Análisis Sistemático de la Expresión Proteica en Candida albicans Expuesta a Farnesol
Candida albicans (C. albicans) es un hongo polimórfico que puede existir como organismo comensal y patógeno oportunista, capaz de causar infecciones que van desde superficiales hasta potencialmente mortales. Una de las infecciones superficiales más comunes es la candidiasis vulvovaginal (CVV), reconocida por su alta tasa de recurrencia y el sufrimiento prolongado que puede provocar. La transición fenotípica de C. albicans, particularmente de la forma levaduriforme a la hifal, desempeña un papel crucial en la patogénesis de la CVV. Este crecimiento filamentoso se asocia con alteraciones metabólicas y actividades patogénicas incrementadas, como adhesión, invasión y secreción de hidrolasas.
El farnesol, una molécula de detección de quórum (QSM) producida por C. albicans, ha demostrado inhibir la transición levadura-hifa in vitro. Como intermediario en la vía biosintética del ergosterol, el farnesol regula la densidad celular, controla el crecimiento hifal, bloquea la formación de biopelículas e induce apoptosis. Sin embargo, los mecanismos subyacentes no están completamente dilucidados. Este estudio investigó los cambios en la expresión proteica de C. albicans expuesta a farnesol para entender su impacto en los procesos metabólicos relacionados con la CVV.
Se empleó la técnica de etiquetado isobárico para cuantificación relativa y absoluta (iTRAQ) para analizar la expresión proteica en la cepa SC5314 de C. albicans, expuesta o no a farnesol. Las proteínas con un cambio de expresión ≥1,5 veces (P <0,05) se consideraron diferencialmente expresadas (DEPs). De 2047 proteínas analizadas, se identificaron 297 DEPs: 238 sobreexpresadas y 59 subexpresadas tras la exposición a farnesol.
Los análisis de Ontología Génica (GO) y la Enciclopedia Kioto de Genes y Genomas (KEGG) revelaron que el 29,3% de las DEPs participaban en procesos metabólicos centrales, principalmente en rutas de carbono. En la glucólisis, enzimas como la triosafosfato isomerasa y la fosfoenolpiruvato carboxiquinasa mostraron regulación negativa, mientras que el componente acetiltransferasa del complejo piruvato deshidrogenasa se sobreexpresó. En el metabolismo del piruvato, cinco enzimas alteradas incluyeron regulación positiva de la homocitrato sintasa y negativa de la acetil-CoA acetiltransferasa IB.
En el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA), el componente acetiltransferasa del complejo piruvato deshidrogenasa, la succinato-CoA ligasa y el factor de ensamblaje 2 de la succinato deshidrogenasa mostraron regulación positiva, mientras que la fosfoenolpiruvato carboxiquinasa fue subregulada. Adicionalmente, cuatro enzimas de la cadena respiratoria oxidativa se sobreexpresaron tras la exposición a 100 mmol de farnesol.
En la biosíntesis de ergosterol, se observó regulación negativa de ERG25 (metilesterol monooxigenasa) y ERG4 (delta 24(24(1))-esterol reductasa). Aunque ninguna es crítica en esta vía, estos cambios sugieren un impacto no determinante del farnesol. Además, seis proteasas relacionadas con la fosforilación oxidativa y enzimas como fosfolipasas y manosiltransferasas —asociadas a citotoxicidad y adhesión— mostraron regulación negativa.
Los hallazgos indican que el farnesol induce cambios fenotípicos en C. albicans mediante ajustes metabólicos y modificaciones epigenéticas. Este estudio provee evidencia de que el farnesol afecta procesos clave como el metabolismo central del carbono, la fosforilación oxidativa y la biosíntesis de ergosterol, esenciales para la morfogénesis y virulencia del hongo. Estos resultados subrayan el potencial del farnesol como agente antifúngico innovador y resaltan la necesidad de explorar sus aplicaciones terapéuticas.
Para el experimento, se seleccionó una concentración de 100 mmol de farnesol, previamente reportada como inhibitoria de la transición levadura-hifa. Las células de C. albicans se cultivaron en medio RPMI 1640 y se expusieron al farnesol durante 6 horas. La extracción proteica se realizó con un buffer de lisis que contenía SDS, y la concentración se midió mediante el ensayo de ácido bicinconínico (BCA). Los péptidos marcados con iTRAQ se analizaron mediante cromatografía líquida-espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS).
Los análisis estadísticos se realizaron con SPSS, y las anotaciones GO y KEGG se procesaron mediante Blast2GO y bases de datos especializadas. Los mapas de volcán y los agrupamientos jerárquicos visualizaron los cambios en la abundancia proteica.
En conclusión, este estudio ofrece un análisis integral de los efectos del farnesol en la expresión proteica de C. albicans, contribuyendo al entendimiento de sus mecanismos antifúngicos y su relevancia en el desarrollo de terapias contra infecciones fúngicas recalcitrantes.