además, en este estudio, el 71 & # x00025 de los pacientes con C. glabrata culturas tenian mas de una Candida especies aisladas. La combinación más frecuente fue C. glabrata y C. albicans, que se encontró en aproximadamente el 70 & # x00025 de los pacientes. Esto nuevamente contrasta con los hallazgos previamente descritos para C. albicans, que mostró que solo el 39 & # x00025 de los pacientes con C. albicans tenía más de uno Candida especies identificadas (175). Finalmente, a diferencia de C. albicans, C. glabrata no se ha recuperado de los alimentos proporcionados a los pacientes hospitalizados, lo que podría contribuir a la falta de C. glabrata diversidad de cepas.

En conclusión, estos estudios sugieren que la adquisición nosocomial de C. glabrata no es infrecuente y puede deberse a una adquisición exógena. Además, dos factores de riesgo principales asociados con C. glabrata colonización son la duración prolongada de la hospitalización y el uso previo de antimicrobianos. Se necesitan urgentemente más estudios prospectivos para definir más claramente los reservorios de la infección, así como el modo de transferencia y las medidas para prevenir la propagación de la infección.


5.2.4: Patogenicidad fúngica - Biología

Los hongos causan un espectro de enfermedades en los seres humanos que van desde enfermedades cutáneas superficiales relativamente inocuas causadas por dermatofitos hasta infecciones invasivas potencialmente mortales causadas por especies como Candida albicans, o Cryptococcus neoformans. Debido a la naturaleza oportunista de la mayoría de las micosis invasoras, la patogenicidad fúngica ha resultado difícil de definir. Sin embargo, la aplicación de nuevas técnicas genómicas y otras técnicas moleculares en los últimos años ha revolucionado el campo y ha revelado nuevos conocimientos fascinantes sobre los mecanismos de la patogénesis fúngica.

En este libro, un panel de autores de alto perfil revisa críticamente las investigaciones más importantes para proporcionar una descripción general oportuna. Las extensas secciones de referencia en cada capítulo alientan positivamente a los lectores a profundizar en el tema. El libro está dividido en dos secciones: Los primeros seis capítulos revisan el efecto transformador de aplicar herramientas de vanguardia y enfoques innovadores a la investigación, particularmente en el área de la biología comparada. La segunda sección consta de ocho capítulos, cada uno dedicado a la biología molecular y celular de uno de los principales hongos patógenos humanos: Candida, Aspergillus, Cryptococcus, dermatofitos, Histoplasma, Blastomyces, Pneumocystis y Paracoccidoides. Estos capítulos proporcionan una instantánea oportuna del estado actual de la investigación.

Este volumen es una referencia esencial para estudiantes, investigadores y médicos interesados ​​en la patogénesis fúngica.

"Los editores han logrado reunir a 34 de los investigadores más activos y destacados en el campo para producir una revisión de este tipo. Los diagramas de colores y las fotografías son tan informativos y (o) impresionantes, que puedo imaginar que algunos de ellos se convertirán en muy utilizado en la enseñanza de cursos de micología médica. Este es un trabajo de referencia cuidadosamente editado y bien producido que merece estar ampliamente disponible en los laboratorios que exploran la biología molecular y los mecanismos de patogenicidad de los hongos patógenos humanos "de IMA Fungus (2014) 5: 56-57 .

"Este libro es muy recomendable. Debería estar disponible en todas las bibliotecas de colegios y universidades donde se ofrecen cursos de patología humana y biotecnología. También es una fuente útil de información para estudiantes universitarios y para investigadores". de la diversidad fúngica

"Los capítulos actualizados y bien presentados sirven para hacer de este texto una referencia valiosa para los expertos en el campo, así como para los nuevos en la patobiología fúngica. Este trabajo bien presentado es una adición muy útil a la literatura. La naturaleza legible del texto bien editado sin duda facilitará su uso por parte de los estudiantes graduados que ingresen en los campos de la micología médica o fundamental, y los investigadores establecidos apreciarán las reseñas nítidas y sus referencias completas ". de Frontiers in Microbiology

(EAN: 9781908230447 9781908230669 Materias: [microbiología] [genómica] [micología])


Los hongos son una amenaza cada vez mayor para la salud humana, los animales del ecosistema mundial y la agricultura y la seguridad alimentaria. Patogenia de hongos se compromete a proporcionar una plataforma amplia y multidisciplinaria para la investigación que sirva para fertilizar los avances y contribuir a frustrar los flagelos fúngicos del planeta.

