Regulation, Function and Structure of Virulence Factors of Candida parapsilosis  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
73250
Type PD
Principal investigator Gácser, Attila
Title in Hungarian Candida parapsilosis virulenciájának vizsgálata
Title in English Regulation, Function and Structure of Virulence Factors of Candida parapsilosis
Keywords in Hungarian humán patogén, virulencia, patogenitás, lipázok, proteinázok
Keywords in English human pathogen, virulence, pathogenesis, lipases, proteinases
Discipline
Microbiology: virology, bacteriology, parasitology, mycology (Council of Medical and Biological Sciences)80 %
Molecular genetics, reverse genetics and RNAi (Council of Medical and Biological Sciences)10 %
Ortelius classification: Molecular genetics
General biochemistry and metabolism (Council of Medical and Biological Sciences)10 %
Ortelius classification: Molecular biology
Panel Immunity, Cancer and Microbiology
Department or equivalent Department of Biotechnology and Microbiology (University of Szeged)
Starting date 2008-04-01
Closing date 2011-04-30
Funding (in million HUF) 27.559
FTE (full time equivalent) 2.09
state closed project
Summary in Hungarian
A candidémiák második leggyakoribb kórokozója a Candida parapsilosis nevű opportunista humán patogén. Az európai kórházak invazív Candida fertőzéseinek mintegy 25%-a kapcsolható ehhez a kórokozóhoz. Mindazok ellenére, hogy az utóbbi időben egyre nyilvánvalóbbá vált a C. parapsilosis fertőzések veszélye, meglehetősen kevés kutatás fókuszál a kórokozó virulenciájának, patogenitásának megismerésére. A pályázat célja felderíteni és megérteni azokat a mechanizmusokat amelyek fontos szerepet játszanak a C. parapsilosis fertőzések során a kolonizációban, az invázióban, illetve az emberi szöveteket károsító folyamatokban. A projekt során szeretnénk azonosítani majd jellemezni a kórokozó virulencia faktorait, illetve felderíteni szabályozásukat a fertőzés folyamán. A pályázat három fő célkitűzése: megismerni a szekretált hidrolitikus enzimek szerepét a C. parapsilosis virulenciájában gén knock-out mutánsok létrehozásával; egy új RNAi technológián alapuló génmanipulációs módszer kidolgozása; a virulenciafaktorok szabályozásának vizsgálata DNS microarray segítségével különböző fertőzési modellekben. A patogenitásban szerepet játszó faktorok molekuláris megismerése elengedhetetlenül szükséges egy a C. parapsilosis elleni hatékony terápia illetve megelőző védekezés kifejlesztéséhez. Mindazonáltal a projekt a C. parapsilosis egyedi biológiai tulajdonságainak - melyek alkalmassá teszik a modern klinikai környezethez való alkalmazkodásra - megismerése révén, az alapkutatás számára is hasznos új ismereteket szolgáltathat.
Summary
Candida parapsilosis (Cp) is the second leading cause of candidemia worldwide and is associated with approximately 25% of invasive Candida infections in European hospitals. Despite the substantial morbidity and mortality attributed to Cp, relatively few studies have focused on the pathogenicity and virulence of this fungus. The aim of this project is to understand the mechanisms involved in Cp invasion, colonization and damage of human tissues. We will establish state-of-the-art technologies for the analysis of Cp virulence factors. We will identify and characterize the function and regulation of virulence factors of Cp. Three experimental approaches are proposed: First, gene knockouts will be used to investigate the role of secreted hydrolytic proteins in the pathogenesis of Cp using in vitro and in vivo infection models; Second, a novel RNAi technique will be developed for genetic manipulation in Cp; Third, DNA microarrays will be used to identify genes that are differentially expressed during infection with wild type strains and the generated mutants. A molecular understanding of the virulence factors of Cp is important for designing effective therapies to treat or prevent Cp infections. We propose to create an integrated understanding of key Cp virulence factors using genomic and functional data to understand the interesting biological features that provide a selective advantage for this pathogen in the modern medical environment, including the ability to proliferate in high concentrations of glucose or lipids, adhere to prosthetic materials, colonize human skin, and resist antifungal agents, such as the echinocandins.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A Candida parapsilosis mint humán opportunista kórokozó komoly egészségügyi problémát jelent világszerte. Ennek ellenére keveset tudunk a patogén virulencia faktorairól, illetve a kiváltott kórfolyamat immunulógiai hátteréről. Munkánk célja a gomba virulencia faktorainak megismerése illetve a gazda-patogén interakciók vizsgálata volt. A szekretált hidrolitikus enzimek potenciális virulencia faktorok lehetnek, aminek bizonyítására szekretált proteináz gének delécióját hajtottuk végre. Sikeresen hoztunk létre Sapp1 deficiens mutánsokat és bizonyítottuk, hogy a fehérjének szerepe van az emberi szérum komponensei elleni védelemben, a professzionális immunsejtek fagocitózis és gombaölő folyamatinak gátlásában. Kimutattuk továbbá, hogy a Sapp1 fehérje elvesztését a patogén más Sapp fehérjék túltermelésével kompenzálja. Bebizonyítottuk, hogy az extracelluláris lipázok képesek a humán dendritikus sejtek aktivációját csökkenteni a fagocitózis és a gombaölőképesség csökkentésével illetve különböző gyulladásos citokinek termelésének gátlásával, valamint azt hogy a zsírsav bioszintézisben szerepet játszó Ole1 fehérje jelentős szerepet játszik a gazda-patogén interakciókban. Kifejlesztettünk egy ujszülött patkányokat alkalmazó in vivo fertőzési modelt, amelynek segítségével bizonyítottuk, hogy a szekretált lipázok mind a C. albicans mind a C. parapsilosis esetében fontos virulencia faktorok.
Results in English
Candida parapsilosis typically is a commensal of human skin. However, when host immune defense is compromised or the normal microflora balance is disrupted, C. parapsilosis transforms itself into a pathogen. Candida-derived hidrolytic enzymes have been identified as potential virulence factor. Thus, the aim of our work was to assess the function of secreted hidrolytic enzymes in C. parapsilosis virulence and to determine the role that C. parapsilosis-derived lipase and proteinase play in the interaction with host immune cells. We have successfully generated a sapp1 minus strain and showed elevated activity of SAPP2 in both on mRNA and protein level in the mutant strain. Phagocytosis and killing assays showed increased level of intracellular pahgocytosis and killing in the case of the sapp1 minus strain, and the macrophage damage caused the mutant strain was lower compared to that of the wild type. Taken together, these data strongly suggest the involvement of sapp1p in virulence and pathogenicity of C. parapsilosis. Furthermore, our results show that DCs are activated by exposure to C. parapsilosis, as shown by increased phagocytosis, killing and proinflammatory protein secretion. Moreover, the results strongly suggest that C. parapsilosis derived lipase has a protective role during yeast:DC interactions, since lipase production in wt yeast cells decreased the phagocytic capacity and killing efficiency of host cells and downregulated the expression of host effector molecules.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=73250
Decision
Yes





