presentacion - Facultad de Ciencias BioquÃmicas y Farmacéuticas ...
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DIMORFISMO<br />
SÍNTESIS<br />
INTRACELULAR<br />
BIOSÍNTESIS DE PARED FÚNGICA<br />
JUNTAS<br />
= LUGAR Y TIEMPO<br />
CANT. EXACTAS<br />
POLIMERIZACIÓN<br />
EXTRACELULAR<br />
REGULACIÓN PRECISA<br />
SÍNTESIS DE PARED PROCESO POLARIZADO<br />
Transporte componentes y enzimas al punto crecimiento<br />
citoesqueleto - vesículas secretorias - microvesículas<br />
CENTRO DE REFERENCIA<br />
DE MICOLOGÍA<br />
DRA. CECILIA L. FULGUEIRA<br />
2013<br />
FAC. CS. BIOQUÍMICAS<br />
Y FARMACÉUTICAS<br />
UNR<br />
Síntesis proteínas, glicoproteínas, polisacáridos estructurales, glucanos<br />
Asociación en<br />
superficie celular<br />
<br />
estructura<br />
tridimensional<br />
<br />
U covalentes y<br />
no covalentes<br />
REGULACIÓN PRECISA DE PARED FÚNGICA<br />
∆ estructura pared celular por efectores internos y externos<br />
∆ morfología (ciclos celular, <strong>de</strong> vida)<br />
<br />
Morfotipo Hifal<br />
crecimiento continuo<br />
extremo <strong>de</strong>l tubo<br />
abundantes naturaleza<br />
CRECIMIENTO EN LOS HONGOS<br />
<br />
Morfotipo Levaduriforme:<br />
elongación o brote<br />
< cantidad<br />
importancia económica<br />
Interacción con otros organismos<br />
Utilización ambiente<br />
Hongos no limitados a un morfotipo específico<br />
Adaptación a stress<br />
DIMÓRFICOS
DIMÓRFICOS<br />
Hongos que presentan al menos dos morfotipos predominantes<br />
INFECCIÓN FÚNGICA Y<br />
ENFERMEDAD<br />
MORFOTIPO PARTICULAR<br />
Controlada<br />
ambientalmente<br />
Disparadores <strong>de</strong> transición<br />
DIMORFISMO/MORFOGÉNESIS<br />
Interconversión reversible entre ≠ morfotipos<br />
MORFOGÉNESIS<br />
En células en<br />
crecimiento y<br />
división<br />
HONGOS QUE PRODUCEN ENFERMEDAD<br />
Hongos filamentosos monomórficos: Aspergillus<br />
plantas, animales, hombre<br />
Inhalación,<br />
Conidios<br />
ambiente <br />
<strong>de</strong>pósito <br />
superficial<br />
fumigatus<br />
Micelio invasivo<br />
T°<br />
pH<br />
[glucosa]<br />
agentes quelantes<br />
fuente N 2<br />
[CO 2 ]<br />
metales<br />
tamaño inóculo o<br />
<strong>de</strong>nsidad celular inicial<br />
Respuesta<br />
evolutiva<br />
<br />
≠ ambientes<br />
≠ hospe<strong>de</strong>ros<br />
≠ Ciclos <strong>de</strong> vida<br />
(protozoos)<br />
No obligatoria<br />
Levaduras monomórficas: Candida<br />
glabrata<br />
Comensal<br />
piel y<br />
mucosas<br />
<br />
Infección<br />
superficial o<br />
sistémica<br />
HONGOS QUE PRODUCEN ENFERMEDAD<br />
HONGOS DIMÓRFICOS<br />
Hongos dimórficos<br />
Morfotipo no patogénico<br />
> % Biomasa<br />
Morfotipo patogénico<br />
Hombre, animales, plantas<br />
Esencial para producir enfermedad<br />
Saprófito ambiental<br />
(suelo)<br />
HIFAS<br />
Conidios<br />
MORFOTIPO<br />
NO PATOGÉNICO<br />
INFECCIOSO<br />
Comensal<br />
piel y mucosas<br />
(flora normal)<br />
LEVADURAS<br />
Candida albicans<br />
LEVADURAS<br />
MORFOTIPO<br />
PATOGÉNICO<br />
HIFAS<br />
PSEUDOHIFAS<br />
Candida albicans<br />
Coccidioi<strong>de</strong>s inmitis<br />
Coccidioi<strong>de</strong>s inmitis<br />
Ascomycetes<br />
Filogenét. relacionados<br />
Histoplasma capsulatum<br />
