$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
La Candida albicans è un patogeno fungino opportunista dell'uomo che risiede in diverse nicchie, tra cui il cavo orale, il tratto gastrointestinalee l'apparato urogenitale. Sebbene tipicamente commensale, C. albicans causa infezioni sia della mucosa che del flusso sanguigno, l'ultima delle quali può essere mortale. La gravità dell'infezione da C. albicans dipende dalla funzione immunitaria dell'ospite, con gli individui immunocompromessi più suscettibili all'infezione rispetto agli individui sani1. Oltre ai fattori correlati all'ospite, C. albicans ha diversi tratti di virulenza che includono ife, formazione di biofilm e produzione di aspartilprotein secretorie (SAP), che funzionano per promuovere l'adesione e l'invasione di C. albicans nelle cellule epiteliali dell'ospite2, e candidalisina, una tossina peptidica citolitica 3,4. Insieme, ciò suggerisce che la virulenza di C. albicans è un fenotipo complesso risultante da un'interazione tra il patogeno e il suo ambiente ospite. Pertanto, lo studio della virulenza è meglio studiato utilizzando organismi modello che fungono da ambienti ospiti, in contrasto con gli approcci in vitro.
Diversi modelli di ospiti, tra cui organismi vertebrati e invertebrati, sono stati sviluppati per studiare l'infezione da C. albicans. Il modello murino, considerato il gold standard, è spesso utilizzato per il suo sistema immunitario adattativo e innato e per la capacità di monitorare la progressione della malattia sia a livello sistemico che in organi specifici5. Tuttavia, ci sono limitazioni significative a questo modello ospite, tra cui i costi di manutenzione, il numero ridotto di prole e la diminuzione della potenza e della riproducibilità associate a campioni di piccole dimensioni5. Pertanto, sono stati sviluppati altri organismi modello più semplici come il pesce zebra (Danio rerio), il moscerino della frutta (Drosophila melanogaster), la falena della cera (Galleria mellonella) e il nematode (Caenorhabditis elegans). Questi organismi modello non mammiferi sono più piccoli, richiedono meno manutenzione in laboratorio e campioni di dimensioni maggiori consentono una maggiore potenza e riproducibilità rispetto ai modelli murini. Ognuno di questi modelli presenta vantaggi e svantaggi specifici che devono essere considerati quando si sceglie un modello di infezione. La G. mellonella offre l'ambiente fisiologicamente più simile all'uomo in quanto può essere coltivata a 37 °C e ha varie cellule fagocitiche7. Inoltre, questo modello consente l'iniezione diretta di un inoculo specifico7. Tuttavia, non esiste un genoma completamente sequenziato e non esiste un metodo stabilito per creare ceppi mutanti. Simile a G. mellonella, il modello D. rerio consente l'iniezione diretta di un inoculo specifico 5,7. Ha anche un sistema immunitario adattativo e innato5, che è unico per questo modello non mammifero, ma richiede vasche di riproduzione acquatiche per essere mantenuto. D. melanogaster e C. elegans hanno vantaggi e svantaggi simili, che includono genomi completamente sequenziati che sono facili da manipolare e generano ceppi mutanti7 ma non hanno immunità adattativa o citochine7. Di tutti questi modelli non mammiferi, C. elegans ha il ciclo di vita più rapido, si autofeconda per generare un gran numero di prole geneticamente identica ed è il più suscettibile a schermi su larga scala 6,7,8. C. elegans si è dimostrato estremamente potente per lo screening ad alto rendimento di farmaci antifungini 9,10, per la caratterizzazione dei fattori di virulenza7 e per l'identificazione delle reti di difesa dell'ospite specifiche per C. albicans 11. Il sistema immunitario innato in C. elegans ha molteplici componenti che sono altamente conservati negli esseri umani12. Le difese innate dell'ospite includono la produzione di peptidi antimicrobici13 (AMP) e specie reattive dell'ossigeno 14,15,16.
La gravità dell'infezione da C. albicans è misurata prevalentemente in base alla sopravvivenza dell'ospite, ma non è in grado di catturare fenotipi di virulenza non letali. Un aspetto spesso trascurato della fitness dell'ospite è la riproduzione, ma diversi studi suggeriscono che C. albicans influisce sulla riproduzione riducendo la vitalità degli spermatozoi17,18, suggerendo che questo potrebbe essere un aspetto importante da studiare della fitness dell'ospite. Pertanto, l'impatto dell'infezione da C. albicans sulla fecondità dell'ospite è un modo utile per studiare i fenotipi di virulenza non letali. Abbiamo sviluppato due test di infezione utilizzando C. elegans per studiare sia i fenotipi di sopravvivenza che quelli di riproduzione in ospiti sani19,20. Qui descriviamo sia i saggi di fecondità che quelli di espansione del lignaggio. La fecondità misura sia la progenie prodotta che la sopravvivenza dei singoli ospiti, mentre l'espansione del lignaggio valuta le conseguenze dell'infezione su tre generazioni di ospiti. Dimostriamo come questi saggi possano essere utilizzati per lo screening dei mutanti di delezione di C. albicans per catturare differenze sia drammatiche che sottili nei fenotipi di virulenza letali e non letali.