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

Abstract

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.

Candida albicans, the most common fungal pathogen, can undergo morphological transitions between yeast and hyphal forms, which are associated with biofilm formation. Farnesol, an endogenous lipid produced by C. albicans, is a quorum sensing molecule that inhibits this transition. Previous work identified two clinical isolates that didn’t respond to farnesol in colony morphology and biofilm assays. Our goal is to better understand C. albicans response to farnesol using these natural farnesol non responders. We have hypothesized that : 1) clinical isolate SC5314, the most characterized strain, is a farnesol responder; 2) non responders’ germination, growth and biofilm formation are different from those of responders; 3) lack of response to farnesol occurs even outside specific culture conditions; 4) farnesol acts through a nuclear receptor that is altered in non responders; 5) difference in farnesol response between strains is explained by transcriptional variations of specific genes (CHK1, HST7, CPH1, GAP1, RAM2 and DPP3), that were previously shown to be potentially involved in farnesol’s mechanism of action.

Non responders produce more hyphae, form 60 % more biofilm and grow 50% slower than responders. The SC5314 strain acts like a responder. Lack of response to farnesol occurs regardless of culture conditions. However, the refractory response to farnesol is not explained by a difference in the proposed genes expression level, except for DPP3 that is upregulated in ATTC® 36802 non responder, suggesting an overproduction of farnesol by this strain. Furthermore, if farnesol acts trough a nuclear receptor, it will be a type not previously described.