פרוטוקול אופטימלי לזיהום קנדידה אלביקנס בשמידטאה ים-תיכון לחקר פתוגנזה פטרייתית והגנה על המאכסן
April 17th, 2026
פרוטוקול זה מספק מדריך אופטימלי ומפורט לשימוש בפלנרית Schmidtea mediterranea כמערכת מודל לחקר אינטראקציות בין מארח לפתוגן במהלך זיהום פטרייתי. השיטה מתבססת על ההליך הקודם להדבקת פלאנרים בפתוגן הפטרייה האנושי Candida albicans, ומספקת הנחיות מפורטות לשיפור השחזוריות והעקביות הניסיונית.
המחקר שלי מתמקד בזיהומי קנדידה אלביקנס וכיצד תגובות המארח מעצבות האם התוצאה היא ניקוי או התקדמות המחלה. אתגר מרכזי הוא היעדר מודלים לזיהום פטרייתי מוקדם. פרוטוקול זה משתמש בפלנריאנית כפתרון נגיש ובעל תפוקה גבוהה.
המערכת הפלנריאנית מאפשרת חקר התחלת המחלה, התקדמותה, ניקוי וקטלניות, עם מדידה ברזולוציה גבוהה של תגובות חיסוניות מולדת. כדי להתחיל, בחרו שמידטה ים-תיכוניים פלנריים באורך של כ-5 מילימטרים תחת מיקרוסקופ סטריאומיקרוסקופ, ודאגו שבעלי החיים מתארכים במלואם לפני המדידה. הימנעו משימוש בפלנריאן קטן מחמישה מילימטרים, שכן הם עלולים לכלול אנשים עם בלסטמות או התפתחות לא שלמה שיכולה לגרום לתוצאות לא עקביות.
כמו כן, יש להוציא דגים פלנריים גדולים מחמישה מילימטרים, שכן בעלי חיים גדולים פחות מתאימים לצביעת חיסון פלואורסצנטית. יש להוציא בעלי חיים עם בלסטמות, רקמה חסרת פיגמנטציה או התפתחות פיגמנטציה לא שלמה. העבר פלנרי בריא העומד בכל קריטריוני ההכללה לשני מיליליטרים של מים פלנריים טריים לכל באר בלוח פוליסטירן שאינו מטופל בתרבות רקמה.
הקצה בארות לבקרות שליליות הכוללות בעלי חיים לא נגועים או מטופלים מדומה, ובקרות חיוביות המורכבות מבעלי חיים נגועים בקנדידה אלביקנס מסוג בר. הסר את כל המים מכל באר והחלף בשני מיליליטרים של מים פלנריים טריים כדי להבטיח אחידות בין הבארות. אפשרו לבעלי החיים להתאזן בסביבה החדשה ליום אחד לפני ההדבקה.
הטה את צלחת שש הבארות והסירו בעדינות את כל המים מבאר אחת בכל פעם, באמצעות טכניקת אספטיה. מיד הוסיפו לבאר את נפח המים המישוריים המחושב ותרבות קנדידה אלביקנס לפני שממשיכים לבאר הבאה. רשום את תאריך ושעת החיסון.
הניחו את הפלטה המחוסנת בעל שש בארות במיקום חשוך וסטטי בטמפרטורת החדר. דגרו את הפלנריאנית עם קנדידה אלביקנס למשך עד 72 שעות, בהתאם לנקודת הסיום הרצויה. בנקודת הזמן הראשונה, 24 שעות לאחר ההדבקה, הטה מעט את הצלחת.
לאחר מכן, באמצעות פיפט העברה סטרילית, שאבו את הנוזל המכיל תרבית קנדידה אלביקנס ומזינים אותו בעדינות לאזור בבאר נקי מבעלי חיים כדי לערבב את שכבת הפטרייה שהתיישבה. חזור על השלב הזה חמש עד עשר פעמים בכל באר כדי לשבור את שכבת הפטרייה שהתיישבה, תוך הימנעות ממגע ישיר עם הפלנריאנים. צפה בהתיישבות פטרייתית על רקע כהה לפני ואחרי שלבי ההשעיה לראיה מיטבית.
החזירו את בארות הבקרה הלא נגועים בתנאים זהים. חזרו על ההליך הזה 48 שעות לאחר ההדבקה. ב-72 שעות לאחר ההדבקה, העבירו פלנרים לבארות טריות עם שני מיליליטר מים נקיים, כדי למזער את העברת הפטריות באמצעות מינימום נוזלים.
לאחר העברת בעלי חיים, הסר את כל המים והחליפם במים פלנריים טריים. התחילו להעריך את תוצאות המארח ביום אחד לאחר ההדבקה והמשיכו מדי יום עד לנקודת הסיום הניסוי הרצויה. כמת את נזק המארח באמצעות מערכת ניקוד סטנדרטית של אפס עד שלוש.