El enfoque de esta sección abarca los microbios patógenos que causan infecciones potencialmente mortales en humanos, incluidas especies de Candida, especies de Aspergillus, especies de Cryptococcus, patógenos fúngicos humanos dimórficos, Mucor y otros zigomicetos, y Pneumocystis y Microsporidios. En los animales, el alcance abarca el patógeno quítrido de las ranas, Batrachochytrium dendrobatidis y especies relacionadas, así como Pseudogymnoascus destructans, la causa del síndrome de la nariz blanca del murciélago. En plantas, se invita a presentar presentaciones sobre patógenos fúngicos que causan importantes pérdidas de cultivos y estudios centrados en cómo las plantas responden y se defienden contra las infecciones fúngicas.

Damos la bienvenida a nuevos sistemas de modelos heterólogos (Galleria, drosophila, pez cebra, ameba, huevos y otros), estudios genómicos y de genética de poblaciones, estudios de vacunas, nuevos enfoques y estrategias de fármacos y tratamientos, mecanismos de resistencia a los fármacos, diagnósticos e inmunoterapia. Se invita a realizar estudios sobre los componentes fúngicos del microbioma (GI, pulmón, piel, orofaringe).

Estamos particularmente interesados ​​en estudios que abarcan disciplinas y la aparición de nuevos patógenos en entornos clínicos y agrícolas, incluidos los brotes de hongos con hongos patógenos nuevos o raros. Los estudios que contribuyen a la taxonomía y filogenia de los hongos también estarán dentro del dominio de esta sección.

Patógenos fúngicos está dirigido por Joseph Heitman, MD, PhD de la Universidad de Duke y Anuradha Chowdhary, MD, PhD de la Universidad de Delhi, y cuenta con el apoyo de un comité editorial internacional de destacados expertos.


¿Qué es la transmisión activa del host?

Los insectos bajo el control explícito de hongos parásitos (entomopatógenos) a veces se caracterizan por términos coloridos, incluso coloquialmente categorizados como "zombies" [2, 3], un apodo que se compara con elementos ficticios y fácticos de la vida contemporánea. Aunque los efectos de los hongos entomopatógenos en sus huéspedes están muy lejos de los virus modificadores del comportamiento como la rabia o el mundo fantasmático de los zombis devoradores de cerebros que se abren paso a través de nuestra cultura popular, tanto la rabia como los hongos entomopatógenos seleccionados son, sin embargo, ejemplos arquetípicos de patógenos que reclutan activamente a sus huéspedes vivos para una transmisión exitosa, un fenómeno denominado en lo sucesivo transmisión activa del huésped (HTA) [4].

Las víctimas del virus de la rabia experimentan hidrofobia, se niegan a tragar (lo que permite que el virus se acumule alrededor de la boca) y es mucho más probable que muerdan e interactúen agresivamente con los demás [5]. Este inquietante recableado del comportamiento animal suplanta los intereses de la víctima a favor de los intereses del virus interno. El fenómeno de la HTA inducida por parásitos en huéspedes animales ha evolucionado numerosas veces en una variedad de grupos taxonómicos. Por ejemplo, Toxoplasma gondii, un parásito protista, suprime la respuesta de miedo de los roedores y los impulsa a buscar enemigos felinos para ayudar a completar el ciclo de vida de su pareja protista [6]. Los gusanos de crin (Nematomorpha) animan a los grillos anfitriones a ahogarse, lo que permite que estos parásitos completen su propio ciclo de vida en el agua [7]. Asimismo, ciertos hongos entomopatógenos como Massospora spp. manipular los comportamientos sexuales de sus anfitriones para aumentar sus probabilidades de transmisión [8]. Tales compromisos parecen servir a los intereses del patógeno fúngico sobre los intereses de sus anfitriones.