Blastomyces <strong>de</strong>rmatiti<strong>de</strong>s<br />
Paracoccidio<strong>de</strong>s brasiliensis<br />
Coccidioi<strong>de</strong>s inmitis/posadasii<br />
Sporothrix schenkii<br />
Penicillium marnefeii<br />
Adaptado al hospe<strong>de</strong>ro<br />
INVASIVO<br />
EJEMPLOS<br />
HOMBRE<br />
Millones <strong>de</strong> infecciones/año<br />
Latentes o reactivas<br />
(inmuno<strong>de</strong>ficientes<br />
inmuno<strong>de</strong>ficientes)<br />
Candida albicans<br />
Candida dubliniensis<br />
Malassezia furfur<br />
Muestras clínicas<br />
ambos morfotipos
Histoplasma capsulatum<br />
Forma asociada al hospe<strong>de</strong>ro<br />
DIMORFISMO TERMAL ??<br />
25 °C<br />
DISPARADORES DE LA<br />
TRANSICIÓN<br />
Medio <strong>de</strong> cultivo<br />
Forma ambiental<br />
Áreas endémicas<br />
Microconidios<br />
37 °C<br />
pulmón<br />
In vivo<br />
+ rápida<br />
linfa<br />
37 °C<br />
represión<br />
sulfito reductasa<br />
auxótrofo Cys<br />
Cys<br />
Levadura<br />
37°C<br />
Filamentos con macro<br />
y microconidios<br />
sangre<br />
Levaduras<br />
Reductores -SH<br />
H.capsulatum<br />
a cualquier T°<br />
Oxidantes -SH<br />
Filamentos<br />
Levadura intracelular facultativa<br />
DIMORFISMO NUTRICIONAL ??<br />
O TERMO NUTRICIONAL ??<br />
Candida<br />
albicans<br />
Adhesión y<br />
colonización<br />
PIEL Y MUCOSAS<br />
Levadura<br />
DISPARADORES DE LA TRANSICIÓN<br />
Levadura<br />
Pseudohifa<br />
/ Hifa<br />
Penetración<br />
hifal e invasión<br />
Hifa<br />
∆ mecanismos <strong>de</strong>fensa<br />
<strong>de</strong>l Hospe<strong>de</strong>ro<br />
Locales<br />
(lesiones, ∆ flora x ATB,<br />
ciclo)<br />
Global<br />
(inmunosupresión, VIH,<br />
transplantes, insufic. renal,<br />
internaciones hospitalarias<br />
prolongadas)<br />
Diseminación<br />
vascular<br />
Colonización<br />
endotelial y<br />
penetración<br />
Vasos sanguíneos<br />
Condiciones ~ piel y mucosas<br />
T < 37°C, pH H +<br />
Hifas necesarias para<br />
Levaduras + móviles<br />
Diseminación<br />
x sangre y fluídos a órganos<br />
profundos<br />
Condiciones ~ órganos profundos<br />
37°C, pH neutro, suero<br />
Mutantes C.albicans L H
DISPARADORES DE LA TRANSICIÓN<br />
Densidad <strong>de</strong>l inóculo y Morfogénesis en C.albicans<br />
BIOFILMS<br />
Densidad <strong>de</strong>l inóculo (in vitro)<br />
C.albicans<br />
Suero - 37°C<br />
L-prolina<br />
/ N-Ac-Glc<br />
Biofilms sobre matrices / dispositivos médicos (catéteres , prótesis)<br />
Densidad ≥ 10 6 células/ml<br />
Levaduras brotantes<br />
Densidad < 10 6 células/ml<br />
Tubo germinativo Hifa<br />
infección x C.albicans<br />
Impenetrables a<br />
respuesta inmume<br />
Hospe<strong>de</strong>ro y ATF<br />
Farnesol<br />
morfología biofilm<br />
Hasta 3 hs. y<br />
<strong>de</strong>spués <strong>de</strong> 24 hs.<br />
Liberación L<br />
<br />
Nuevos biofilms<br />
Fenómeno <strong>de</strong> Quorum sensing<br />
QSMs mediadores<br />
extracelulares producidos x L<br />
Farnesol (C<br />
(C 15 H 26 O)<br />
Efecto durante tiempo limitado<br />
En cultivos líquidos fase inicial y en<br />
fase estacionaria células vuelven a<br />
ser sensibles al farnesol<br />
Colonización<br />
inicial x L<br />
3-6 hs. Formación<br />
T.G. cuerpo <strong>de</strong>l<br />
biofilm<br />
