Lay summary: Candida albicans and it's sweet tooth

The FINSysB researchers are preparing for the final workshop and conference in Italy in the next two weeks. In today's post, Iryna Bohovych describes where Candida albicans gets it sugar and how it is affected by the availabilty of different sugars. She is working at the University of Aberdeen in Prof. Al Brown's lab and is interested in what role of sugars in an infection.

A sweet way to become stronger: an example from human fungal pathogen Candida albicans

 
There are more than 300,000 known species of fungi, but only a few of them can cause human infections. One of them, Candida albicans, is a relatively harmless organism, which can occupy the skin, oral cavity gastrointestinal tract and genitalia of healthy people. However, this fungus can take and advantage of immune system defects and cause a wide range of affections from mild superficial thrush to fatal systemic infections. There are lots of factors which make C. albicans so effective pathogen; among them are the ability to consume different nutrients (e.g. sugars) and to resist to different stresses.

When C. albicans cells enter the bloodstream, they are attacked by host cells, phagocytes, which cause oxidative stress to fungal cells. Also, in the human they are exposed to glucose in the bloodstream. Thus, we hypothesized that nutrients sensing might influence stress responses. Indeed, in laboratory environment C. albicans cell, exposed to glucose, became more resistant different stresses. Also, it was less sensitive to killing by neutrophils, cells isolated from human donors, when glucose was added. Using different types of modified glucose we have been able to prove that C. albicans cells just need to sense glucose, not necessarily to consume it, in order to become more resistance to oxidative stress. C.albicans, like other yeasts, has 3 distinct mechanisms for glucose sensing, which form a complicated network. We are now investigating the role of major components of this network in the phenomenon of glucose-enhanced oxidative stress resistance.

Сладкий способ стать сильнее: пример патогена человека  Candida albicans

Среди 300 000 известных видов грибов только несколько способны вызывать заболевания человека. В их числе относительно безвредный организм Candida albicans, населяющий кожу, ротовую полость, желудочно-кишечный тракт и половые органы человека. В условиях дефектов иммунной системы этот грибок может вызывать целый ряд заболевания человека, от легкой поверхностной молочницы и до летальных системных инфекций. C. albicans является настолько эффективным патогенном благодаря целому ряду факторов, среди которых способность употреблять разнообразные питательные вещества (например, сахара) и противостоять стрессам.

Когда C. albicans попадает в кровь, ее сразу же атакуют клетки хозяина, фагоциты, которые подвергают клетки грибка оксидативному стрессу. В то же время в организме человека этот микроорганизм сталкивается с глюкозой. Таким образом, у нас возникла гипотеза о влиянии сенсинга (опознания) питательных веществ на ответ на стресс. Действительно, в лабораторных условиях, клетки C. albicans после короткой инкубации с глюкозой ставали более резистентными к разным видам стресса. Также эти клетки были менее чувствительны к уничтожению нейтрофилами, изолированными со здоровых доноров. Использую разные типы модифицированной глюкозы, нам удалось доказать, что для клеток C. albicans необходимо всего лишь определить наличие глюкозы в среде для того, чтобы стать более резистентными к оксидативному стрессу. C. albicans, как и другие дрожжи, имеет 3 разных пути сенсинга глюкозы, объединенные в сложную сеть. Мы пытаемся изучить роль основных компонентов этой сети в феномене повышенной резистентности к оксидативному стрессу в ответ на наличие глюкозы.

Солодкий спосіб стати сильнішим: приклад патогена людини Candida albicans

З-понад 300 000 відомих видів грибів лише кілька можуть викликати захворювання людини. Одним з них є Candida albicans, відносно безпечний організм, що може населяти шкіру, ротову порожнину, шлунково-кишковий тракт та статеві органи здорової людини. Однак за умов порушень роботи імунної системи цей грибок може викликати ряд захворювань, від легкої поверхневої молочниці і до фатальних системних інфекцій. C. albicans є настільки ефективним патогеном за рахунок цілої низки факторів, серед яких є здатність споживати різноманітні поживні речовини (наприклад, цукри) та протистояти стресам.

Коли C. albicans потрапляє в кров, то її одраз ж атакують клітини господаря, фагоцити, що спричинюють оксидативний стрес клітин грибка. В той же час в організмі людини цей мікроорганізм стикається з глюкозою. Таким чином, у нас виникла гіпотеза про вплив сенсингу (впізнання) поживних речовин на відповідь на стрес. Дійсно, в лабораторних умовах, клітини C. albicans після короткої інкубації з глюкозою ставали більш резистентними до різних видів стресу. Також ці ж клітини були менш чутливими до знищення нейтрофілами, ізольованими зі здорових донорів. З використанням різних типів модифікованої глюкози нам вдалося довести, що для клітин C. albicans необхідно лише виявити наявність глюкози в середовищі для того, щоб стати більш опірною до оксидативного стресу. C. albicans, як і інші дріжджі, має 3 окремі шляхи сенсингу глюкози, що об’єднані в складну сітку. Ми намагаємося з’ясувати роль основних компонентів цієї сітки у феномені підвищеної резистентності до оксидативного стресу у відповідь на наявність глюкози.