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Nature Communications volume 13, numero articolo: 3781 (2022) Citare questo articolo

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Il patogeno fungino opportunista Candida albicans è normalmente commensale e risiede nella mucosa della maggior parte degli individui sani. Negli ospiti sensibili, la sua forma ifale filamentosa può invadere gli strati epiteliali portando a infezioni sistemiche superficiali o gravi. Sebbene l’invasione sia principalmente intracellulare, non provoca danni evidenti alle cellule ospiti nelle prime fasi dell’infezione. Qui, indaghiamo sull'invasione di C. albicans in vitro utilizzando l'imaging di cellule vive e il reporter sensibile al danno galectina-3. L'analisi quantitativa di una singola cellula mostra che l'invasione può provocare la rottura della membrana ospite in diversi stadi e la morte della cellula ospite, o l'attraversamento delle cellule ospiti senza rottura della membrana. L'etichettatura della membrana e la microscopia elettronica del "volume" tridimensionale rivelano che le ife possono attraversare diverse cellule ospiti all'interno di tunnel transcellulari che vengono progressivamente rimodellati e possono subire "gonfiamenti" legati alle riserve di glicogeno dell'ospite. Pertanto, l'invasione precoce dei tessuti epiteliali da parte di C. albicans può portare alla rottura della membrana dell'ospite o al tunnellizzazione transcellulare.

Il patogeno fungino umano Candida albicans colonizza la mucosa orale, genitale e intestinale della maggior parte degli individui sani e fa parte della normale flora commensale1. C. albicans causa spesso infezioni superficiali come il mughetto orale o vaginale e, negli ospiti sensibili, può invadere la mucosa gastrointestinale ed entrare nel flusso sanguigno, provocando un'infezione sistemica grave e pericolosa per la vita2. C. albicans possiede una varietà di tratti di virulenza, che gli consentono di colonizzare il microbiota quando è commensale e di invadere i tessuti dell'ospite durante l'infezione. La capacità di C. albicans di subire un cambiamento morfologico, passando da cellule di lievito rotonde a una forma ifale filamentosa in risposta a vari segnali ambientali, è considerata la sua caratteristica di virulenza più importante ed è stata fortemente collegata alla sua capacità di invadere e danneggiare tessuto ospite3,4.

L'infezione degli strati epiteliali procede attraverso una serie di passaggi sequenziali: attaccamento, inizio della crescita ifale, invasione e danno5. L'attaccamento alla superficie della cellula ospite è mediato da varie adesine, come Als3, che si lega al recettore della E-caderina sulle cellule epiteliali, nonché Hwp1, Eap1 e Iff4 tra gli altri6,7,8.

Si ritiene che l'invasione da parte di C. albicans sia principalmente un processo intracellulare (transcellulare), almeno fino all'allentamento delle connessioni epiteliali e alla rottura della barriera9,10,11,12, come indicato da studi di microscopia elettronica bidimensionale (EM) e colorazione differenziale test di invasione che suggeriscono che l'invasione ha origine prevalentemente sulla superficie apicale delle cellule epiteliali5,10,13,14,15.

Mentre l'invasione inizia circa una o due ore dopo l'attacco, è stato segnalato che il danno alla cellula ospite, misurato mediante test di rilascio di LDH o 51Cr, si verifica in una fase successiva, solitamente dopo 6-24 ore, a seconda del tessuto epiteliale14,15,16, 17. In effetti, si ritiene che la principale causa di danno durante l'infezione epiteliale da C. albicans non sia l'invasione di per sé, ma altri fattori come la candidalisina, una tossina peptidica fungina secreta durante l'infezione18. Le cellule epiteliali infettate da un mutante carente nella secrezione di candidalisina vengono ancora invase normalmente, ma non subiscono danni apparenti11,18,19,20. Attualmente non è ben compreso il modo in cui l'invasione intracellulare di C. albicans possa procedere senza danneggiare le cellule ospiti21. Mentre l'estensione ifale e la conseguente invaginazione della membrana plasmatica dell'ospite nella cosiddetta "tasca di invasione" possono spiegare almeno una parte dell'invasione intracellulare, si prevede un'ulteriore estensione ifale all'interno dell'ospite, e ancor più nelle cellule ospiti vicine. portare a un'eventuale rottura della membrana dell'ospite e a danni dovuti all'aumento dello stiramento della membrana22,23. I modelli attuali ipotizzano la presenza di una via di invasione intracellulare non dannosa, sebbene il meccanismo alla base di tale via non sia stato descritto11,20.