La manipulación de un huésped para centrarse en la transmisión de patógenos es fascinante porque plantea preguntas sobre la naturaleza de la autonomía y arroja luz sobre las manifestaciones físicas y conductuales del parasitismo. La AHT es una forma de marioneta biológica en la que el patógeno manipula el comportamiento de su huésped impotente. Pero identificar manipulaciones de comportamiento claras y distinguir la HTA de otros comportamientos notables inducidos por entomopatógenos como la enfermedad de la cumbre, particularmente cuando los insectos infectados están moribundos o muertos en el momento de su descubrimiento, es un desafío. En hongos anamórficos, incluidos Metarhizium especies [9], las esporas se dispersan por contacto o pasivamente a través del medio ambiente. En enfermedades de la cumbre como Entomopthora muscae [3] o Ophiocordyceps especies [2], la diseminación de las esporas se ve facilitada por el posicionamiento del cadáver del hospedador. En ambos modos de transmisión, las esporas se desarrollan en el hospedador momificado después de la muerte, y el hospedador fallecido no dispersa las esporas de manera activa. Por el contrario, la HTA requiere 1) un huésped vivo y 2) un comportamiento del huésped que facilite la transmisión de patógenos, aumentando así la aptitud del patógeno a expensas de la aptitud del huésped (Figura 1). Para lograr estos fines, los patógenos de la HTA deben producir estructuras reproductivas transmisibles y, al mismo tiempo, permitir al huésped cierto nivel de funcionalidad, que es una distinción importante entre la HTA y la mayoría de los otros hongos entomopatógenos, en los que las esporas infecciosas (conidios) no se producen hasta después de la muerte del huésped. Las etapas infecciosas discretas también presentan un desafío para el patógeno en sí: el desarrollo de estructuras reproductivas complejas mientras aún están dentro del huésped vivo podría resultar en una interrupción física de los órganos, músculos y exoesqueleto de los insectos que serían estáticos en un cadáver de insectos. Incluso cuando las infecciones son notorias, como cuando el abdomen de Massospora-las cigarras infectadas se hinchan y eventualmente se desprenden (Fig. 2), los órganos internos restantes deben conservar alguna funcionalidad para mantener viva la cigarra. Los parásitos HTA también modifican los comportamientos del huésped, de modo que las estructuras reproductivas del parásito aparecen cuando se manipulan los huéspedes para aumentar sus interacciones con los huéspedes potenciales no infectados. Esta sincronización podría explotar los comportamientos naturales del huésped o inducir comportamientos que aumenten la frecuencia de interacción entre los insectos huésped.


RESULTADOS

DprA (Afu4g00860) y DprB (Afu6g12180) codifica proteínas fúngicas similares a la deshidrina

El gen Afu4g00860 se recuperó de un estudio de perfiles de expresión realizado en A. fumigatus con el objetivo de identificar genes regulados por la germinación (Lamarre et al., 2008). La secuencia deducida correspondía a una proteína que contenía 246 aminoácidos. El escaneo de la secuencia por software de predicción no reveló firmas de localización conocidas ni dio indicaciones de la función de la proteína. Sin embargo, los resultados de la explosión dieron un golpe con una proteína de 435 residuos de A. fumigatus, codificado por Afu6g12180. Sorprendentemente, los resultados de blast se alinearon solo en pequeñas porciones de las proteínas, con muy poca homología en el medio. Las secuencias homólogas se repitieron cinco y nueve veces, respectivamente, y correspondieron al patrón característico de las deshidrinas fúngicas (Abba et al., 2006). El dominio repetido consistía en un tramo de 23 aminoácidos, que contenía un motivo de proteína similar a deshidrina (DPR) conservada (Figura 1). Por esta razón, los genes se denominaron Dpr. Las deshidrinas se describieron en plantas, donde están involucradas en la protección contra el estrés relacionado con la deshidratación (Rorat, 2006). Sin embargo, no se han estudiado en hongos. El análisis in silico confirmó que DprA y DprB eran proteínas similares a la deshidrina, en virtud de sus propiedades fisicoquímicas (Wise, 2003 Abba et al., 2006 Figura complementaria S1). La presencia de residuos hidrófobos, sitios predichos de fosforilación y residuos de prolina dentro de los dominios DPR (Figuras 1 y S1B) sugieren que los dominios DPR podrían formar un núcleo hidrófobo, dentro del cual tendrían lugar interacciones proteína-proteína.

FIGURA 1: Alineación de los dominios DPR de DprA y DprB. Los aminoácidos conservados están encuadrados en negro (idéntico) o gris (similar). D1A-D5A designan los cinco dominios de DprA y D1B-D9B se refieren a los nueve dominios de DprB, numerados desde el extremo N- al C-terminal. Los números indican las posiciones de los aminoácidos. El motivo DPR se indica con un borde rojo. Los asteriscos designan un sitio de fosforilación predicho conservado en todos los dominios DPR.

DprA y DprB están regulados a la baja tras la germinación de los conidios

Expresión de DprA y DprB se evaluó durante la germinación de los conidios (Figura 2A). En conidios latentes (tiempo 0), DprA las transcripciones eran ∼120 veces más abundantes que DprB. Ambos tipos de transcripción experimentaron una reducción significativa con una disminución de 1000 y 350 veces en el nivel de expresión de 0 a 30 min, respectivamente. Expresión muy débil de DprA se detectó más allá de los 30 min, al menos hasta las 24 h. A diferencia de, DprB las transcripciones volvieron a ser abundantes después de 8 h y alcanzaron un doble aumento a las 24 h.

