Aspergillus fumigatus: análisis microscópico de su estructura en un modelo de biofilm in vitro

Authors

DOI:

https://doi.org/10.37536/RIECS.2022.7.2.337

Keywords:

Aspergillus fumigatus, Biofilm, Gliotoxina, Quorung Sensing, Matriz Extracelular

Abstract

La enfermedad asociada al biofilm está siendo evaluada con profundidad en diferentes campos de la Microbiología Clínica, en tanto que representa un importante problema de salud pública. La formación de biofilms constituye un modo de crecimiento que hace que las células que lo forman sean menos susceptibles a los antimicrobianos y a la acción del sistema inmune del huésped y, permite que los patógenos sobrevivan en entornos hostiles, se dispersen y colonicen nuevos nichos no previstos. En lo relativo a la infección fúngica de gravedad, aún hoy constituye un gran reto para la salud pública por su elevada morbi-mortalidad a pesar de los avances en diagnóstico y estrategias de tratamiento. Para avanzar en el conocimiento de los procesos que motivan la invasión fúngica, los modelos in vitro de biofilm constituyen una herramienta interesante para hallar respuestas que puedan trasladarse y aplicarse en la práctica clínica. En el laboratorio de Referencia e Investigación en Micología, del CNM-ISCIII mantenemos una línea de investigación, utilizando un modelo de biofilm de Aspergillus fumigatus, y cepas de diferentes orígenes y fondos genéticos, que nos ayudarán a desarrollar herramientas complementarias para establecer nuevos test diagnósticos y estrategias de tratamiento, así como relacionar resistencia con la capacidad de formar biofilms y con la patogenia y virulencia del hongo. En este estudio se analiza fenotípicamente esta estructura mediante técnicas de imagen basadas en microscopia de fluorescencia con marcajes específicos para evaluar la arquitectura del biofilm intraespecie y el efecto de factores que puedan alterar su desarrollo e integridad.

References

Schuster, J.J. and G.H. Markx, Biofilm architecture. Adv Biochem Eng Biotechnol, 2014. 146: p. 77-96.

Kaur, S. and S. Singh, Biofilm formation by Aspergillus fumigatus. Med Mycol, 2014. 52(1): p. 2-9.

Beauvais, A. and J.P. Latge, Aspergillus Biofilm In Vitro and In Vivo. Microbiol Spectr, 2015. 3(4).

Pain, A., et al., Insight into the genome of Aspergillus fumigatus: analysis of a 922 kb region encompassing the nitrate assimilation gene cluster. Fungal Genet Biol, 2004. 41(4): p. 443-53.

Beyenal, H., Z. Lewandowski, and G. Harkin, Quantifying biofilm structure: facts and fiction. Biofouling, 2004. 20(1): p. 1-23.

Morelli, K.A., J.D. Kerkaert, and R.A. Cramer, Aspergillus fumigatus biofilms: Toward understanding how growth as a multicellular network increases antifungal resistance and disease progression. PLoS Pathog, 2021. 17(8): p. e1009794.

Blachowicz, A., et al., Contributions of Spore Secondary Metabolites to UV-C Protection and Virulence Vary in Different Aspergillus fumigatus Strains. mBio, 2020. 11(1).

Kowalski, C.H., et al., Heterogeneity among Isolates Reveals that Fitness in Low Oxygen Correlates with Aspergillus fumigatus Virulence. mBio, 2016. 7(5).

Puertolas-Balint, F., et al., Revealing the Virulence Potential of Clinical and Environmental Aspergillus fumigatus Isolates Using Whole-Genome Sequencing. Front Microbiol, 2019. 10: p. 1970.

Schrettl, M., et al., Self-protection against gliotoxin--a component of the gliotoxin biosynthetic cluster, GliT, completely protects Aspergillus fumigatus against exogenous gliotoxin. PLoS Pathog, 2010. 6(6): p. e1000952.

Scharf, D.H., et al., Biosynthesis and function of gliotoxin in Aspergillus fumigatus. Appl Microbiol Biotechnol, 2012. 93(2): p. 467-72.

Decho, A.W., R.S. Norman, and P.T. Visscher, Quorum sensing in natural environments: emerging views from microbial mats. Trends Microbiol, 2010. 18(2): p. 73-80.

Iwahashi, J., K. Kamei, and H. Watanabe, Disruption of Aspergillus fumigatus biofilm by Streptococcus pneumoniae: Mycelial fragmentation by hydrogen peroxide. J Infect Chemother, 2020. 26(8): p. 831-837.

Martins, M., et al., Addition of DNase improves the in vitro activity of antifungal drugs against Candida albicans biofilms. Mycoses, 2012. 55(1): p. 80-5.

Rajendran, R., et al., Extracellular DNA release acts as an antifungal resistance mechanism in mature Aspergillus fumigatus biofilms. Eukaryot Cell, 2013. 12(3): p. 420-9.

Shopova, I., et al., Extrinsic extracellular DNA leads to biofilm formation and colocalizes with matrix polysaccharides in the human pathogenic fungus Aspergillus fumigatus. Front Microbiol, 2013. 4: p. 141.

Published

29-11-2022

Issue

Section

Artículos Originales