Un protocollo ottimizzato per l'infezione da Candida albicans in Schmidtea mediterranea per studiare la patogenesi fungina e la difesa dell'ospite
April 17th, 2026
Questo protocollo fornisce una guida ottimizzata e dettagliata per l'utilizzo della planaria Schmidtea mediterranea come sistema modello per studiare le interazioni ospite-patogeno durante un'infezione fungina. Il metodo si basa sulla precedente procedura per infettare planarie con il patogeno fungino umano Candida albicans, fornendo indicazioni dettagliate per migliorare la riproducibilità e la coerenza sperimentale.
La mia ricerca si concentra sulle infezioni da Candida albicans e su come le risposte dell'ospite influenzino se l'esito è la chiarezza o la progressione della malattia. Una sfida chiave è la mancanza di modelli per le infezioni fungine precoce. Questo protocollo utilizza planarian come soluzione trattabile e ad alto rendimento.
Il sistema planario consente lo studio dell'iniziazione, progressione, eliminazione e letalità della malattia, con misurazione ad alta risoluzione delle risposte immunitarie innate. Per cominciare, seleziona planarie Schmidtea mediterranea di circa cinque millimetri di lunghezza sotto stereomicroscopio e assicurati che gli animali siano completamente estesi prima di misurare. Evita di usare planari minori di cinque millimetri, poiché potrebbero includere individui con blastema o sviluppo incompleto che può produrre risultati incoerenti.
Inoltre, escludere planarie più grandi di cinque millimetri, poiché gli animali più grandi sono meno adatti all'immunocolorazione a fluorescenza. Escludere animali con blastemi, tessuti privi di pigmentazione o sviluppo incompleto della pigmentazione. Trasferire planarie sane che soddisfano tutti i criteri di inclusione in due millilitri di acqua planaria fresca per pozzo in una piastra di polistirene a sei pozzi non trattata con coltura tissutale.
Assegnare pozzi per controlli negativi composti da animali non infetti o trattati simulatamente e controlli positivi composti da animali infettati da Candida albicans di tipo selvatico. Rimuovere tutta l'acqua da ogni pozzo e sostituirla con due millilitri di acqua planaria fresca per garantire uniformità tra i pozzi. Lascia che gli animali si equilibrino nel nuovo ambiente per un giorno prima dell'infezione.
Inclina la piastra a sei pozzi e rimuovi delicatamente tutta l'acqua da un pozzo alla volta, utilizzando la tecnica asettica. Aggiungi immediatamente il volume calcolato di acqua planaria e la coltura di Candida albicans al pozzo prima di procedere verso il pozzo successivo. Annota la data e l'ora dell'inoculazione.
Posizionare la piastra a sei pozzi inoculata in un luogo buio e statico a temperatura ambiente. Incubare la planaria con Candida albicans per un massimo di 72 ore, a seconda dell'endpoint desiderato. Al primo momento, 24 ore dopo l'infezione, inclina leggermente la placca.
Poi, utilizzando una pipetta di trasferimento sterile, aspirare il liquido contenente la coltura di Candida albicans e dispensarlo delicatamente in un'area del pozzo libera da animali per mescolare lo strato fungino sedimentato. Ripeti questo passaggio cinque-dieci volte per pozzo per rompere lo strato fungino depositato, evitando il contatto diretto con le planarie. Osserva l'insediamento fungino su uno sfondo scuro prima e dopo i passaggi di risospensione per la migliore visibilità.
Sospendere i pozzi di controllo non infetti in condizioni identiche. Ripeti questa procedura a 48 ore dall'infezione. A 72 ore dall'infezione, trasferire le planarie in pozzi freschi con due millilitri di acqua pulita, minimizzando il trasferimento fungino usando il minimo liquido.
Una volta trasferiti gli animali, rimuovere tutta l'acqua e sostituirla con acqua planaria fresca. Iniziare a valutare gli esiti dell'ospite un giorno dopo l'infezione e continuare quotidianamente fino all'endpoint sperimentale desiderato. Quantificare il danno dell'ospite utilizzando il sistema standardizzato di punteggio zero-tre.
Tre giorni dopo l'infezione, trasferire delicatamente la planaria su una nuova piastra a sei pozzi contenente due millilitri di acqua planaria fresca per pozzo, evitando il trasferimento della coltura residua di fungo. Osserva gli animali usando la microscopia con un obiettivo minimo 10 volte. Registra i risultati dell'ospite utilizzando il foglio di punteggio standardizzato.
Inoltre, può essere eseguita un'immunocolorazione anti-Candida per osservare la colonizzazione fungina dell'epitelio dell'ospite durante l'infezione e la liberazione. La colonizzazione epiteliale fungina è stata notevolmente ridotta entro quattro giorni dall'infezione e, entro sette giorni dall'infezione, quasi tutti i funghi associati alla superficie erano stati eliminati nelle condizioni ID50. I controlli non infetti sono rimasti completamente asintomatici.
Con circa 7,0 per 10 alla potenza di sette cellule di Candida albicans per millilitro, circa il 30% era asintomatico, il 50% sintomatico e il 20% era morto. Con circa 8,0 per 10 alla potenza di sette cellule di Candida albicans per millilitro, circa il 30% era asintomatico, il 20% sintomatico e il 50% era morto. La sopravvivenza mediana è diminuita da circa il 90% a 7,0 per 10 alla potenza di sette cellule di Candida albicans per millilitro, a circa il 50% (8,0 per 10), alla potenza di sette cellule per millilitro, e a meno del 25% a 8,5 per 10 alla potenza di sette cellule per millilitro.
La sopravvivenza complessiva era di circa il 50% nelle planarie infettate da Candida albicans di tipo selvatico, con una potenza di circa 8,0 per 10 a sette cellule per millilitro, rispetto al 100% di sopravvivenza nei controlli non infetti. Questo protocollo consente lo studio in vivo della dinamica ospite-patogeno integrando approcci di imaging e molecolari in un ospite geneticamente trattabile. Le applicazioni future includono screening mutante ad alto rendimento, studi comparativi tra specie microbiche e adattamento per la tossicologia e i test di efficacia farmacologica.
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.