FIGURA 2: Expresión de DprA y DprB. (A) Evaluación de los niveles de expresión de DprA y DprB por PCR en tiempo real. El ARN se extrajo de conidios latentes del AkuB cepa (0 h) y conidios que se incubaron durante 0.5, 2, 4, 8, 16 o 24 h en medio líquido YPD a 37 ° C, 150 rpm. Se atribuyó un valor arbitrario de 1.0 al nivel de expresión de DprB en el tiempo 0. Los datos son de tres experimentos independientes ± SE. Se muestran las etapas de desarrollo correspondientes a los puntos de tiempo seleccionados. (B) Evaluación de DprA expresión por eGfp fusión en hifas sometidas a conidiación (7 días a 25 ° C). Tenga en cuenta que DprA-eGfp está presente solo en los conidios. (C) Igual que (B), con DprB expresión. Barras de escala: 5 μm.

Para monitorear la expresión durante el desarrollo, las secuencias de codificación de DprA y DprB se fusionaron con eGfp bajo el control de sus propios promotores. La fluorescencia de DprA-eGfp se detectó solo en conidios inactivos (Figura 2B). De acuerdo con los datos de la PCR en tiempo real, se observó fluorescencia de DprB-eGfp en conidios inactivos. Sin embargo, a diferencia de DprA-eGfp, DprB-eGfp también se observó en los conidióforos (Figura 2C) y en las hifas (datos no publicados), lo que indica que DprB se asoció con etapas tardías de desarrollo, a diferencia de DprA.

La DprA está involucrada en la respuesta al estrés oxidativo de los conidios.

Crecimiento de DprAΔ (pero no DprBΔ) mutantes fueron inhibidos por el estrés oxidativo generado por peróxido de hidrógeno o paraquat a concentraciones & gt 2 mM (Figura 3A). De acuerdo con esto, DprA la expresión se incrementó tras el tratamiento con 2 mM de H2O2 o paraquat 2 mM (Figura 3B). En ausencia de estrés, no se observó diferencia entre las curvas de germinación de las cepas mutantes y de control (Figura 3C). Sin embargo, cuando 2 mM H2O2 se añadió al medio, la germinación del DprAΔ (y DprAΔ DprBΔ) mutantes estaba alterado (Figura 3D). Después de 13 h, la germinación alcanzó su estado máximo. En ese momento, solo el 30% de los conidios mutantes habían sufrido hinchazón, en comparación con el 70% de las cepas de control. Este defecto en la hinchazón, y posteriormente en la germinación, podría explicarse por la mayor susceptibilidad de DprAΔ conidios al efecto fungicida de H2O2. Para comprobar el comportamiento de los conidios desafiados con especies oxidantes reactivas derivadas del hospedador, se evaluó la supervivencia de los conidios después de 36 h en los pulmones de ratones inmunocompetentes. En consecuencia, los conidios del DprAΔ y DprAΔ DprBΔ los mutantes eran hipersensibles a la muerte por los fagocitos pulmonares (Figura 3E). Sin embargo, no se observaron diferencias en la virulencia de las cepas en dos modelos experimentales de aspergilosis invasiva (Figura S2).

FIGURA 3: Fenotipo inducido por estrés oxidativo de DprAΔ mutantes. (A) Crecimiento de DprΔ mutantes, y AΔBΔ) en presencia o ausencia de estrés oxidativo inducido por H2O2 o paraquat, en comparación con las cepas de control (AkuB, o las cepas revertantes RevA y RevB). Los conidios (10 5) se colocaron en medio Sabouraud suplementado con 2 mM de H2O2 o paraquat 2 mM (P). Las placas se incubaron a 37 ° C durante 30 h. (B) Niveles de expresión de DprA bajo estrés oxidativo. Culturas de la noche a la mañana AkuB cepa se trataron durante 1 h con 2 mM de H2O2 o paraquat 2 mM a 37 ° C 150 rpm, antes de la extracción de ARN. Se atribuyó un valor arbitrario de 1.0 al nivel de expresión correspondiente al control sin estrés. Los datos son de tres experimentos independientes ± SE. (C) Tasas de germinación del control (AkuB) y el DprΔ conidios mutantes en medio Sabouraud a 37 ° C. Los conidios en germinación se puntuaron en un total de 100 conidios a intervalos de 1 h, en tres experimentos independientes ± EE. (D) Igual que (C), pero en presencia de H 2 mM2O2. (E) Muerte de conidios en ratones inmunocompetentes 36 h después de la infección intranasal. La supervivencia de los conidios se evaluó colocando en placas diluciones seriadas de lavados broncoalveolares. Los datos son el valor medio obtenido con 3 ratones ± SE.

