Artículo de método

Un protocolo optimizado para la infección por Candida albicans en Schmidtea mediterranea para estudiar la patogénesis fúngica y la defensa del hospedador

DOI:

10.3791/70500

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17 de abril de 2026

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1Department of Molecular and Cell Biology, University of California, Merced, 2Quantitative and Systems Biology Graduate Program, University of California, Merced, 3Health Sciences Research Institute, University of California, Merced, 4Center for Cellular and Biomolecular Machines, University of California, Merced

* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

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Este protocolo proporciona una guía optimizada y detallada para utilizar la planaria Schmidtea mediterranea como sistema modelo para estudiar las interacciones huésped-patógeno durante la infección fúngica. El método se basa en el procedimiento previo para infectar planarias con el patógeno fúngico humano Candida albicans, proporcionando una guía detallada para mejorar la reproducibilidad y la consistencia experimental.

Resumen

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Candida albicans es un patógeno fúngico oportunista común que coloniza asintomáticamente a la mayoría de los humanos. Aunque normalmente es una enfermedad comensal benigna, la disbiosis causada por el uso de antibióticos, la disfunción inmunitaria o la alteración de la barrera epitelial puede desencadenar un crecimiento excesivo y una infección por hongos, que van desde enfermedades mucosas superficiales hasta candidiasis sistémica potencialmente mortal. Se necesitan nuevos modelos preclínicos de infección para diseccionar la patogénesis de C. albicans in vivo a través de distintas fases de infección y con diferentes resultados medibles en el hospedador. El planario Schmidtea mediterranea se estableció previamente como hospedador invertebrado para estudiar las interacciones huésped-patógeno durante la infección por C. albicans . S. mediterranea depende completamente de mecanismos inmunitarios innatos conservados capaces de superar la infección por microorganismos patógenos, incluyendo bacterias y hongos. La notable capacidad regenerativa de las planarias y su acceso acceso a poblaciones de células madre hacen de este organismo un modelo manejable para analizar respuestas inmunitarias tempranas, reparación tisular y eliminación de patógenos in vivo. Este modelo soporta el análisis simultáneo de la virulencia fúngica y las respuestas transcripcionales del huésped, proporcionando información valiosa sobre la dinámica de la infección. Aquí se ha presentado un protocolo actualizado con modificaciones detalladas, procedimientos estandarizados y pasos optimizados para infectar S. mediterranea con C. albicans , diseñado para mejorar la reproducibilidad y permitir estudios sistemáticos de la patogénesis fúngica y la defensa del hospedador.

Introducción

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Candida albicans es un patógeno fúngico oportunista común que coloniza asintomáticamente al 50-70% de loshumanos 1,2,3. Normalmente, un comensal inofensivo, C. albicans, puede crecer en exceso bajo condiciones como el desequilibrio microbiota, el uso de antibióticos, la inmunosupresión, la alteración de la barrera epitelial o la presencia de dispositivos médicos, lo que puede provocar enfermedades que van desde infecciones mucosas superficiales hasta candidiasis sistémica potencialmente mortal 4,....

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Protocolo

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Este protocolo se basa en los métodosanteriores 22,23,24 y establece procedimientos claros y estandarizados para mejorar la reproducibilidad y permitir la investigación sistemática de la patogénesis fúngica y las respuestas del hospedador en S. mediterranea. Las mejoras clave del protocolo incluyen criterios predefinidos de inclusión y exclusión animal, preparación microbiana estandarizada y evaluación exhaustiva de los objetivos del hospedador.

Todos los procedimientos deben realizarse utilizando técnica....

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Resultados

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Se presenta un protocolo actualizado para infectar planarias con C. albicans (Figura 1) y cuantificar sistemáticamente los resultados del huésped (Figura 2). Este flujo de trabajo refinado apoya una evaluación robusta de múltiples parámetros de infección, incluyendo morbilidad (gravedad sintomática de la enfermedad), supervivencia (letalidad), carga fúngica (UFC) y dinámica espaciotemporal de la colonización de patógeno.......

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Discusión

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Variar la dosis infecciosa de C. albicans silvestre produce diferencias reproducibles y dependientes de la dosis en la morbilidad en S. mediterranea, lo que subraya la sensibilidad del modelo para la evaluación cuantitativa de la virulencia fúngica. Este protocolo describe estrategias para establecer dosis de base infecciosas y letales dentro de colonias planarias mantenidas en laboratorio y presenta criterios para confirmar una infección sistémica exitosa mediante remo.......

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Divulgaciones

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C.J.N. es cofundador de BioSynesis, Inc., una empresa que desarrolla diagnósticos y terapias para infecciones por biofilm. Todos los demás autores declaran no tener intereses en competencia.

