PAGanterior al videojuego El último de nosotrosLa gente rara vez pensaba en los hongos en el contexto de enfermedades infecciosas mortales. Sin embargo, Cryptococcus neoformans es un hongo patógeno que causa más de 100.000 muertes al año. Si bien los investigadores sabían que C. neoformans accede al cerebro En cuestión de horas después de la infección en ratones, los mecanismos detrás de esta invasión han sido poco comprendidos.1
Para estudiar este proceso, los investigadores necesitan identificar casos raros de invasión fúngica en el cerebro, pero encontrar estos ejemplos requiere la capacidad de estudiar grandes secciones del órgano. Carolina Coelhoinmunóloga fúngica del Centro de Micología Médica del Consejo de Investigación Médica de la Universidad de Exeter, y su equipo abordaron este problema adaptando microscopía de alto contenido para estudiar la infección cerebral con mayor profundidad.2 Sus hallazgos, publicados en mBioofrecen nuevas herramientas para que los investigadores estudien C. neoformans Patogénesis.
En la microscopía de fluorescencia estándar, los científicos obtienen imágenes de secciones delgadas de los tejidos de sus muestras, pero debido a la opacidad de los tejidos, obtienen información limitada de ellos. Coelho buscó un enfoque que le permitiera superar esta limitación. “Una cosa importante es preservar la arquitectura del tejido, porque es necesario ver la estructura espacial”, dijo Coelho. “La otra cosa es que necesitábamos algo que tuviera un contenido realmente alto”.
Durante su búsqueda, Coelho aprendió sobre los protocolos de clarificación y decoloración utilizados en la microscopía de láminas de luz para obtener imágenes de órganos completos. Aunque no necesitaba visualizar el órgano completo, incorporó los pasos de limpieza de tejido del protocolo a muestras de pulmones y cerebros de ratones infectados con C. neoformansEsto permitió al equipo de Coelho visualizar secciones de hasta 200 micrómetros de sus muestras de tejido. “Esta herramienta mejorará cualquier microscopio que tengas, simplemente porque hace que [the tissue] “Es transparente”, explicó Coelho.
“Es un gran paso hacia la comprensión de las interacciones entre el huésped y el patógeno”, dijo Kiem Vuun bioquímico que estudia C. neoformans invasión en la Universidad de California, Davis, que no participó en el estudio.
La mayor capacidad de obtención de imágenes permitió al equipo de Coelho visualizar células fúngicas agrandadas, llamadas células titánicas, en el pulmón y la cavidad nasal. Observaron que estas células titánicas y las células de levadura normales se adhirieron a la capa de la mucosa nasal e invadieron la misma tan pronto como 24 horas después de la infección intranasal. Trabajos anteriores demostraron que las células titánicas promueven la patogenicidad fúngicapero estos se encontraron predominantemente en el pulmón.3
“Su infección muy temprana en las vías respiratorias superiores los coloca muy cerca del cerebro, así que tal vez así es como llegan al cerebro”, dijo. Felipe Santiago Tiradoun biólogo celular de la Universidad de Notre Dame que estudia C. neoformans patogénesis y no participó en el trabajo. Vu compartió esta idea, citándola como un área potencial para futuras investigaciones. “Lo que encontraron fue [in] ¿Se trata de un hecho poco frecuente o es algo que ocurre con más frecuencia a medida que avanza la infección?
Cryptococcus neoformans Las células de levadura (azul) invadieron los cerebros de los ratones, donde la microglia (blanca) las envolvió.
Vanessa Francis y Carolina Coelho
Aunque los científicos saben que C. neoformans infecta el cerebro, no sabían si llega a este tejido como levadura libre que viaja por la sangre o infiltrándose en una célula inmunitaria y atravesando la barrera hematoencefálica. Coelho y su equipo estudiaron los pulmones de ratones infectados por vía intranasal con su método de clarificación y obtención de imágenes para ayudar a responder a esta pregunta.
Los investigadores observaron células fúngicas independientes de las células huésped dentro de los vasos sanguíneos del pulmón de un animal siete días después de la infección. La toma de muestras de sangre y la realización de un cultivo de recuento en placa estándar también confirmaron que la sangre contenía células fúngicas ya tres días después de la infección intranasal.
“Lo bueno de esto es que básicamente están mostrando que estas cosas que se infirieron por evidencia indirecta o por ensayos in vitro, ahora están mostrando que suceden in vivo”, dijo Santiago-Tirado.
Porque C. neoformans Entra en la sangre, el equipo infectó por vía intravenosa a ratones con células fúngicas para investigar la infección en el cerebro. Observaron que C. neoformans Las levaduras ingresaron al cerebro en las 24 horas posteriores a la infección y se encontraban predominantemente en grupos de células fúngicas. El equipo etiquetó los vasos sanguíneos y la microglia en el cerebro para confirmar que la levadura había salido de la barrera hematoencefálica y determinar si se asociaba con las células inmunitarias residentes.
La mayoría de las células fúngicas del cerebro se encontraban dentro de la microglia, lo que indica que abandonaron los vasos sanguíneos. Los investigadores también observaron que la microglia con células internalizadas C. neoformans Los hongos mostraron una morfología alterada, incluidas células multinucleadas con proyecciones reducidas del cuerpo celular. “Realmente plantea la pregunta, ¿cómo responden estas microglias?”, dijo Coelho. A continuación, Coelho está interesado en explorar las posibles moléculas secretadas por los hongos y las células huésped que influyen en la interacción huésped-patógeno.