Desarrollo de herramientas bioinformáticas para estudios de proteómica a gran escala de "Candida albicans"

El concepto de Proteómica, acuñado en analogía al de Genómica, fue usado por primera vez por Marc Wilkins a mediados de los años 90 para describir al conjunto total de proteínas que se expresan por los genes de una célula, tejido u organismo. Anteriormente, a finales de los 80, el desarrollo de las técnicas de ionización suave, como la Ionización por Electrospray, ESI (Electrospray Ionization) o la Desorción Suave por Láser, SLD (Soft Laser Desorption), permitió ionizar grandes biomoléculas como los péptidos y proteínas manteniéndolas relativamente intactas. Esto sentó las bases de la espectrometría de masas aplicada a la proteómica. En la proteómica shotgun (el término inglés está muy asentado), el primer paso del experimento generalmente consiste en la digestión de las proteínas de la muestra en péptidos por acción de una enzima proteolítica como la tripsina. Esto incrementa notablmente el rendimiento en términos de número de proteínas que pueden ser identificadas en un sólo experimento comparado con los experimentos basados en gel. Sin embargo, tiene el coste asociado de provocar una gran complejidad de la mezcla de péptidos y el problema añadido de la inferencia de las proteínas originarias. Los péptidos son separados por cromatografía líquida e ionizados para entrar a continuación en el espectrómetro de masas donde son separados en función de la proporción entre su masa y su carga (m/z) y los valores obtenidos son registrados en un espectro MS1. En la espectrometría de masas en tándem (MS/MS), los péptidos con mayor intensidad son seleccionados para ser fragmentados de modo que se generan espectros MS/MS, colecciones de valores m/z y de intensidad para cada precursor y sus fragmentos...

Candida albicans Modifies the Protein Composition and Size Distribution of THP1 macrophages-derived Extracellular Vesicles.

The effectiveness of macrophages in the response to systemic candidiasis is crucial to an effective clearance of the pathogen. The secretion of proteins, mRNAs, non-coding RNAs and lipids through extracellular vesicles (EVs) is one of the mechanisms of communication between immune cells. EVs change their cargo to mediate different responses, and may play a role in the response against infections. Thus, we have undertaken the first quantitative proteomic analysis on the protein composition of THP1 macrophages-derived EVs during the interaction with Candida albicans. This study revealed changes in EVs sizes and in protein composition, and allowed the identification and quantification of 717 proteins. Of them, 133 proteins changed their abundance due to the interaction. The differentially abundant proteins were involved in functions relating to immune response, signaling, or cytoskeletal reorganization. THP1-derived EVs, both from control and from Candida-infected macrophages, had similar effector functions on other THP1-differenciated macrophages, activating ERK and p38 kinases, and increasing both the secretion of proinflammatory cytokines and the candidacidal activity; while in THP1 non-differenciated monocytes, only EVs from infected macrophages increased significantly the TNF-α secretion. Our findings provide new information on the role of macrophage-derived EVs in response to C. albicans infection and in macrophages communication.

Estudio proteómico de las vesículas extracelulares y del secretoma de "Candida albicans" y análisis funcional de proteínas de superficie celular

Candida albicans es un importante patógeno oportunista en humanos, que puede causar distintos tipos de infecciones, desde micosis superficiales hasta sistémicas. La candidiasis invasiva es una enfermedad que puede causar mortalidad en pacientes inmunocomprometidos. Para causar daño en el hospedador, C. albicans cuenta con una serie de factores de virulencia. Entre ellos destaca la capacidad de cambiar su forma de crecimiento de levadura a hifa. La superficie celular es la estructura más externa de la célula y el punto de contacto entre el hongo y el hospedador. Las proteínas de superficie tienen un papel importante en la integridad estructural de la célula y en la adherencia e invasión de células del hospedador. Una de las proteínas localizadas en la superficie celular es Ecm33, una proteína de pared celular con anclaje glicosilfosfatidilinositol (GPI). La deleción de esta proteína afecta a la morfología tanto de levaduras como de hifas, dando como resultado células con la pared celular alterada y virulencia reducida tanto en condiciones in vitro como in vivo. El secretoma o las proteínas secretadas por C. albicans son también relevantes en la interacción patógeno-hospedador. C. albicans secreta muchas proteínas importantes relacionadas con diferentes procesos, entre los que se incluyen la formación de biofilms, la adquisición de nutrientes y el mantenimiento de la integridad de la pared celular. Muchas de estas proteínas secretadas, como las pertenecientes a las familias de aspartil proteasas (Sap) y la familia de fosfolipasas B (Plb), también han sido detectadas en la pared celular, ya que deben pasar a través de ella en su tránsito hacia el medio extracelular. Estas proteínas tienen un péptido señal en el extremo N-terminal que es el responsable de dirigirlas a la ruta clásica de secreción. Sin embargo, cerca de un tercio de las proteínas identificadas en el medio extracelular de C. albicans no poseen dicho péptido señal en su secuencia...

Discovery and validation of serologic biomarkers for the diagnosis and prognosis of invasive candidiasis by computational immunomics

Invasive candidiasis (IC) is an opportunistic systemic mycosis caused by Candida species (commonly Candida albicans) that continues to pose a significant public health problem worldwide. Despite great advances in antifungal therapy and changes in clinical practices, IC remains a major infectious cause of morbidity and mortality in severely immunocompromised or critically ill patients, and further accounts for substantial healthcare costs. Its impact on patient clinical outcome and economic burden could be ameliorated by timely initiation of appropriate antifungal therapy. However, early detection of IC is extremely difficult because of its unspecific clinical signs and symptoms, and the inadequate accuracy and time delay of the currently available diagnostic or risk stratification methods. In consequence, the diagnosis of IC is often attained in advanced stages of infection (leading to delayed therapeutic interventions and ensuing poor clinical outcomes) or, unfortunately, at autopsy. In addition to the difficulties encountered in diagnosing IC at an early stage, the initial therapeutic decision-making process is also hindered by the insufficient accuracy of the currently available tools for predicting clinical outcomes in individual IC patients at presentation. Therefore, it is not surprising that clinicians are generally unable to early detect IC, and identify those IC patients who are most likely to suffer fatal clinical outcomes and may benefit from more personalized therapeutic strategies at presentation. Better diagnostic and prognostic biomarkers for IC are thus needed to improve the clinical management of this life-threatening and costly opportunistic fungal infection...