24-48 hs. Biofilm<br />
L H<br />
maduro: L, H y PsH<br />
LEVADURAS<br />
MORFOTIPOS Y DIVISIÓN CELULAR<br />
MORFOGÉNESIS EN CÉLULAS EN CRECIMIENTO Y DIVISIÓN<br />
Banda septina<br />
Polarisoma<br />
PSEUDOHIFAS<br />
MORFOTIPOS Y DIVISIÓN CELULAR<br />
Polarisoma<br />
Núcleo<br />
Crecimiento polarizado<br />
Polarisoma<br />
Complejo proteínas dirección<br />
HIFAS<br />
Spitzenkorper<br />
crecimiento isotrópico<br />
Septo<br />
Crecimiento apical polarizado permanentemente<br />
Polarisoma + Spitzenkorper<br />
Polarisoma<br />
<br />
Estruct. membranosa<br />
<strong>de</strong>l extremo hifal<br />
Crecimiento polarizado<br />
Polarisoma<br />
Medios ricos en fosfatos o alcanos<br />
Patrón crecimiento celular ≠<br />
+ cercano a L<br />
DISPARADORES DE LA TRANSICIÓN<br />
Levadura ↔ Pseudohifa<br />
Casi sin crecimiento isotrópico<br />
Ten<strong>de</strong>ncia <strong>de</strong> sus células a<br />
permanecer unidas<br />
≠ regulación ciclo división celular<br />
Tiempo Crecimiento polarizado / isotrópico
MORFOTIPOS Y DIVISIÓN CELULAR<br />
MORFOTIPOS Y DIVISIÓN CELULAR<br />
CLAMIDOCONIDIOS<br />
Septo<br />
Clamidoconidio<br />
TRANSICIÓN ??? Células Blancas ↔ Células Opacas<br />
???<br />
Célula suspensora<br />
Polarisoma y Spitzenkorper<br />
≠ Crecimiento celular ≠ rol fisiológico??<br />
Células <strong>de</strong> latencia?? Viabilidad ??<br />
DISPARADORES DE LA TRANSICIÓN<br />
Levadura ↔ Clamidoconidio<br />
O 2 , luz, T a. , nutrientes<br />
Células ovoi<strong>de</strong>s, brotantes<br />
Colonias crema<br />
PROLONGACIÓN DE CRUZAMIENTO<br />
Célula<br />
opaca<br />
Células elongadas, pared irregular<br />
Colonias planas grises<br />
< viabilidad<br />
Prolongación<br />
Medios con arroz, leche, harina <strong>de</strong> maíz + Tween 80<br />
células suspensoras y clamidoconidios<br />
Cruzamiento sexual<br />
Hormonas fúngicas<br />
Células <strong>de</strong> polaridad<br />
opuesta<br />
~ zigosforos<br />
MORFOGÉNESIS<br />
Cambios metabólicos y bioquímicos en la célula<br />
∆ composición membrana<br />
plasmática y pared celular<br />
∆ Ag<br />
∆ rasgos <strong>de</strong> virulencia<br />
Expresión diferencial <strong>de</strong> genes<br />
Componentes estructurales<br />
Reguladores <strong>de</strong>l ciclo celular<br />
EXPRESIÓN GENÉTICA ESPECÍFICA DEL MORFOTIPO PATOGÉNICO<br />
C. albicans<br />
Genes con expresión >>> en Hifas que en Levaduras<br />
EXPRESIÓN GENÉTICA ESPECÍFICA DEL MORFOTIPO PATOGÉNICO<br />
H. capsulatum<br />
Inmuno<br />
estimulantes<br />
fagocitos<br />
Hospe<strong>de</strong>ro<br />
+ 500 genes con expresión ≠ en las 2 fases<br />
MICELIO<br />
β-(1,3)<br />
glucanos<br />
Receptores <strong>de</strong>ctina-1<br />
Fagocitos <br />
Clearence<br />
LEVADURA<br />
α-(1,3)<br />
glucanos<br />
virulencia<br />
¿Cómo <strong>de</strong>tecta el hongo las ∆ ambientales y regula<br />
la transición <strong>de</strong> fase?<br />
Respuesta<br />
Hospe<strong>de</strong>ro<br />
ECE1 extensión <strong>de</strong> elongación celular<br />
HWP1 proteína <strong>de</strong> pared celular que se U covalentemente<br />
a células Hospe<strong>de</strong>ro<br />
ALS3 proteína <strong>de</strong> adhesión superficial<br />
Red <strong>de</strong> vías <strong>de</strong> transducción <strong>de</strong> señales<br />