 

List of publications

  
Nagy I, Filkor K, Nemeth T, Hamari Z, Vagvolgyi C, Gacser A: In vitro interactions of Candida parapsilosis wild type and lipase deficient mutants with human monocyte derived dendritic cells, BMC Microbiology 2011, 11:122doi:10.1186/1471-2180-11-122, 2011
Trofa D, Agovino M, Stehr F, Schäfer W, Rykunov D, Fiser A, Hamari Z, Nosanchuk JD, Gácser A: Acetylsalicylic acid (aspirin) reduces damage to reconstituted human tissues infected with Candida species by inhibiting extracellular fungal lipases., Microbes Infect. 2009 Dec;11(14-15):1131-9, 2009
Nguyen LN, Gacser A, Nosanchuk JD.: The stearoyl-coenzyme A desaturase 1 is essential for virulence and membrane stress in Candida parapsilosis through unsaturated fatty acid production., Infect Immun. 2011 Jan;79(1):136-45. Epub 2010 Oct 25., 2011
Nosek J, Holesova Z, Kosa P, Gacser A, Tomaska L.: Biology and genetics of the pathogenic yeast Candida parapsilosis., Curr Genet. 2009 Oct;55(5):497-509., 2009
Trofa D, Soghier L, Long C, Nosanchuk JD, Gacser A, Goldman DL: A Rat Model of Neonatal Candidasis Demonstrates the Importance of Lipases as Virulence Factors for Candida albicans and Candida parapsilosis, Mycopathologia (accepted for publication), 2011
Nguyen LN, Hamari Z, Kadereit B, Trofa D, Agovino M, Martinez LR, Gacser A, Silver DL, Nosanchuk JD: Candida parapsilosis fat storage-inducing transmembrane (FIT) protein 2 regulates lipid droplet formation and impacts virulence., Microbes Infect. 2011 Mar 21. [Epub ahead of print], 2011
Gacser A, Stehr F, Schafer W, Trofa D, Nosanchuck J D: The role of secreted lipases in Candida albicans and Candida parapsilosis virulence and pathogenesis., ASM 9th Candida and Candidiasis konferencia kiadvány, 2008
Trofa D, Stehr F, Schafer W, Fisher A, Nosanchuck J D, Gacser A: Acetylsalicylic acid (aspirin) potently inhibits fungal lipases and impacts the growth and virulence of Candida species, ASM 9th Candida and Candidiasis konferencia kiadvány, 2008
Gacser A: Molecular basis of Candida parapsilosis infection, előadás az ankarai Bilkent University-n, 2009
Gacser A: The role of secreted lipases in Candida albicans and Candida parapsilosis virulence and pathogenesis, 36th Annual Conference on Yeast, előadás, 2008
Gacser A, Trofa D, Stehr F, Schäfer W, Vágvölgyi Cs, Nosanchuk JD: Candida lipases as virulence factors, 4. Magyar Mikológiai konferencia, 2008
Hamari Z., Nemeth T., Nosanchuk J. D., Falus A., Eder K., Vagvolgyi C., Gacser A.: Transcriptional response of J774.2 macrophage like cells infected with Candida parapsilosis, ASM 10th Candida and Candidiasis conference, 2009
Nemeth T., Hamari Z., Vagvolgyi C., Gacser A.: Host Response to Candida parapsilosis infection: Trnascriptome profiling of murine macrophages after C. parapsilosis infection, ASM 10th Candida and Candidiasis conference, 2010
Hamari Z., Nemeth T., Nosanchuk J.D., Falus A., Eder K., Vagvolgyi C., Gacser A.: Transcriptional response of J774.2 macrophage like cells infected with Candida parapsilosis., Second Central European Forum for Microbiology, Acta Microbiologica et Immunologica Hungarica 2009 (56) 160-161, 2009