DprB está involucrado en la respuesta al estrés osmótico

Cuando se cultiva en presencia de sorbitol, DprBΔ (en contraste con DprAΔ mutantes), mostró una morfología de colonia anormal, que se pudo observar a partir de sorbitol 0,5 M (Figura 4A). DprBΔ las colonias estaban restringidas a formar una “zona central”, en la que tendría lugar la conidiación, sin una “zona periférica”, en la que la colonia normalmente se expandiría por extensión apical de las hifas. Con 1,5 M de sorbitol, el DprBΔ las colonias tenían la mitad del diámetro de las colonias de la cepa de control. La observación microscópica de los bordes de la colonia mostró una amplia ramificación (Figura 4B). The results were similar irrespective of the osmoticum (sorbitol, glycerol, mannitol, NaCl, KCl) or medium (Sabouraud, YPD, minimal medium, malt extract unpublished data) used. Addition of 1.5 M sorbitol to the medium did not affect the germ tube emergence nor the germination kinetics of the mutant conidia compared with the control strains (unpublished data), indicating that osmostress did not affect the DprBΔ mutants at the conidial stage, but rather at later stages of development. When the wild-type strain was subjected to sorbitol concentrations ranging from 0 to 1 M, DprB transcript levels were up-regulated (Figure 4C). Regulation was dose-dependent, with an expression peak with 0.75 M sorbitol.

FIGURE 4: Osmotic stress-induced phenotype of DprBΔ mutants. (A) Growth of DprΔ mutants (, , y AΔBΔ) in the presence or absence of osmotic stress induced by sorbitol, compared with the control strains (AkuB, or the revertant strains RevA and RevB). Conidia (10 5 ) were spotted on Sabouraud medium supplemented with 0, 0.5, 1.0, or 1.5 M sorbitol. The plates were incubated at 37°C for 30 h. (B) Microscopic observation of the colonies grown on solid Sabouraud supplemented with 0.5 M sorbitol. Note the hyperbranched mycelium of the DprBΔ y DprAΔ DprBΔ mutants, compared to the parental and revertant strains. (C) Expression levels of DprB under osmotic stress assessed by real-time PCR. Extracts are from overnight liquid cultures of the wild-type strain subjected to a range of sorbitol concentrations (0, 0.25, 0.5, 0.75, 1 M) for 30 min at 37°C. An arbitrary value of 1.0 was attributed to the expression level without addition of sorbitol. Data are from three independent experiments ± SE.

Los DprBΔ mutant displays a pH-dependent phenotype that is PacC-related

Growth of the DprBΔ (but not of the DprAΔ) mutant was impaired at pH 7 and pH 9, but not at pH 5 (Figure 5A). At pH 9, after 72 h of growth, the DprBΔ colonies had one-half the diameter of the control strain colonies (unpublished data). Real-time PCR indicated DprB was expressed preferentially at neutral or alkaline pH (Figure 5B), consistent with the phenotype of the DprBΔ mutante. As seen in the assays under osmostress, germination of the conidia was not affected by pH stress (unpublished data). The PacC transcription factor controls pH-regulated genes in Aspergilo spp. (Tilburn et al., 1995). A putative binding site of PacC (GCCAGG) was detected in the promoter of DprB at position −264. The binding of recombinant PacC to the DNA sequence was confirmed (Figures 5C and S3). En Aspergilo spp., PacC acts as both an activator of alkaline-expressed genes and a repressor of acid-expressed genes. Mutaciones de pérdida de función de PacC (PacC +/− ) cause an acidity-mimicking phenotype and result in an increased expression of acid-expressed genes, and a reduced expression of alkaline-expressed genes. Gain-of-function, alkalinity-mimicking mutations of PacC (PacC c ) result in a phenotype opposite that of acidity-mimicking mutations. DprB expression was checked in the alkalinity-mimicking and in the acidity-mimicking strains (Amich et al., 2009). In agreement with a positive regulation of DprB by PacC, the expression of DprB in the acidity-mimicking strain was similar to that in the wild-type, whereas it was overexpressed in the alkalinity-mimicking strain (Figure 5D).