שלושה ימים לאחר ההדבקה, העבירו בעדינות את הפלנר לפלטה חדשה בת שישה בארות המכילה שני מיליליטר מים טריים לכל באר, תוך הימנעות מהעברת תרבית פטרייתית שאריתית. צפו בבעלי חיים באמצעות מיקרוסקופ אור עם מטרה של לפחות פי 10. רשמו תוצאות מארח באמצעות דף ניקוד סטנדרטי.
בנוסף, ניתן לבצע צביעת חיסון נגד קנדידה כדי לצפות בקולוניזציה פטרייתית של אפיתל המארח במהלך זיהום ופינוי. הקולוניזציה האפיתלית הפטרייתית הופחתה משמעותית בארבעה ימים לאחר ההדבקה, ובשבעה ימים לאחר ההדבקה כמעט כל הפטריות הקשורות לפני השטח נוקו בתנאי ID50. הבדיקות הלא נגועות נותרו ללא תסמינים.
בערך 7.0 כפול 10 לכוח של שבעה תאי קנדידה אלביקנס למיליליטרים, כ-30% היו ללא תסמינים, 50% היו תסמינים ו-20% מתו. בערך 8.0 פעמים 10 לכוח של שבעה תאי קנדידה אלביקנס למיליליטר, כ-30% היו ללא תסמינים, 20% היו תסמינים ו-50% מתו. ההישרדות החציונית ירדה מכ-90% ב-7.0 כפול 10 לכוח של שבעה תאי קנדידה אלביקנס למיליליטר לכ-50% ב-8.0 כפול 10 לכוח של שבעה תאים למיליליטר, ולפחות מ-25% ב-8.5 כפול 10 לכוח של שבעה תאים למיליליטרים.
ההישרדות הכוללת הייתה כ-50% בפלאנרים שנדבקו בקנדידה אלביקנס מסוג פראי, בערך פי 8.0 פי 10 בעוצמה של שבעה תאים למיליליטר, לעומת 100% הישרדות בקבוצת ביקורת לא נגועה. פרוטוקול זה מאפשר חקר ב-vivo של דינמיקת המארח-פתוגן על ידי שילוב גישות הדמיה ומולקולרית במארח גנטית שניתן לטיפול. יישומים עתידיים כוללים סקר מוטנטים בהספק גבוה, מחקרים השוואתיים בין מינים מיקרוביאליים, והסתגלות לטוקסיקולוגיה ובדיקות יעילות תרופות.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Overview
This article presents an optimized protocol for infecting the planarian Schmidtea mediterranea with Candida albicans, enabling high-throughput, in vivo analysis of fungal pathogenesis and host innate immune responses. The method supports systematic studies of infection initiation, progression, clearance, and lethality, with standardized procedures to enhance reproducibility and facilitate diverse experimental applications.
Key Study Components
Area of Science
- Microbiology
- Host-pathogen interactions
- Innate immunity
- Invertebrate infection models
Background
- Candida albicans is a common fungal pathogen that can cause infections ranging from mild mucosal disease to severe systemic candidiasis.
- Dysbiosis, immune dysfunction, or epithelial barrier disruption can trigger pathogenic overgrowth.
- Existing models for early-stage fungal infection are limited, especially for dissecting host responses in vivo.
- Planarians possess conserved innate immune mechanisms and regenerative capacity, making them suitable for infection studies.
Purpose of Study
- To provide a detailed, reproducible protocol for infecting planarians with C. albicans.
- To enable systematic analysis of fungal virulence and host outcomes across infection stages.
- To facilitate high-throughput studies of host-pathogen dynamics and immune responses.
Methods Used
- Selection of healthy S. mediterranea planarians (5 mm in length) for infection experiments.
- Inoculation of planarians with defined concentrations of C. albicans in six-well plates.
- Standardized incubation, resuspension, and transfer procedures to ensure uniform infection and minimize variability.
- Assessment of host outcomes using a zero-to-three scoring system and light microscopy.
- Anti-Candida immunostaining to visualize fungal colonization and clearance.
Main Results
- Fungal colonization of the planarian epithelium was markedly reduced by four days post-infection and nearly cleared by seven days under ID50 conditions.
- Host survival and symptom severity correlated with the initial fungal inoculum: higher concentrations led to increased mortality and symptomatic animals.
- At 8.0 × 107 cells/mL, approximately 50% of planarians died, while uninfected controls showed 100% survival.
- The protocol enables integration of imaging and molecular approaches for comprehensive analysis.
Conclusions
- This protocol provides a robust, high-throughput model for studying C. albicans infection and host defense in vivo.
- It supports reproducible measurement of infection dynamics, immune responses, and tissue repair.
- The model is adaptable for mutant screening, comparative studies, toxicology, and drug efficacy testing.