Gacser A: An emerging human fungal pathogen: Candida parapsilosis., 2nd CESC 2010 Biology of pathogenic fungi, Editors: Gacser A, Kucsera J, Pfeiffer I, Vagvolgyi C, Jate Press ISBN 978-963-315-007-8, 2010
Grozer Z, Hamari V, Tóth R, Gacser A: Identification of the prostaglandin biosynthesis pathway of Candida parapsilosis, 2nd CESC 2010 Biology of pathogenic fungi, Editors: Gacser A, Kucsera J, Pfeiffer I, Vagvolgyi C, Jate Press ISBN 978-963-315-007-8, 2010
Horváth P F, Hamari Z, Németh T, Gacser A: The role of Candida parapsilosis secreted aspartyl proteases in host-pathogen interactions, 2nd CESC 2010 Biology of pathogenic fungi, Editors: Gacser A, Kucsera J, Pfeiffer I, Vagvolgyi C, Jate Press ISBN 978-963-315-007-8, 2010
Filkor K, Németh T, Gacser A, Nagy I: The role of Candida parapsilosis derived lipase in the activation of innate immunity, 2nd CESC 2010 Biology of pathogenic fungi, Editors: Gacser A, Kucsera J, Pfeiffer I, Vagvolgyi C, Jate Press ISBN 978-963-315-007-8, 2010
Nemeth T, Papp C, Grózer Z, Horváth PF, Dávid E, Hamari Z, Gacser A: Host response to Candida parapsilosis infection, 2nd CESC 2010 Biology of pathogenic fungi, Editors: Gacser A, Kucsera J, Pfeiffer I, Vagvolgyi C, Jate Press ISBN 978-963-315-007-8, 2010
Horváth PF, Hamari Z, Németh T, Vágvölgyi C, Gácser A: Candida parapsilosis secreted aspartyl protease 1 as a possible virulence factor in host-pathogen interactions, Fourth FEBS Advanced Lecture Course Human Fungal Pathogens: Molecular Mechanisms of Host-Pathogen Interactions and Virulence May 7-13, 2011 La Colle sur Loup France, 2011
Grózer Z, Hamari Z, Tóth R, Vágvölgyi C, Gácser A: Biosynthetic pathway of PGE2 and its role in virulence of Candida parapsilosis, Fourth FEBS Advanced Lecture Course Human Fungal Pathogens: Molecular Mechanisms of Host-Pathogen Interactions and Virulence May 7-13, 2011 La Colle sur Loup France, 2011
Németh T, Hamari Z, Vágvölgyi C, Gácser A: Potential involvement of the TNFRSF9 molecule (a member of TNF receptor superfamily) in Candida parapsilosis infections, Fourth FEBS Advanced Lecture Course Human Fungal Pathogens: Molecular Mechanisms of Host-Pathogen Interactions and Virulence May 7-13, 2011 La Colle sur Loup France, 2011
Toth A, Gacser A: The endocannabinoid system and fungal infections, Fourth FEBS Advanced Lecture Course Human Fungal Pathogens: Molecular Mechanisms of Host-Pathogen Interactions and Virulence May 7-13, 2011 La Colle sur Loup France, 2011
Papp C, Szenzenstein J, Hamari Z, Gacser A: Exploring the virulence properties of Candida sensu lato isolates, Fourth FEBS Advanced Lecture Course Human Fungal Pathogens: Molecular Mechanisms of Host-Pathogen Interactions and Virulence May 7-13, 2011 La Colle sur Loup France, 2011




 

Events of the project

  
2024-11-15 10:57:14
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Mikrobiológiai Tanszék (Szegedi Tudományegyetem), Új kutatóhely: Biotechnológiai Tanszék (Szegedi Tudományegyetem).



Back »