FIGURE 5: pH stress-induced phenotype of DprBΔ mutants. (A) Growth of DprΔ mutants (, , y AΔBΔ) under pH stress, compared with the control strains (AkuB, or the revertant strains RevA and RevB). Conidia (10 5 ) were spotted on Sabouraud medium supplemented with 0.1 M MES, MOPS, or Tris and adjusted to pH 5, 7, or 9. The plates were incubated at 37°C for 30 h. (B) DprB expression according to extracellular pH. Real-time PCR was performed on extracts from overnight cultures shifted for 1 h to medium at pH 5, 7, or 9 at 37°C, 150 rpm. An arbitrary value of 1.0 was attributed to the expression level corresponding to pH 5. Data are from three independent experiments ± SE. (C) Gel-mobility shift assay using the GST::PacC (30–195*) protein produced in Escherichia coli and a 37 bp fragment of the DprB promoter. The 32 P-labeled DNA fragment (40 fmol) was incubated in the absence (−) or presence (+) of the purified GST::PacC protein (40 fmol). Unlabeled probe (4 pmol) was used as competitor (c) to check the specificity of the binding. (D) DprB expresión en PacC mutants. Real-time PCR was performed on extracts from overnight cultures at pH 7 of the reference strain AkuB, the acid-mimicking strain PacC +/− , and the basic-mimicking strain PacC c . An arbitrary value of 1.0 was attributed to the expression level obtained with the wild-type strain (WT). Data are from three independent experiments ± SE.

DprA and DprB act downstream of the SakA MAPK

To gain insight into the signaling cascades involved in the recruitment of Dpr proteins, the expression of Dpr genes was assessed in signal transduction mutants from the mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathways (SakAΔ, MpkAΔ, MpkBΔ, y MpkCΔ Du et al., 2006 Reyes et al., 2006 Valiante et al., 2008), the cyclic AMP (cAMP) signaling pathway (AcyAΔ, PkaC1Δ, y PkaRΔ Liebmann et al., 2003, 2004 Grosse et al., 2008), and the calcium/calcineurin transduction pathway (calAΔ da Silva Ferreira et al., 2007). In contrast with other signaling mutants, DprA y DprB transcripts were not detected in the SakAΔ mutant (Figure 6, A and B), indicating DprA and DprB acted downstream of the stress-activated kinase (SAK) SakA MAPK cascade. En A. fumigatus, the SakA signaling pathway regulates the response to hyperosmotic and oxidative stress (Du et al., 2006 Reyes et al., 2006). An in silico comparative analysis was undertaken to identify targets of SakA that could link the MAPK to Dpr genes. En Saccharomyces cerevisiae, the SakA homologue Hog1 interacts with 4 transcription factors, Msn2, Msn4, Sko1, and Hot1 (Hohmann et al., 2007). Sin embargo, A. fumigatus lacked clear orthologues of these proteins (Bahn, 2008), indicating that other sets of transcription factors achieved stress-response regulation downstream of SakA. En Schizosaccharomyces pombe, two bZIP-type transcription factors, Atf1 and Pap1, intervene downstream of the SakA-related MAPK cascade in response to environmental stress signals (Toda et al., 1991 Takeda et al., 1995 Shiozaki and Russell, 1996 Gaits et al., 1998 Toone et al., 1998). Aspergilo spp. possess an Atf1 y un Pap1 homologue, and SakA was shown to interact with AtfA in A. nidulans (Lara-Rojas et al., 2011). Mutant strains for AtfA (Afu3g11330) and Yap1 (Afu6g09930) were constructed, and real-time PCR analysis showed that DprA expression was impaired in the AtfAΔ but not in the Yap1Δ mutant, indicating that DprA acted downstream of AtfA (Figure 6, A and B).

FIGURE 6: Signal transduction pathways involved in the expression of Dpr genes. (A) Expression of Dpr genes en A. fumigatus mutants under 0.5 M sorbitol, pH 9. Transcript levels of DprA y DprB were estimated by real-time PCR in the reference strain AkuB los Dpr mutantes DprAΔ, DprBΔ, DprAΔ DprBΔ the MAPK mutant SakAΔ and the transcription factor mutants AtfAΔ y Yap1Δ. An arbitrary value of 1.0 was attributed to the expression levels in the AkuB cepa. (B) Same as (A), under 2 mM H2O2. (C) Expression of Dpr genes in the adenylyl cyclase mutant AcyAΔ, and the effects of adding 50 mM exogenous cAMP as determined by real-time PCR. An arbitrary value of 1.0 was attributed to the expression levels in the AkuB strain without treatment with cAMP. (D) Gel-mobility shift assay using the AtfA::6His recombinant protein and 37–base pair fragments from the DprA promoter (A-142 or A-23). The 32 P DNA fragments (40 fmol) were incubated in the absence (−) or presence (+) of the recombinant AtfA::6His protein (40 fmol). Unlabeled probe (4 pmol) was used as competitor (c) to check the binding specificity.

La expresión de DprA was also affected in the adenylyl cyclase mutant AcyAΔ (Figure 6C). Cuando el AcyAΔ strain was grown on medium supplemented with 25 mM cAMP, the wild-type expression level of DprA was restored, indicating regulation by the cAMP-related pathway. Consistent with this finding, putative cAMP-responsive element (CRE) sequences were found in the promoter of DprA at positions −142 (TGACGTAA) and −23 (GAACGTCA), to which a recombinant AtfA protein was able to bind (Figures 6D and S3).

