Análisis de Polimorfismos en Genes Relacionados con la Virulencia entre Aislados de Candida tropicalis

Análisis de Polimorfismos en Genes Relacionados con la Virulencia entre Aislados de Candida tropicalis

Introducción
Las especies de Candida representan una causa significativa de infecciones del torrente sanguíneo a nivel global, con Candida tropicalis emergiendo como un patógeno crítico en poblaciones inmunocomprometidas, como pacientes oncológicos e individuos con estancias hospitalarias prolongadas. Conocida por sus altas tasas de mortalidad, C. tropicalis exhibe rasgos de virulencia como adhesión, formación de biopelículas, transición levadura-hifa y secreción de enzimas hidrolíticas. A pesar de su relevancia clínica, los estudios genómicos integrales sobre los genes de virulencia de C. tropicalis siguen siendo limitados en comparación con C. albicans. Este estudio se centra en analizar polimorfismos en genes clave asociados a virulencia—ALS2, LIP1, LIP4 y SAPT1-4—en 68 aislados clínicos, con el objetivo de elucidar su diversidad genética y correlaciones fenotípicas.

Polimorfismos Genéticos en Genes Relacionados con la Virulencia
Se secuenciaron las longitudes completas de los genes ALS2, LIP1, LIP4 y SAPT1-4 en 68 aislados de C. tropicalis recolectados entre 2013 y 2017. Los polimorfismos de nucleótido único (SNPs) y variaciones de inserciones-deleciones (indels) se catalogaron sistemáticamente.

1. Genes de Lipasa (LIP1 y LIP4)

   • LIP1 (1,398 pb) mostró alta variabilidad genética con 73 SNPs, mientras que LIP4 (1,392 pb) presentó 24 SNPs. A pesar de estas variaciones, no se detectó actividad lipasa en ningún aislado, sugiriendo una posible regulación post-transcripcional o redundancia funcional.
   • El análisis filogenético agrupó LIP1 en 66 genotipos distintos y LIP4 en 36, destacando una diversidad intraespecífica significativa.

2. Genes de Proteasas Aspartilo Secretoras (SAPT1-4)

   • SAPT1 (1,185 pb), SAPT2 (1,820 pb), SAPT3 (1,200 pb) y SAPT4 (1,920 pb) mostraron 17, 16, 13 y 180 SNPs, respectivamente. SAPT4 sobresalió como el más polimórfico, correlacionándose con su potencial rol en la invasión de tejidos del huésped.
   • Las regiones conservadas en SAPT1-3 contrastaron con la hipervariabilidad de SAPT4. Todos los aislados secretaron proteasas aspartilo, pero no se observó una correlación directa entre la densidad de SNPs y la actividad enzimática.

3. Gen de Secuencia Tipo Aglutinina (ALS2)

   • ALS2 (4,071 pb) mostró variaciones estructurales marcadas, incluyendo 209 SNPs e indels de grandes fragmentos. Se identificaron cuatro regiones críticas de deleción (1482–1589, 1697–1925, 1962–2072 y 2073–2272 pb) y dos regiones de inserción (1731–1841 y 2163–2273 pb).
   • Aislados con deleciones en las regiones 1697–1925 y 2073–2272 pb exhibieron adhesión y formación de biopelículas reducidas en superficies de polimetilpenteno (PMP). El aislado FXCT01, proveniente de sangre y con deleciones en los cuatro sitios, demostró la menor capacidad adhesiva.

Caracterización Fenotípica de Rasgos de Virulencia
Se evaluaron adhesión, formación de biopelículas y actividad de enzimas hidrolíticas (proteasas aspartilo, fosfolipasas y hemolisinas) en todos los aislados.

1. Adhesión y Formación de Biopelículas

   • Los ensayos de adhesión en superficies abióticas (poliestireno) y bióticas (células epiteliales de vejiga humana) revelaron variabilidad dependiente de la cepa. El aislado ZRCT47 mostró la formación de biopelículas más robusta en PMP, confirmada mediante ensayos de cristal violeta.
   • Las deleciones en ALS2 se correlacionaron con adhesión reducida, subrayando el rol de este gen en las interacciones huésped-patógeno. Por ejemplo, aislados con deleciones parciales en ALS2 mostraron capacidades adhesivas intermedias comparadas con FXCT01.

2. Actividad Enzimática

   • Todos los aislados secretaron proteasas aspartilo y mostraron actividad hemolítica. ZRCT28 y ZRCT47 destacaron por su alta producción de proteasas y hemolisinas, respectivamente. Sin embargo, no se detectó actividad fosfolipasa en ninguna cepa.
   • A pesar de las variaciones extensas en SNPs de SAPT1-4, los niveles de actividad enzimática (baja, media, alta) no se alinearon directamente con marcadores genéticos específicos, sugiriendo influencias ambientales o regulatorias.

Perspectivas Filogenéticas y Evolutivas
Los árboles filogenéticos construidos a partir de secuencias concatenadas de las familias génicas ALS2, LIP y SAPT revelaron patrones evolutivos distintos:

• ALS2: Alta heterogeneidad dividió los aislados en 60 genotipos, con cepas ricas en indels formando clados separados.
• Genes LIP: A pesar de la diversidad de SNPs, LIP1 y LIP4 mostraron trayectorias evolutivas conservadas, indicando selección purificadora.
• Genes SAPT: La hipervariabilidad de SAPT4 contrastó con la conservación relativa de SAPT1-3, sugiriendo roles funcionales divergentes.

Implicaciones Clínicas y Mecanismos Subyacentes
El estudio vincula polimorfismos genéticos con atenuación de virulencia, particularmente en ALS2. Deleciones extensas en este gen comprometieron la adhesión, un paso crítico en la colonización y desarrollo de biopelículas. Esto coincide con observaciones clínicas de patogenicidad reducida en cepas con proteínas ALS truncadas. La ausencia de actividad lipasa a pesar de la expresión de LIP1/LIP4 sugiere mecanismos compensatorios o estrategias alternativas de virulencia en C. tropicalis.

Conclusión
Este análisis integral de genes de virulencia en C. tropicalis proporciona una base para comprender las relaciones genotipo-fenotipo en este patógeno poco estudiado. La identificación de ALS2 como determinante clave de la adhesión resalta su potencial como diana terapéutica. Futuros estudios funcionales deberán explorar las redes regulatorias que gobiernan la expresión de SAPT4 y la base mecánica de la inactividad lipasa. Estos hallazgos abren camino a estrategias diagnósticas y terapéuticas mejoradas contra la candidiasis.

doi.org/10.1097/CM9.0000000000000069