Agradecimientos

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Los autores agradecen a todos los miembros de los laboratorios Nobile, Oviedo y Hernday por sus profundas discusiones sobre el modelo de infección por S. mediterranea-C. albicans y agradecen a Edelweiss Pfister por su gestión de laboratorio y el mantenimiento de planarias. Este trabajo fue apoyado por los premios de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) del Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales (NIGMS) R35GM156045 y R35GM124594 a C.J.N., y R35GM158501 y R01GM132753 a la N.J.O. Este trabajo también contó con el apoyo de la familia Kamangar en forma de una cátedra dotada para C.J.N. N.M.S. fue apoyado por....

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Tubos de microcentrífuga de 1,7 mL  VWR/Genemate490004-436-BOXOF500Claro, caja de 500 piezas
Vials de 20 mL de centelleónFisher Scientific12-100-006Botes de cristal transparente para inmunotinciones
Planchas de poliestireno no tratado de 24 pozosFisher Scientific08-772-51Inmunotinción
Tubos microcentrífugas de 5,0 mL  Eppendorf/Sigma AldrichEP0030119487-200EAClaro, caja de 200 piezas
Placas de poliestireno no tratadas de 6 pozosFisher Scientific08-772-49Ensayos de infección
AgarVWR89405-066Grado bacteriológico para medio YPD
Aplicadores de varillasThermo Fisher/Puritan22-029-491C. albicans cultivo
BioRenderBioRender Inc.N/ASoftware de diseño de figuras utilizado para generar ilustraciones esquemáticas
Cloruro de calcio (CaCl2)Sigma-AldrichC5080-500GAgua planaria/1x Montjuï Sales C
Candida albicans anticuerpos policlonales anti-Rabbit, IgGThermo FisherPA1-27158Inmunotinción
Tubos centrífugasVWR89039-664C. albicans cosecha
Tubos de cultivo: vidrio borosilicato 18x150mmVWR47729-583C. albicans cultivo
CuvettesFisher Scientific14-955-127Para medir la densidad óptica de cultivos
Dextrosa (D-glucosa)Fisher ScientificD16-3Medio YPD
GlicerolFisher ScientificG33-4Grado de biología molecular para suplementar para almacenamiento criogénico de C. albicans 
Herramienta de gráficos y visualización de datosGraphPad/PrismSoftware estadístico y herramienta de visualización. Versión 10.6.1.
Herramienta de gráficosRSoftware estadístico. Versión 4.4.3.
IncubadoraEppendorfEPM1282-0004-1EANew Brunswick Innova 44/44R para cultivo < >C. albicans cultivo
Cloruro de magnesio (MgCl2)SigmaM8266-100GPara agua planaria y nbsp; (1x Montjuï c salts)
Sulfato de magnesio (MgSO4)Sigma-AldrichM7506-500GPara agua planaria y nbsp; (1x Montjuï c salts)
Portaobjetos de microscopioVWR16004-368
Microscopio multizoomNikonNikon AZ100 
N-acetil-L-cisteínaSigma AldrichA7250-50GReactivo mucolítico y sacrificial  Fijación
Paramaldehído, solución al 16%, grado de biología molecularCiencias de la Microscopía Electrónica15710Reactivo fijador
Motor inalámbrico de mortero de pelletsFisher Scientific12-141-361Homogeneización planaria
Peptone, grado bacteriológicoHIMEDIA/VWR89129-480Medio YPD
MorterosFisher Scientific12-141-368Pellet desechable sin RNasa para homogeneización planaria
Placas de Petri, 100 x 15 mmVWR25384-342
Poliuretano (alcohol vinílico)Sigma-AldrichP-8136 Para Gelvatol
Cloruro de potasio (KCl)Sigma Life ScienceP9541-500GMedio planario/agua  (1x Montjuï c salts)
Anticuerpo secundario anti-conejo, IgG, Alexa Fluor 568Fisher ScientificA-11011Inmunotinción
SN250Centro de Inventario de Genética FúngicaWildtype C. albicans sline (https://www.fgsc.net/)
Azida de sodioFisher ScientificS227-100Para Gelvatol
Bicarbonato de sodio (NaHCO3)Sigma-AldrichS5761-1KGMedio planario/agua  (1x Montjuï c salts)
Cloruro de sodio (NaCl)Sigma Life ScienceS3014-500GMedio planario/agua  (1x Montjuï c salts)
EspectrofotómetroAgilent26354Microplaca BioTek Epoch 2 para medir la densidad óptica
Incubadora estáticaFisher Scientific15-015-2634C. albicans cultivo
Pipetas de transferenciaFisher Scientific13-711-9CMPipettes graduadas estériles desechables para transferir planarias
Tris BaseSigma-Aldrich252859Para Gelvatol
Extracto de levaduraThermo Fisher212750Medio YPD

Referencias

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Delavy, M., et al. Unveiling Candida albicans intestinal carriage in healthy volunteers: the role of micro- and mycobiota, diet, host genetics and immune response. Gut Microbes. 15 (2), 2287618(2023).
  2. Bays, D. J., Savage, H. P.

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Etiquetas

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