DprA y DprB are induced by DTT

A major class of stress-protective molecules is represented by molecular chaperones. These molecules are essential for cells to prevent the aggregation of partially unfolded proteins. This requirement is increased when cells experience protein unfolding stresses. Upon treatment with dithiothreitol (DTT), an inducer of the unfolded-protein response, significant up-regulation of DprA y DprB expression was observed (Figure 7), suggesting a potent role of the corresponding proteins as molecular chaperones.

FIGURE 7: Expression of DprA y DprB upon treatment with DTT. Real-time PCR was performed on RNA extracted from overnight cultures of the AkuB strain treated for 1 h with 0, 1, or 5 mM DTT at 37°C, 150 rpm. An arbitrary value of 1.0 was attributed to the expression level of DprA in the absence of DTT. Data are from three independent experiments ± SE.

DprA and DprB fused to eGfp are associated with the cytosol and the peroxisomes

To check their subcellular localization, DprA and DprB were fused at their carboxy-terminal end to eGfp, under the control of their native promoters, in the respective mutant strains. The functionality of the constructs was checked by the restoration of the wild-type phenotype (unpublished data). Both DprA-eGfp and DprB-eGfp fusion proteins accumulated in the cytoplasm and in punctuate organelles. The labeled organelles did not stain with the membrane- and endocytosis-selective dye FM4–64 (Supplemental Movie S1 Fischer-Parton et al., 2000). To test the hypothesis that the organelles might be peroxisomes, the DprA- and DprB-eGfp strains were transformed with a plasmid bearing a DsRed-serine-lysine-leucine (DsRed-SKL) fusion typical of the type 1 peroxisomal targeting sequence PTS1 (Ruprich-Robert et al., 2002 Elleuche and Pöggeler, 2008). Colocalization of eGfp and DsRed showed that DprA and DprB were associated with peroxisomes (Figure 8 and Movie S2).

FIGURE 8: Subcellular localization of DprA and DprB using eGfp fusions. DprA y DprB were fused at their 3′ end to the coding sequence of eGfp. Expression was driven by the gene's own promoter in the corresponding DprAΔ y DprBΔ son. Localization of DprA in dormant conidia (A), and localization of DprB in dormant conidia (B), in germinating conidia (C), and in hyphae (D). Scale bars: 5 μm

DprΔ mutants have altered catalase and β-oxidation activities

Peroxisomes contain a large battery of enzymes that are important notably for oxygen species detoxification and β-oxidation of fatty acids. Catalases have a protective role against H2O2 and have been shown to be localized in peroxisomes (Schrader and Fahimi, 2006). A. fumigatus possesses three catalase activities: CatA, which is produced exclusively in conidia, and Cat1 and Cat2, which are produced in the mycelium (Paris et al., 2003). In an attempt to explain the higher sensitivity of DprAΔ conidia to H2O2, catalase activity was assessed in conidial protein extracts. As shown by in-gel detection, activity due to the conidial catalase CatA was reduced in the DprAΔ mutant (Figure 9A). This was not the case for the mycelial catalases Cat1 and Cat2 when mycelial extracts were assessed (unpublished data).

FIGURE 9: Effect of DprΔ mutation on peroxisomal functions. (A) In-gel detection of catalase activity. Each line was loaded with 30 μg total protein. (B) Growth on different carbon sources. The following carbon sources were added to modified minimal medium: 1% glucose, 10 mM butyrate, 10 mM valerate, 5 mM hexanoate. Growth was for 3 d at 37°C.

Growth of the DprBΔ mutant was impaired when short-chain fatty acids (butyrate [C4], valerate [C5], hexanoate [C6]) were used as sole carbon sources (Figure 9B), but not with longer-chain fatty acids such as oleic acid (C18), or Tween 20, whose major component is lauric acid (C12 unpublished data). En Aspergilo spp., β-oxidation of short-chain fatty acids with odd-numbered carbons (notably valerate) requires the peroxisomal β-oxidation pathway (Hynes et al., 2008). The two results are in agreement with a peroxisomal association of Dpr proteins.


Adaptive Pathogenicity Strategies

The immune system possesses elegant strategies to cope with potential harmful invading microorganisms. Nevertheless, pathogens themselves have evolved mechanisms to deal with the threats imposed by the immune system. Yeasts like Candida species are common commensals of the human microbiota, yet also major opportunistic fungal pathogens that frequently cause superficial and even fatal infections. The commensal co-existence with the human host allows the co-evolution of fungal adaptation strategies in line with the threats imposed by the host.

