L'espressione sintonizzata della tossina aiuta la Candida albicans a non essere rilevata in bocca / Tuned Toxin Expression Helps Candida albicans Evade Detection in the Mouth

L'espressione sintonizzata della tossina aiuta la Candida albicans a non essere rilevata in bocca / Tuned Toxin Expression Helps Candida albicans Evade Detection in the Mouth

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Il fungo Candida albicans (in blu) fuoriesce dalle cellule immunitarie umane (in rosso) formando lunghe cellule filiformi chiamate ife. La parte dell'ifa che ha già abbandonato le cellule immunitarie è colorata di giallo. / The yeast fungus Candida albicans (blue) breaks out of human immune cells (red) by forming long thread-like cells called hyphae. The part of the hypha that has already left the immune cells is colored yellow.

La Candida albicans è presente naturalmente nel microbioma umano e solitamente rimane innocua. In determinate condizioni, tuttavia, può trasformarsi dalla sua forma di lievito in ife filiformi e causare infezioni che possono avere conseguenze fatali, soprattutto nei pazienti immunocompromessi. In questa forma ifale, la C. albicans produce la tossina candidalisina, una proteina che attacca direttamente le cellule ospiti.

Ora, una nuova ricerca rivela che la C. albicans non solo utilizza la tossina candidalisina per causare infezioni, ma anche per colonizzare la mucosa orale in modo discreto, ma solo in quantità finemente bilanciate. Una quantità insufficiente di tossina impedisce la colonizzazione orale, mentre una quantità eccessiva attiva il sistema immunitario e porta ad una reazione infiammatoria difensiva.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista  Nature Microbiology nell'articolo " L'espressione dinamica della candidalisina facilita la colonizzazione orale della Candida albicans nei topi " .

"Sapevamo che la tossina fungina candidalisina può causare malattie. La novità è che è anche necessario che il fungo sopravviva nella bocca", spiega Bernhard Hube, PhD, responsabile del dipartimento di meccanismi di patogenicità microbica presso il Leibniz Institute for Natural Product Research and Infection Biology (Leibniz-HKI) e professore e titolare della cattedra di patogenicità microbica presso l'Università Friedrich Schiller di Jena, in Germania. "Il lievito Candida albicans  usa la tossina come un apriporta per ancorarsi alla mucosa. Finché la produce solo in piccole quantità, rimane inosservato al sistema immunitario e sopravvive a lungo nella cavità orale".

Sono stati confrontati due diversi  ceppi di Candida : il ceppo di laboratorio SC5314, particolarmente aggressivo, forma lunghe ife e produce grandi quantità di candidalisina. Di conseguenza, il sistema immunitario reagisce immediatamente con una forte infiammazione ed elimina il fungo dopo poco tempo. Il ceppo 101, naturalmente presente nel cavo orale, produce solo piccole quantità di tossina e può quindi rimanere nascosto nella mucosa senza innescare una forte risposta immunitaria.

"Sono proprio queste differenze tra i ceppi a dimostrare quanto sia importante la regolazione precisa della candidalisina per colonizzare diverse nicchie dell'organismo", aggiunge Tim Schille, PhD, ricercatore postdoc del team. "Solo se la Candida albicans  trova la giusta quantità, il fungo può sopravvivere a lungo nella bocca senza essere combattuto dal sistema immunitario".

Più specificamente, il gruppo ha scoperto che "ceppi di C. albicans a bassa virulenza esprimevano transitoriamente il gene ECE1, che codifica per la candidalisina, in seguito all'esposizione ai cheratinociti in vitro. Nei topi, i mutanti ECE1 erano difettosi nell'accesso agli strati epiteliali orali terminalmente differenziati, dove il fungo è protetto dalla difesa immunitaria mediata da IL-17".

In effetti, una stretta regolazione dell'espressione di ECE1 ha impedito gli effetti dannosi della candidalisina sull'ospite. "È notevole quanto bene il fungo regoli la sua attività", afferma Schille. "Questo equilibrio spiega anche perché la tossina si sia preservata evolutivamente: consente al fungo di vivere permanentemente nella mucosa orale, ma allo stesso tempo lo rende pericoloso come potenziale patogeno".

ENGLISH

Candida albicans occurs naturally in the human microbiome and usually remains harmless. Under certain conditions, however, it can transform from its yeast form into thread-like hyphae and cause infections that can have fatal consequences, especially in immunocompromised patients. In this hyphal form, C. albicans produces the toxin candidalysin, a protein that directly attacks host cells.

Now, new research reveals that C. albicans not only uses the toxin candidalysin to cause infections, but also to colonize the oral mucosa inconspicuously—but only in finely balanced amounts. Too little toxin prevents oral colonization, too much triggers the immune system and leads to an inflammatory defense reaction.

The results were published in the journal Nature Microbiology in the paper, “Dynamic expression of candidalysin facilitates oral colonization of Candida albicans in mice.”

“We knew that the fungal toxin candidalysin can cause disease. What is new is that it is also necessary for the fungus to survive in the mouth,” explains Bernhard Hube, PhD, head of the department of microbial pathogenicity mechanisms at the Leibniz Institute for Natural Product Research and Infection Biology (Leibniz-HKI) and professor and chair of microbial pathogenicity at Friedrich Schiller University in Jena, Germany. “The yeast fungus Candida albicans uses the toxin like a door opener to anchor itself in the mucous membrane. As long as it only produces it in small quantities, it remains under the radar of the immune system and survives in the oral cavity in the long term.”

Two different Candida strains were compared: The aggressive laboratory strain SC5314 forms long hyphae and produces large amounts of candidalysin. As a result, the immune system reacts immediately with severe inflammation and eliminates the fungus after a short time. Strain 101, which occurs naturally in the mouth, produces only small amounts of the toxin and can thus remain inconspicuous in the mucous membrane without triggering a strong immune response.

“It is precisely these differences between the strains that show how important the fine regulation of candidalysin is for colonizing different niches in the body,” adds Tim Schille, PhD, a postdoc on the team. “Only if Candida albicans finds the correct amount, then the fungus can survive in the mouth long-term without being fought by the immune system.”

More specifically, the team found that “low-virulent strains of C. albicans expressed the candidalysin-encoding gene ECE1 transiently upon exposure to keratinocytes in vitro. In mice, ECE1 mutants were defective at accessing terminally differentiated oral epithelial layers where the fungus is protected from IL-17-mediated immune defense.”

Indeed, tight regulation of ECE1 expression prevented detrimental effects of candidalysin on the host. “It is remarkable how well the fungus regulates its activity,” says Schille. “This balance also explains why the toxin has been preserved evolutionarily: it enables the fungus to live permanently in the oral mucosa, but at the same time makes it dangerous as a potential pathogen.”

Da:

https://www.genengnews.com/topics/infectious-diseases/tuned-toxin-expression-helps-candida-albicans-evade-detection-in-the-mouth/?_hsenc=p2ANqtz-_y6VkN_Qp0ZFsUOwb5DL9_jV9hL77eoV7_jMiX3p1dy99G2jlMY9MR8AbUw8wtLh7Oas1am2Pmga5puy9_ufOVsUhApDbisbjtC6F-U6SREIKO2vw&_hsmi=382758471