La contribution du facteur de transcription ROB1 à la physiopathologie des candidoses induites par C. albicans

Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont évalué la fonction du facteur de transcription à doigt de zinc ROB1 et de ses deux allèles phénotypiquement distincts dans la pathogenèse de Candida albicans infections.

*Avis important: bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.

Arrière-plan

C. albicans, des organismes fongiques commensaux mais opportunistes, résident dans la cavité buccale et le tractus gastro-intestinal et peuvent également provoquer des maladies au niveau des muqueuses et invasives. L’organisme a montré une hétérogénéité génomique et phénotypique significative concernant les traits de virulence et les niches environnementales.

Parmi les humains, Candida albicans peut provoquer une candidose muqueuse impliquant les muqueuses buccales et génito-urinaires et une candidose invasive impliquant le sang, le système nerveux central (SNC) et les organes abdominaux tels que la rate et le foie.

Biofilms de Candida albicans contribuent directement à la pathogenèse des maladies muqueuses, tandis que les biofilms se formant sur les équipements médicaux, comme les cathéters de type intravasculaire, contribuent indirectement à la pathogenèse des maladies invasives. Les recherches menées pour élucider la régulation transcriptionnelle de la formation de biofilms et d’hyphes pourraient guider le développement de thérapies ciblées contre Candida albicans.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont étudié la contribution de ROB1 à la physiopathologie de C. albicans– infections à Candida induites.

L’équipe a généré des mutants de délétion de ROB1 dans quatre isolats cliniques de Candida albicans avec différents phénotypes de filamentation, à savoir, P76067, P75010, P57055, et P87, pour évaluer leurs effets sur la filamentation à 30 ° C et 37 ° C et étudier si l’impact de ROB1 sur la filamentation variait avec le fond de souche. Le milieu Spider et le milieu RPMI à 37 ° C ont été utilisés pour l’analyse, y compris la souche SN250, pour comparer la formation relative de biofilm par les quatre isolats candidaux.

L’analyse de l’expression génique a été réalisée à l’aide d’une réaction quantitative de transcription inverse-polymérase en chaîne (RT-PCR) suivie d’une analyse de séquençage de l’acide ribonucléique (ARN-seq) de l’expression génique pour comparer l’expression génique des mutants rob1∆∆ au type sauvage (WT) après quatre heures d’induction d’hyphes dans les milieux de culture.

L’équipe a réalisé en silicone analyse des allèles ROB1 en séquencé Candida albicans génomes. Les phénotypes de six hétérozygotes rob1∆/ROB1 construits dans le fond SN/SC5314 avec la souche parentale et l’homozygote rob1∆∆ ont été analysés.

Le séquençage Sanger de ROB1 a été réalisé pour les six isolats afin de déterminer leurs génotypes. La filamentation allélique ROB1 a également été comparée en direct par imagerie intravitale de tissus de l’oreille sous-cutanée murine infectés par le mutant ROB1. La formation de biofilm a été évaluée dans un modèle murin de C. albicans infections par cathéter vasculaire, un modèle de candidose disséminée et un modèle de candidose oropharyngée.

Résultats

Les souches dérivées de SC5314 présentaient une hétérozygotie au locus ROB1, les deux allèles ayant des phénotypes de filamentation distincts : un allèle codant pour une sérine (ROB1^946S), et l’autre comprenait une proline en position 946 (ROB1^946P). Au locus de ROB1, SC5314 a montré un allèle avec des caractéristiques de gain de fonction (ROB1^946S) dans des conditions spécifiques. Présentation du ROB1^946S allèle dans un isolat clinique faiblement filamentant augmentation de la filamentation et conversion de la souche de référence SC5314 en un homozygote ROB1946S dans des milieux faiblement et fortement filamentants, augmentant la filamentation in vitro et génération de biofilm en direct.

Dans le modèle murin des infections oropharyngées, le ROB1 dominant^946P l’allèle a établi un état commensal, alors que le ROB1^946S allèle phénocopie la souche parentale et envahit les tissus muqueux.

ROB1 a affecté la formation de biofilms et la morphogenèse des hyphes en fonction des conditions d’induction et de la souche de C. albicans. Le mutant génétique rob1∆∆ a réduit la filamentation de la souche rob1∆∆ de référence sur le milieu de culture Spider à 37 °C ; à 30 ° C, le mutant ROB1 a montré des motifs de rides altérés au centre avec une invasion périphérique, tandis qu’à 37 ° C, des colonies lisses ont été observées sans invasion périphérique.

P75010 et P57055 ont montré une filamentation négligeable, tandis que P87 et P76067 ont montré des filaments sur les deux milieux de culture. Les quatre isolats cliniques et la souche SN dérivée de SC5314 ont montré des modèles distincts de filamentation, comme dans les études précédentes.

Seules les souches P76067 et SN250 ont formé > 20,0 % d’hyphes vrais. Les isolats candidaux ont développé des biofilms, le plus faible formé par P57055. Les gènes régulés par ROB1 variaient selon les conditions environnementales lors de la formation des hyphes.

L’analyse RNA-seq a montré la régulation à la baisse de 10 gènes spécifiques à l’hyphe dépendants de ROB1 dans le mutant génétique rob1∆∆ dans les milieux de culture, y compris la protéine de la paroi hyphale-1 (HWP-1), le gène régulé par l’hyphe-1 (HYR -1), SAP-6, ECE-1 et WOR-3. Au contraire, aucun des gènes n’a été régulé positivement.

Les gènes sous-exprimés dans rob1∆∆ dans le milieu de culture Spider étaient impliqués dans le métabolisme du pyruvate, la glycolyse et le transport des glucides. À l’opposé, les gènes associés à la biosynthèse de l’ergostérol, des acides carboxyliques et gras, à la formation de biofilm et à l’adhésion ont été enrichis dans l’ensemble des gènes régulés à la baisse dans le milieu RPMI.

Les gènes enrichis représentaient le métabolisme des glucides dans le milieu Spider et le métabolisme des lipides ou des acides gras dans le RPMI. Le ROB1^946S L’allèle était rare et isolé de la souche SC5314 parmi 224 isolats de Candida séquencés.

Conclusion

Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré que ROB1 améliorait C. albicans virulence en augmentant la formation de biofilm et la filamentation dans des conditions environnementales spécifiques pour des C. albicans souches. C. albicans La souche SC5314 était hétérozygote au locus ROB1 avec deux allèles différant par un seul polymorphisme nucléotidique (SNP) en position 946, résultant en des isoformes contenant de la sérine ou de la proline, dont le gain de fonction ROB1^946S traits de virulence améliorés.

*Avis important: bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.