While the competing microbiota is potentially the major challenge for host-associated Candida species during commensalism, the immune system is the major threat that can compromise the survival during infection. The fungus, therefore, employs strategies to evade immune recognition or even escape the immune cells after it has been attacked. A constant expression of these pathogenicity strategies is not efficient and may also jeopardize the commensal lifestyle of these pathogens. An adaptive regulation is essential to only engage these pathogenicity strategies when needed. We investigate the adaptations induced by host conditions (like temperature) and host molecules. In particular, we are interested in the underlying molecular mechanisms inducing these adaptations and the host proteins the fungus may sense to do so.

This research group is funded by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Emmy Noether Program (project no. 434385622 / GR 5617/1-1) and an ESCMID research grant 2019.

Further related topics dealing with immunotherapy and Interaction with the microbiota are investigated in close collaboration with the Departamento de Microbial Pathogenicity Mechanisms.


Panorama

Se han logrado avances significativos en nuestra comprensión de la adaptación al estrés en C. albicans, y se está avanzando hacia la elaboración de vías específicas de señalización del estrés. Esto es importante porque la adaptación al estrés contribuye a la virulencia de este importante patógeno fúngico de los seres humanos. Sin embargo, los nichos de hospedadores son complejos y dinámicos, y el impacto de esta complejidad y dinamismo sobre la adaptación al estrés permanece en gran parte inexplorado. En particular, ¿cómo se regulan temporalmente las respuestas al estrés durante la colonización del huésped y la progresión de la enfermedad? Los elegantes estudios de microarrays realizados por el grupo de Bernie Hube van en parte para abordar esta cuestión (Fradin et al., 2005 Thewes et al., 2007 Zakikhany et al., 2007 Wilson et al., 2009). Sin embargo, los estudios de microarrays promedian el comportamiento molecular de la población de hongos en su conjunto, y las poblaciones de hongos muestran comportamientos heterogéneos en los nichos de hospedadores (Barelle et al., 2006). Esto se debe a que los microambientes de las células individuales varían incluso dentro de nichos de huéspedes específicos. Por lo tanto, la regulación espacial de la adaptación al estrés también debe examinarse durante la infección. Esto debe hacerse examinando las respuestas de las células individuales. en vivo, por ejemplo, utilizando métodos de creación de perfiles unicelulares basados ​​en GFP (Barelle et al., 2006 Enjalbert et al., 2007 Miramón et al., 2012), o aumentando la sensibilidad de las tecnologías de secuenciación de ARN y aumentando su resolución espacial, por ejemplo aprovechando la microscopía de captura láser. El Aberdeen Fungal Group está siguiendo estos enfoques (J.P., S.S. y A.J.P.B., inédito).

Además, al menos tres aspectos de la adaptación al estrés que son de relevancia directa en vivo necesita una mayor disección in vitro. Primero, ¿qué respuestas anticipatorias en C. albicans influyen en la colonización del huésped y la progresión de la enfermedad, y ¿cómo se controlan estas respuestas anticipatorias a nivel molecular? En segundo lugar, ¿qué respuestas de estrés combinatorio en C. albicans influyen en las interacciones huésped-hongo, y cómo se regulan? En tercer lugar, ¿cómo influye la adaptación metabólica en la resistencia al estrés dentro de los nichos de acogida? A pesar de la exploración limitada de estos temas, ya está claro que involucran comportamientos no aditivos que reflejan un cruce de señales, transcripcional, bioquímico y químico inesperado. Además, muchas de estas respuestas son dinámicas y dependientes de la dosis. Dada su complejidad, una combinación de enfoques experimentales y modelos matemáticos predictivos parece especialmente importante para el desarrollo de una verdadera comprensión de estos procesos adaptativos. Dichos estudios proporcionarán información importante sobre las fuerzas que han impulsado la evolución reciente de este patógeno en su huésped.

Para terminar, vale la pena enfatizar que los estudios de adaptación al estrés son puntos reveladores de fragilidad en C. albicans que potencialmente podrían proporcionar objetivos para la investigación traslacional dirigida al desarrollo de nuevas terapias antimicóticas. De hecho, varios laboratorios están investigando el potencial terapéutico de los inhibidores de Hsp90 (Dolgin y Motluk, 2011). Por tanto, observaciones como la aguda sensibilidad de C. albicans hacia el estrés combinatorio catiónico más oxidativo podría, en principio, ser explotado terapéuticamente.


Ver el vídeo: Patogenia de la Infeccion Bacteriana (Agosto 2022).