Las esporas fúngicas secuestran células pulmonares
Descubierta una nueva diana contra Aspergillus fumigatus
El hongo patógeno Aspergillus fumigatus escapa a la eliminación de las células superficiales del pulmón humano uniéndose a una proteína humana. Al hacerlo, es capaz de anidar en los llamados fagosomas, zonas confinadas en las células pulmonares, e impide así que se pongan en marcha procesos celulares que acabarían con el hongo. Los investigadores del Instituto Leibniz de Investigación de Productos Naturales y Biología de las Infecciones (Leibniz-HKI) han descubierto así una posible nueva diana contra la infección fúngica.
La imagen microscópica de fluorescencia muestra células epiteliales (estructuras grandes e irregulares) y esporas fúngicas (estructuras pequeñas y esféricas). Si las esporas fúngicas están rodeadas de p11, aparecen de color verde. El color violeta de la fluorescencia marca los fagosomas maduros.
Leijie Jia/Leibniz-HKI
El Aspergillus fumigatus es un hongo muy extendido en todo el mundo. Para las personas con un sistema inmunitario debilitado, puede convertirse en una grave amenaza: según las estimaciones, cada año más de 300.000 personas en todo el mundo contraen aspergilosis invasiva, una infección por un moho del género Aspergillus. Se calcula que entre el 40% y el 90% de los pacientes mueren por esta causa.
Los investigadores del Leibniz-HKI han descubierto ahora que las esporas fúngicas pueden inhibir la respuesta protectora de las células superficiales de los pulmones. "Estas células epiteliales de nuestros pulmones son una barrera importante contra las esporas fúngicas y otros patógenos potenciales del aire", explica Axel Brakhage, director del Leibniz-HKI y profesor de la Universidad Friedrich Schiller de Jena. Mantienen fuera una gran parte de las esporas que respiramos cada día.
A diferencia de las células inmunitarias, las células epiteliales pulmonares no están especializadas en la eliminación de patógenos, pero son capaces de hacerlo: las células encierran cuerpos extraños para formar un compartimento confinado en una membrana conocido como fagosoma. Posteriormente, se ponen en marcha multitud de procesos celulares, durante los cuales el fagosoma madura y los intrusos son disueltos por sustancias altamente reactivas.
Los investigadores descubrieron que las esporas fúngicas pueden redirigir este mecanismo cuando observaron detenidamente las estructuras de su superficie. "Queríamos saber cuáles de las proteínas de superficie de los hongos podían unirse a las células humanas e intervenir en la infección", explica Leijie Jia, autora principal del estudio.
Descubrieron que la proteína humana p11 parece estar unida a una proteína fúngica. "Cuando desactivamos la proteína fúngica que se une a p11, encontramos las esporas fúngicas en los fagosomas 'maduros', lo que significa que mueren. Si eliminamos la p11 humana, ocurre lo mismo", explica Jia. "Sin embargo, si la proteína fúngica y la p11 están intactas, los fagosomas permanecen 'inmaduros'". Entonces, las células epiteliales del pulmón contienen las esporas fúngicas pero no las destruyen. Jia y sus colegas del Leibniz-HKI también pudieron observar este fenómeno al microscopio; las esporas germinaron en los fagosomas inmaduros y formaron hifas fúngicas. Algunas de las esporas también volvieron a salir de la célula o se transfirieron a una célula vecina para que el hongo pudiera propagarse.
Los investigadores también pudieron repetir los experimentos con células inmunitarias. Esto significa que las esporas fúngicas no sólo pueden secuestrar fagosomas en las células pulmonares, sino también en diversas células inmunitarias.
El equipo de Jena siguió investigando la importancia clínica de su descubrimiento junto con científicos médicos de Portugal, que aportaron datos de ADN de receptores y donantes de un trasplante de células madre. "Después de un trasplante, los pacientes son especialmente propensos a las infecciones fúngicas, ya que el sistema inmunitario está desactivado", explica Axel Brakhage. Una buena cuarta parte de los aproximadamente 500 receptores de trasplantes de células madre que participaron en este estudio desarrollaron una aspergilosis invasiva potencialmente mortal en los meses posteriores al trasplante.
Los investigadores descubrieron una pista importante al comparar el análisis genético con la evolución de la enfermedad. "Los pacientes con una mutación concreta en el gen p11 tenían menos probabilidades de desarrollar aspergilosis invasiva. Este resultado ayuda a vigilar especialmente a los pacientes con mayor riesgo", afirma Jia. Tanto la proteína fúngica que se une a p11 como la propia proteína humana son posibles dianas para el tratamiento de la infección fúngica.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Jia LJ, Rafiq M, Radosa L, Hortschansky P, Cunha C, Csresnyés Z, Krüger T, Schmidt F, Heinekamp T, Straßbuger M, Löffler B, Doenst T, Lacerda JF, Campos A, Figge MT, Carvalho A, Kniemeyer O, Brakhage AA (2023). Aspergillus fumigatus hijacks human p11 to redirect fungal-containing phagosomes to non-degradative pathway. Cell Host & Microbe
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