Um Protocolo Otimizado para Infecção por Candida albicans em Schmidtea mediterranea para Estudar a Patogênese Fúngica e a Defesa do Hospedeiro
April 17th, 2026
Esse protocolo fornece um guia otimizado e detalhado para usar a planária Schmidtea mediterranea como sistema modelo para estudar as interações hospedeiro-patógeno durante infecções fúngicas. O método se baseia no procedimento anterior para infectar planárias com o patógeno fúngico humano Candida albicans, fornecendo orientações detalhadas para aumentar a reprodutibilidade e a consistência experimental.
Minha pesquisa foca nas infecções por Candida albicans e em como as respostas do hospedeiro influenciam se o resultado é a eliminação ou a progressão da doença. Um desafio fundamental é a falta de modelos para infecção fúngica precoce. Esse protocolo utiliza o planário como uma solução tratável e de alta produtividade.
O sistema planário permite o estudo da iniciação, progressão, eliminação e letalidade da doença, com medição de alta resolução das respostas imunes inatas. Para começar, selecione planárias Schmidtea mediterranea de aproximadamente cinco milímetros de comprimento sob um estereoscópio e certifique-se de que os animais estejam totalmente estendidos antes da medição. Evite usar planárias menores que cinco milímetros, pois podem incluir indivíduos com blastemas ou desenvolvimento incompleto que pode produzir resultados inconsistentes.
Além disso, exclua planárias maiores que cinco milímetros, pois animais maiores são menos adequados para imunocoloração por fluorescência. Exclua animais com blastemas, tecido sem pigmentação ou desenvolvimento incompleto de pigmentação. Transfira planárias saudáveis que atendam a todos os critérios de inclusão para dois mililitros de água planária doce por poço em uma placa de poliestireno de seis poços sem cultivo de tecidos.
Atribuir poços para controles negativos compostos por animais não infectados ou tratados simuladamente e controles positivos por animais infectados com Candida albicans selvagem. Remova toda a água de cada poço e substitua por dois mililitros de água planária fresca para garantir uniformidade entre os poços. Permita que os animais se equilibrem no novo ambiente por um dia antes da infecção.
Incline a placa de seis poços e remova suavemente toda a água de um poço por vez, usando técnica asséptica. Adicione imediatamente o volume calculado de água planária e a cultura de Candida albicans ao poço antes de prosseguir para o próximo poço. Registre a data e o horário da inoculação.
Coloque a placa inoculada de seis poços em um local escuro e estático em temperatura ambiente. Incube a planária com Candida albicans por até 72 horas, dependendo do desfecho desejado. No primeiro momento, 24 horas após a infecção, incline levemente a placa.
Depois, usando uma pipeta de transferência estéril, aspire o líquido contendo a cultura de Candida albicans e dispense suavemente em uma área do poço livre de animais para misturar a camada fúngica sedimentada. Repita essa etapa de cinco a dez vezes por poço para quebrar a camada fúngica sedimentada, evitando contato direto com as planárias. Observe o assentamento fúngico contra um fundo escuro antes e depois dos passos de suspensão para melhor visibilidade.
Ressuspenda poços de controle não infectados sob condições idênticas. Repita esse procedimento 48 horas após a infecção. Às 72 horas após a infecção, transfira planárias para poços frescos com dois mililitros de água limpa, minimizando a retransmissão fúngica com o uso mínimo de líquido.
Depois que os animais forem transferidos, remova toda a água e substitua-a por água planária fresca. Comece a avaliar os resultados do hospedeiro um dia após a infecção e continue diariamente até o desfecho experimental desejado. Quantifique o dano ao hospedeiro usando o sistema padronizado de pontuação zero a três.
Três dias após a infecção, transfira suavemente planárias para uma nova placa de seis poços contendo dois mililitros de água planária fresca por poço, evitando a transferência da cultura fúngica residual. Observe animais usando microscopia óptica com um objetivo mínimo 10 vezes. Registre os resultados do hospedeiro usando a folha padronizada de pontuação.
Além disso, a imunocoloração anti-Candida pode ser realizada para observar a colonização fúngica do epitélio do hospedeiro durante a infecção e a eliminação. A colonização epitelial fúngica foi significativamente reduzida quatro dias após a infecção, e sete dias após a infecção quase todos os fungos superficiais estavam eliminados sob condições ID50. Os controles não infectados permaneceram totalmente assintomáticos.
Com aproximadamente 7,0 vezes 10 à potência de sete células de Candida albicans por mililitro, cerca de 30% estavam assintomáticos, 50% sintomáticos e 20% estavam mortos. Com aproximadamente 8,0 vezes 10 vezes a potência de sete células de Candida albicans por mililitro, cerca de 30% estavam assintomáticos, 20% sintomáticos e 50% estavam mortos. A sobrevivência mediana caiu de cerca de 90% em 7,0 vezes 10 para a potência de sete células de Candida albicans por mililitro para cerca de 50% em 8,0 vezes 10 para a potência de sete células por mililitro, e para menos de 25% em 8,5 vezes 10 para a potência de sete células por mililitro.
A sobrevivência geral foi de cerca de 50% em planárias infectadas com Candida albicans do tipo selvagem, aproximadamente 8,0 vezes 10 com potência de sete células por mililitro, em comparação com 100% de sobrevivência em controles não infectados. Esse protocolo possibilita o estudo in vivo da dinâmica hospedeiro-patógeno ao integrar imagens e abordagens moleculares em um hospedeiro geneticamente manipulável. Aplicações futuras incluem triagem mutante de alta produção, estudos comparativos entre espécies microbianas e adaptação para testes toxicológicos e de eficácia de medicamentos.
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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.
