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A pesquisa mostra como o fungo comum obtem a flexibilidade viver em ambientes diferentes do anfitrião

Os albicans da candida do fungo são encontrados no aparelho gastrointestinal aproximadamente da metade de adultos saudáveis com pouco se algum efeito, contudo igualmente causam uma infecção freqüentemente-fatal do sangue entre pacientes com sistemas imunitários comprometidos, incluindo aquelas com HIV/AIDS. A pesquisa nova das ajudas de Brown University mostra como este fungo obtem a flexibilidade viver nestes ambientes vastamente diferentes.

A pesquisa encontrou que as amostras pacientes do fungo faltam freqüentemente uma cópia de um gene que servisse como um regulador mestre vital. No laboratório, estas pilhas podem regularmente comutar a ter um grupo diferente de traços, ou de fenótipo, perdendo a outra cópia. As pilhas com uma ou dois cópias do regulador mestre parecem brancas na cor e são mais virulentos em infecções do sangue quando as pilhas que faltam ambas as cópias produzirem as colônias “cinzentas” que podem predominar no aparelho gastrointestinal.

A “diversidade em uma espécie microbiana protege-a contra mudanças em seu ambiente,” disse Richard Bennett, um professor no departamento de Brown da microbiologia e da imunologia moleculars. “Se têm a diversidade, uma subpopulação das pilhas pode poder adaptar-se, mesmo se o resto da população não pode. Nós encontramos que algumas amostras de albicans da candida podem comutar o fenótipo porque já estão levando uma cópia neutralizada de um gene neste ponto quente genético.”

O estudo foi publicado terça-feira 26 de fevereiro, no anfitrião e no micróbio da pilha do jornal.

Os pontos quentes para mutações genéticas são uns novos, e um tanto surpreendentes, mecanismo para que os fungos decausa adquiram a diversidade do traço, mas o mecanismo é conhecido entre as bactérias, Bennett disse. Esta variedade de traços ajuda a candida a adaptar-se aos ambientes diferentes do anfitrião.

Por exemplo, o fungo da candida pode ser encontrado no aparelho gastrointestinal de 40 a 60 por cento de adultos saudáveis com pouco se todo o efeito. Pode igualmente causar infecções de fermento irritantes e a endomicose oral. Por outro lado, nos indivíduos com um sistema imunitário comprometido -- como aqueles que estão com o AIDS, se estão submetendo à quimioterapia ou se estão preparando para uma transplantação de órgão -- A candida pode entrar na circulação sanguínea. Esta infecção séria é fatal em 40 a 60 por cento dos casos porque é difícil tratar, Bennett disse.

Ponto quente da mutação

Shen-Huan Liang, um estudante doutoral no programa do pathobiology de Brown, olhado 63 amostras diferentes dos pacientes, incluindo do aparelho gastrointestinal, a endomicose oral e infecções patogénicos da circulação sanguínea. Encontrou que sete daquelas tensões -- mais de 10 por cento -- uma ou amba a cópia faltadas de um regulador mestre específico chamou EFG1. EFG1 é uma proteína que regule traços tais como a virulência, o metabolismo e o interruptor entre o crescimento como o fermento único-celulado ou filamentos multi-celulares.

Mesmo que EFG1 contribuísse à infectividade da candida, uma das tensões que faltam ambas as cópias de era de uma infecção do sangue. Outro era de um paciente com endomicose oral. Ambas as tensões clínicas apareceram “cinza” quando crescidas no ágar especial. Cinco tensões tiveram uma cópia do gene e parecida branca, mas comutada ao estado cinzento em até 10 por cento de colônias da filha. A equipa de investigação encontrou as mutações diferentes numerosas do ADN que interromperam a função do gene. O gene contem pelo menos quatro regiões de seqüências repetitivas do ADN, que Bennett sugerido pode fazer lhe a um ponto quente para mutações genéticas.

“O gene EFG1 parece à central a muita biologia dos albicans da candida, assim que mantem-se obter batido por mutações repetidas vezes,” Bennett disse. “É interessante que estas seqüências repetitivas podem ser transformadas muito facilmente, e perder este gene está fornecendo claramente algum tipo de vantagem selectiva.”

Tipicamente as mutações aos genes críticos são provavelmente bastante prejudiciais. Contudo, neste caso pôde ser um tanto como o benefício de ser heterozygous para o traço da célula falciforme nos seres humanos, Bennett disse. Os povos com uma cópia normal do gene da hemoglobina e uma cópia da mutação da célula falciforme são mais resistentes à malária do que aqueles com duas cópias normais do gene. Contudo, os povos com duas cópias da mutação da célula falciforme têm a anemia da célula falciforme e sofrem dos episódios da dor comum e abdominal, da anemia e de um sistema imunitário enfraquecido, assim que pode ser um balanço que delicado adicionou.

Em olhar albicans da candida, a equipa de investigação quis determinar se faltar uma cópia do gene forneceu uma tensão uma vantagem evolucionária nos aparelhos gastrointestinais dos ratos. Para testar este, os pesquisadores combinaram uma tensão com ambas as cópias de EFG1 em uma relação do 50:50 com uma tensão que falta uma cópia, e introduziram a mistura no intestino dos ratos. Os pesquisadores analisaram então as pilhas fungosas actuais no excremento dos animais sobre diversas semanas. Após dois a seis dias, algumas das pilhas da tensão que falta uma cópia do regulador mestre perderam a segunda cópia, e as pilhas cinzentas resultantes a seguir predominaram na população.

Os pesquisadores igualmente executaram as experiências em que introduziram uma tensão paciente que contem somente uma cópia do regulador mestre. Estas pilhas eram inicialmente brancas mas eventualmente perdiam a outra cópia de EFG1 e tornavam-se cinzentas. Estas pilhas cinzentas novas tomaram outra vez sobre a colonização do intestino.

Finalmente, a equipe testou a concorrência das várias tensões em infecções da circulação sanguínea. Neste ambiente diferente, encontraram a tensão faltar ambas as cópias do gene EFG1 predominado no rim, no baço e no fígado sobre uma tensão que falta apenas uma cópia, mesmo que o anterior fosse menos fatal ao anfitrião. Os pesquisadores podiam distinguir a colonização eficaz de tecidos diferentes da infecção que matou o anfitrião.

Bennett advertiu que este estudo olhou somente em perder EFG1 em pratos de Petri e nos ratos. No futuro, gostaria de trabalhar com clínicos para recolher umas amostras mais fungosas dos pacientes -- ambos dos órgãos contaminados diferentes e do aparelho gastrointestinal -- e durante um período de tempo prolongado. Isto fornecerá uma compreensão melhor de como os albicans da candida se adaptam aos ambientes diferentes dentro dos pacientes, as mutações do papel EFG1 pode jogar em pacientes diferentes e de como as subpopulações diferentes dos fungos respondem ao tratamento.

Continuação no laboratório, Bennett disse que gostaria de estudar os detalhes do âmago do ponto quente da mutação, incluindo medindo a freqüência exacta que as mutações ocorrem no ponto quente comparado ao resto do genoma e de determinar o mecanismo destas mutações.

“Uma pergunta grande para todos os microbiologista é: “Como representante é tomando um único isolado, ou uma única pilha, da espécie total? “” Bennett disse. “Nós aprendemos que quando estudar um isolado for um bom lugar a começar, não é a imagem inteira, particularmente quando você está falando sobre micróbios.”