coordinada por reguladores <strong>de</strong> transcripción
Vías <strong>de</strong><br />
transducción <strong>de</strong><br />
señales<br />
Proteína receptora<br />
Membrana plasmática<br />
Proteínas <strong>de</strong><br />
andamiaje<br />
Molécula señal extracelular<br />
CITOSOL<br />
Complejos <strong>de</strong><br />
señalización<br />
TRANSDUCCIÓN<br />
PRIMARIA<br />
Transmisión en<br />
ca<strong>de</strong>na<br />
Activación <strong>de</strong> proteínas <strong>de</strong> señalización<br />
Por U <strong>de</strong> pequeños mediadores intracelulares: AMPc, Ca 2+<br />
Por modificaciones covalentes<br />
∆ función proteínas<br />
Rápida (seg-min)<br />
Amplificación<br />
Por U a otras moléculas <strong>de</strong> señalización<br />
Por ganancias <strong>de</strong> grupos fosfato (P)<br />
∆ maquinaria<br />
citoplasmática<br />
Integración<br />
Señalización x fosforilación<br />
Proteín quinasas<br />
Diseminación<br />
Cascadas <strong>de</strong> fosforilación<br />
Anclaje<br />
∆ síntesis proteínas<br />
Lenta (min-horas)<br />
∆ comportamiento<br />
celular<br />
Membrana<br />
nuclear<br />
Proteína efectora<br />
activada<br />
Elemento <strong>de</strong><br />
respuesta a señal<br />
Núcleo<br />
Gen activado<br />
Transcripción <strong>de</strong> genes<br />
Modulación<br />
Activación Proteína<br />
efectora<br />
Protein<br />
quinasa<br />
Protein<br />
fosfatasa<br />
amplificación<br />
Ser/Thr, Tyr quinasas,<br />
mixtas<br />
Regulación <strong>de</strong> la Morfogénesis en C.albicans<br />
ACTIVACIÓN<br />
Regulación <strong>de</strong> la Morfogénesis en C.albicans<br />
REPRESIÓN<br />
Nutrientes<br />
Mating<br />
L-Pro<br />
- N-Ac<br />
Glc<br />
Suero – Matriz<br />
37°C<br />
pH alcalino -neutro<br />
Genes específicos Hifa<br />
Cascada<br />
MAP quinasa<br />
Cph1<br />
polarisoma<br />
Spitzenkorper?<br />
Cdc42<br />
RAS<br />
AMPc<br />
Proteín quinasa<br />
PKA<br />
Rim101<br />
L -<br />
H PsH<br />
Represores<br />
<strong>de</strong><br />
transcripción<br />
Nrg1<br />
Tup1<br />
Rfg1<br />
Tup1<br />
Rbf1<br />
Hst7<br />
+<br />
Tec1<br />
Efg1<br />
Regulación (-)<br />
L <br />
L <br />
H<br />
Ps H<br />
fosfatos / alcanos ↑<br />
↓ Tup1, Nrg1 y Rfg1<br />
L <br />
Ps H<br />
Efg1<br />
L<br />
Genes específicos Hifa<br />
H<br />
PsH
Regulación <strong>de</strong> la Morfogénesis en C.albicans<br />
REPRESIÓN<br />
Células blancas<br />
“o” Células opacas<br />
Agar leche /Agar<br />
Harina Maíz<br />
↑ MAP quinasa +<br />
Efg1<br />
Heterocigotas<br />
MTL<br />
Candida<br />
albicans<br />
Homocigotas<br />
MTL<br />
L Clamidoconidios<br />
C.albicans y C.dubliniensis<br />
Genomas ~<br />
Células blancas<br />
Expresión ≠ <strong>de</strong><br />
genes<br />
Células opacas<br />
Agar Semillas Girasol / Staib Agar<br />
C.dubliniensis<br />
expresado<br />
Efg1<br />
Expresado<br />
MAP quinasa<br />
Nrg1<br />
L<br />
Permite ≠<br />
C.albicans<br />
C.dubliniensis<br />
Clamidoconidios<br />
C.albicans<br />
+ condic.<br />
amb.<br />
Reprimido<br />
PSEUDOHIFAS<br />
Tup1<br />
Hongos DMF<br />
Mating sólo<br />
x 1 morfotipo<br />
+ cél.<br />
Polaridad<br />
opuesta<br />
Reprimido<br />
+ condic.amb.<br />
+ hormonas<br />
PROYECCIÓN DE<br />
MATING
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