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Candida albicans es un patógeno fúngico oportunista de los seres humanos que reside en diferentes nichos, incluyendo la cavidad oral, el tracto gastrointestinal y el tracto urogenital1. Aunque suele ser comensal, la C. albicans causa infecciones de la mucosa y del torrente sanguíneo, la última de las cuales puede ser mortal. La gravedad de la infección por C. albicans depende de la función inmunitaria del huésped, ya que los individuos inmunocomprometidos son más susceptibles a la infección que los individuos sanos1. Además de los factores relacionados con el huésped, C. albicans tiene varios rasgos de virulencia que incluyen hifas, formación de biopelículas y producción de proteinasas secretoras de aspartil (SAP), que funcionan para promover la adhesión e invasión de C. albicans en las células epiteliales del huésped2, y candidalisina, una toxina peptídica citolítica 3,4. En conjunto, esto sugiere que la virulencia de C. albicans es un fenotipo complejo que resulta de una interacción entre el patógeno y su entorno huésped. Por lo tanto, la investigación de la virulencia se estudia mejor utilizando organismos modelo que sirven como entornos de hospedaje, en contraste con los enfoques in vitro.
Se han desarrollado varios modelos de hospedadores, incluyendo organismos vertebrados e invertebrados, para estudiar la infección por C. albicans. El modelo murino, considerado el estándar de oro, se utiliza a menudo por su sistema inmune adaptativo e innato, y su capacidad para monitorear la progresión de la enfermedad tanto sistémicamente como en órganos específicos5. Sin embargo, existen limitaciones significativas para este modelo de hospedador, incluyendo costos de mantenimiento, pequeño número de descendientes y disminución de la potencia y reproducibilidad asociadas con tamaños de muestra pequeños5. Por lo tanto, se han desarrollado otros organismos modelo más simples como el pez cebra (Danio rerio), la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster), la polilla de la cera (Galleria mellonella) y el nematodo (Caenorhabditis elegans). Estos organismos modelo no mamíferos son más pequeños, requieren menos mantenimiento de laboratorio y los tamaños de muestra más grandes permiten una mayor potencia y reproducibilidad en comparación con los modelos murinos. Cada uno de estos modelos tiene ventajas y desventajas específicas que deben tenerse en cuenta a la hora de elegir un modelo de infección. G. mellonella ofrece el ambiente fisiológicamente más similar al humano, ya que puede cultivarse a 37 °C y tiene varias células fagocíticas7. Además, este modelo permite la inyección directa de un inóculo específico7. Sin embargo, no existe un genoma completamente secuenciado ni un método establecido para crear cepas mutantes. Al igual que G. mellonella, el modelo de D. rerio permite la inyección directa de un inóculo específico 5,7. También tiene un sistema inmunológico adaptativo e innato5, que es exclusivo de este modelo no mamífero, pero requiere tanques de reproducción acuáticos para mantenerse. D. melanogaster y C. elegans tienen ventajas y desventajas similares, que incluyen genomas completamente secuenciados que son fáciles de manipular y generar cepas mutantes7 pero que no tienen inmunidad adaptativa ni citocinas7. De todos estos modelos de no mamíferos, C. elegans tiene el ciclo de vida más rápido, se autofertiliza para generar un gran número de crías genéticamente idénticas y es el más susceptible a las pantallas a gran escala 6,7,8. C. elegans ha sido extremadamente potente para el cribado de alto rendimiento de fármacos antifúngicos 9,10, caracterizando los factores de virulencia7 e identificando las redes de defensa del huésped específicas de C. albicans 11. El sistema inmune innato en C. elegans tiene múltiples componentes que están altamente conservados con los humanos12. Las defensas innatas del huésped incluyen la producción de péptidos antimicrobianos13 (AMPs) y especies reactivas de oxígeno 14,15,16.
La gravedad de la infección por C. albicans se mide predominantemente por la supervivencia del huésped, pero no puede capturar fenotipos de virulencia no letales. Un aspecto que a menudo se pasa por alto de la aptitud del huésped es la reproducción, pero varios estudios sugieren que C. albicans afecta la reproducción al reducir la viabilidad de los espermatozoides, lo que sugiere que este puede ser un aspecto importante de la aptitud del huésped para estudiar. Por lo tanto, el impacto de la infección por C. albicans en la fecundidad del huésped es una forma útil de estudiar los fenotipos de virulencia no letal. Hemos desarrollado dos ensayos de infección utilizando C. elegans para investigar tanto los fenotipos de supervivencia como los de reproducción en huéspedes sanos19,20. Aquí describimos los ensayos de fecundidad y expansión de linaje. La fecundidad mide tanto la progenie producida como la supervivencia de un solo huésped, y la expansión del linaje evalúa las consecuencias de la infección a lo largo de tres generaciones de huéspedes. Demostramos cómo se pueden utilizar estos ensayos para detectar mutantes de deleción de C. albicans para capturar diferencias dramáticas y sutiles en los fenotipos de virulencia letales y no letales.