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La investigación muestra cómo el hongo común consigue la adaptabilidad de vivir en diversos ambientes del ordenador principal

Los albicans fungosos de la candida se encuentran en el aparato gastrointestinal alrededor de la mitad de adultos sanos con poco si algún efecto, con todo él también causa una infección algunas veces-fatal de la sangre entre pacientes con los sistemas inmunes comprometidos, incluyendo ésos con HIV/AIDS. La nueva investigación de las ayudas de Brown University muestra cómo este hongo consigue la adaptabilidad de vivir en estos ambientes sumamente diversos.

La investigación encontró que las muestras pacientes del hongo faltan con frecuencia una copia de un gen que sirva como regulador principal vital. En el laboratorio, estas células pueden cambiar regularmente a tener un diverso equipo de rasgos, o del fenotipo, perdiendo la otra copia. Las células con uno o dos copias del regulador principal aparecen blancas en color y son más virulentas en infecciones de la sangre mientras que las células que faltan ambas copias producen a las colonias “grises” que pueden predominar en el aparato gastrointestinal.

La “diversidad en una especie microbiana la protege contra cambios en su ambiente,” dijo a Richard Bennett, profesor en el departamento de Brown de la microbiología y de la inmunología moleculares. “Si tienen diversidad, una subpoblación de células puede poder adaptarse, incluso si no puede el descanso de la población. Encontramos que algunas muestras de los albicans de la candida pueden cambiar fenotipo porque están llevando ya una copia desactivada de un gen en estos apuroses genéticos.”

El estudio fue publicado el martes 26 de febrero, en el ordenador principal y el microbio de la célula del gorrón.

Los apuroses para las mutaciones genéticas son nuevos, y algo asombrosamente, mecanismo para que los hongos enfermedad-que causan detecten diversidad del rasgo, pero el mecanismo es bien sabido entre bacterias, Bennett dijo. Esta variedad de rasgos ayuda a candida a adaptarse a diversos ambientes del ordenador principal.

Por ejemplo, el hongo de la candida puede ser encontrado en el aparato gastrointestinal del 40 a 60 por ciento de adultos sanos con poco si cualquier efecto. Puede también causar candidiasis molestas y el tordo oral. Por otra parte, en individuos con un sistema inmune comprometido -- por ejemplo los que tienen SIDA, están experimentando la quimioterapia o se están preparando para un trasplante de órgano -- La candida puede entrar en la circulación sanguínea. Esta infección seria es fatal en el 40 a 60 por ciento de casos porque es difícil tratar, Bennett dijo.

Apuroses de la mutación

Shen-Huan Liang, estudiante doctoral en el programa del pathobiology de Brown, observado 63 diversas muestras de pacientes, incluyendo unos de aparato gastrointestinal, de tordo oral y de infecciones patógenas de la circulación sanguínea. Ella encontró que siete de esas deformaciones -- el más de 10 por ciento -- las una o amba copias faltadas de un regulador principal específico llamaron EFG1. EFG1 es una proteína que regula rasgos tales como virulencia, metabolismo y el interruptor entre el crecimiento como levadura unicelular o filamentos multicelulares.

Aunque EFG1 contribuye a la contagiosidad de la candida, una de las deformaciones que faltaban ambas copias de era de una infección de la sangre. Otro era de un paciente con el tordo oral. Ambas deformaciones clínicas aparecieron “gris” cuando estaban crecidas en agar especial. Cinco deformaciones tenían una copia del gen y aparecida blanca, pero cambiada al estado gris en el hasta 10 por ciento de colonias de la hija. El equipo de investigación encontró diversas mutaciones numerosas de la DNA que rompieron la función del gen. El gen contiene por lo menos cuatro regiones de series repetidores de la DNA, que Bennett sugerido puede hacer le apuroses para las mutaciones genéticas.

“El gen EFG1 parece a la central a mucha biología de los albicans de la candida, así que guarda el conseguir pegado por mutaciones una y otra vez,” Bennett dijo. “Es interesante que estas series repetidores se pueden transformar muy fácilmente, y perder este gen está ofreciendo sin obstrucción algún tipo de ventaja selectiva.”

Las mutaciones a los genes críticos son típicamente probablemente muy dañinas. Sin embargo, en este caso puede ser que sea algo como la ventaja de ser heterozigótico para el rasgo de la célula falciforme en seres humanos, Bennett dijo. La gente con una copia normal del gen de la hemoglobina y una copia de la mutación de la célula falciforme es más resistente a la malaria que ésas con dos copias normales del gen. Sin embargo, la gente con dos copias de la mutación de la célula falciforme tiene anemia de la célula falciforme y sufre de episodios del dolor común y abdominal, de la anemia y de un sistema inmune debilitado, así que puede ser un equilibrio delicado que él agregó.

En observar albicans de la candida, el equipo de investigación quiso determinar si faltar una copia del gen proveyó de una deformación una ventaja evolutiva en los aparatos gastrointestinales de ratones. Para probar esto, los investigadores combinaron una deformación con ambas copias de EFG1 en una índice del 50:50 con una deformación que faltaba una copia, e introdujeron la mezcla en la tripa de ratones. Los investigadores entonces analizaban las células fungicidas presentes en el excremento de los animales durante varias semanas. Después de dos a seis días, algunas de las células de la deformación que faltaba una copia del regulador principal perdieron la segunda copia, y las células grises resultantes después predominaron en la población.

Los investigadores también realizaron los experimentos en los cuales introdujeron una deformación paciente que contenía solamente una copia del regulador principal. Estas células eran inicialmente blancas pero eventual perdieron la otra copia de EFG1 y llegaron a ser grises. Estas nuevas células grises asumieron el control otra vez la colonización de la tripa.

Finalmente, las personas probaron la competitividad de las diversas deformaciones en infecciones de la circulación sanguínea. En este diverso ambiente, encontraron que la deformación que faltaba ambas copias del gen EFG1 predominó en el riñón, el bazo y el hígado sobre una deformación que faltaba apenas una copia, aunque el anterior era menos fatal al ordenador principal. Los investigadores podían distinguir la colonización efectiva de diversos tejidos de la infección que mató al ordenador principal.

Bennett advirtió que este estudio consideraba solamente perder EFG1 en placas de Petri y en ratones. En el futuro, él quisiera trabajar con los clínicos para cerco muestras más fungicidas de pacientes -- ambos de diversos órganos infectados y del aparato gastrointestinal -- y durante un plazo extendido. Esto ofrecerá una mejor comprensión de cómo los albicans de la candida se adaptan a diversos ambientes dentro de pacientes, las mutaciones del papel EFG1 puede jugar en diversos pacientes y de cómo diversas subpoblaciones de hongos responden al tratamiento.

El continuar en el laboratorio, Bennett dijo que él quisiera estudiar los detalles esenciales de los apuroses de la mutación, incluyendo la medición de la frecuencia exacta que las mutaciones ocurren en los apuroses comparados al descanso del genoma y de determinar el mecanismo de estas mutaciones.

“Una pregunta grande para todos los microbiólogos es: ¿“Cómo representante es tomando un único aislante, o una célula, de la especie total? “” Bennett dijo. “Hemos aprendido que mientras que estudiar un aislante es un buen lugar a comenzar, no es el retrato entero, determinado cuando usted está hablando de microbios.”