Caractérisation génétique, phénotypique et formation de biofilm des souches de Candida albicans répondant ou non au farnésol

Candida albicans, le pathogène opportuniste le plus commun, peut subir des transitions morphologiques entre la forme levure et la forme hyphe, jouant un rôle dans la formation de biofilm. Le farnésol, un lipide endogène produit par C. albicans, est une molécule de quorum sensing qui inhibe cette transition morphologique. Certaines souches ne répondent pas au farnésol et nous avons vérifié les hypothèses que : 1) l’isolat clinique SC5314, la souche la mieux caractérisée, est un répondeur au farnésol; 2) la germination, la croissance et la formation de biofilm des non répondeurs diffèrent des répondeurs; 3) l’absence de la réponse au farnésol se manifeste en dehors de conditions de culture précises; 4) le farnésol agit via un récepteur nucléaire qui présente des altérations chez les non répondeurs; 5) la différence de la réponse au farnésol entre les souches s’explique par des variations au niveau transcriptionnel de certains gènes (CHK1, HST7, CPH1, GAP1, RAM2 et DPP3). Les non répondeurs produisent un plus grand nombre d’hyphes, forment 60% plus de biofilm et croissent 50% moins vite que les répondeurs. La souche SC5314 se comporte comme un répondeur. L’absence de la réponse au farnésol se manifeste indépendamment des conditions de culture. Cependant, elle ne s’explique pas par une différence dans le niveau d’expression des gènes proposés, excepté pour DPP3 qui est surexprimé chez le non répondeur ATTC® 36802, suggérant ainsi une surproduction de farnésol chez cette souche. De plus, si le farnésol agit via un récepteur nucléaire, il sera d’un type non décrit précédemment.

Signal transduction through homologs of the Ste20p and Ste7p protein kinases can trigger hyphal formation in the pathogenic fungus Candida albicans

The CST20 gene of Candida albicans was cloned by functional complementation of a deletion of the STE20 gene in Saccharomyces cerevisiae. CST20 encodes a homolog of the Ste20p/p65PAK family of protein kinases. Colonies of C. albicans cells deleted for CST20 revealed defects in the lateral formation of mycelia on synthetic solid “Spider” media. However, hyphal development was not impaired in some other media. A similar phenotype was caused by deletion of HST7, encoding a functional homolog of the S. cerevisiae Ste7p protein kinase. Overexpression of HST7 partially complemented the deletion of CST20. Cells deleted for CST20 were less virulent in a mouse model for systemic candidiasis. Our results suggest that more than one signaling pathway can trigger hyphal development in C. albicans, one of which has a protein kinase cascade that is analogous to the mating response pathway in S. cerevisiae and might have become adapted to the control of mycelial formation in asexual C. albicans.

Candida albicans strains heterozygous and homozygous for mutations in mitogen-activated protein kinase signaling components have defects in hyphal development

The Candida albicans genes, CST20 and HST7, were cloned by their ability to suppress the mating defects of Saccharomyces cerevisiae mutants in the ste20 and ste7 genes, which code for elements of the mating mitogen-activated protein (MAP) kinase pathway. These Candida genes are both structural and functional homologs of the cognate Saccharomyces genes. The pattern of suppression in Saccharomyces is related to their presumptive position in the MAP kinase cascade. Null alleles of these genes were constructed in Candida. The Candida homozygous null mutants are defective in hyphal formation on some media, but are still induced to form hyphae by serum, showing that serum induction of hyphae is independent of the MAP kinase cascade. The Candida heterozygotes CST20/cst20 and HST7/hst7 are also defective in hyphal formation. This lack of dominance of the wild-type allele suggests that gene dosage is important in Candida.