The external face of Candida albicans: A proteomic view of the cell surface and the extracellular environment.

The cell surface and secreted proteins are the initial points of contact between Candida albicans and the host. Improvements in protein extraction approaches and mass spectrometers have allowed researchers to obtain a comprehensive knowledge of these external subproteomes. In this paper, we review the published proteomic studies that have examined C. albicans extracellular proteins, including the cell surface proteins or surfome and the secreted proteins or secretome. The use of different approaches to isolate cell wall and cell surface proteins, such as fractionation approaches or cell shaving, have resulted in different outcomes. Proteins with N-terminal signal peptide, known as classically secreted proteins, and those that lack the signal peptide, known as unconventionally secreted proteins, have been consistently identified. Existing studies on C. albicans extracellular vesicles reveal that they are relevant as an unconventional pathway of protein secretion and can help explain the presence of proteins without a signal peptide, including some moonlighting proteins, in the cell wall and the extracellular environment. According to the global view presented in this review, cell wall proteins, virulence factors such as adhesins or hydrolytic enzymes, metabolic enzymes and stress related-proteins are important groups of proteins in C. albicans surfome and secretome. BIOLOGICAL SIGNIFICANCE Candida albicans extracellular proteins are involved in biofilm formation, cell nutrient acquisition and cell wall integrity maintenance. Furthermore, these proteins include virulence factors and immunogenic proteins. This review is of outstanding interest, not only because it extends knowledge of the C. albicans surface and extracellular proteins that could be related with pathogenesis, but also because it presents insights that may facilitate the future development of new antifungal drugs and vaccines and contributes to efforts to identify new biomarkers that can be employed to diagnose candidiasis. Here, we list more than 570 C. albicans proteins that have been identified in extracellular locations to deliver the most extensive catalogue of this type of proteins to date. Moreover, we describe 16 proteins detected at all locations analysed in the works revised. These proteins include the glycophosphatidylinositol (GPI)-anchored proteins Ecm33, Pga4 and Phr2 and unconventional secretory proteins such as Eft2, Eno1, Hsp70, Pdc11, Pgk1 and Tdh3. Furthermore, 13 of these 16 proteins are immunogenic and could represent a set of interesting candidates for biomarker discovery

Implementación de informes de prácticas virtuales de Microbiología Clínica y construcción de un banco de imágenes para facilitar el aprendizaje de esta asignatura

El proyecto se ha desarrollado según lo previsto y se han alcanzado de manera muy satisfactoria los objetivos propuestos, generándose informes virtuales de prácticas de Microbiología Clínica de 4º de Farmacia y un banco de fotografías de pruebas microbiológicas. La realización de este proyecto ha resultado de gran interés para los estudiantes, repercutiendo además de forma positiva en sus calificaciones y no representando una carga de trabajo adicional excesiva. Para los profesores y otros miembros del equipo del proyecto también ha supuesto una experiencia muy gratificante y el material generado puede ahora tener múltiples aplicaciones docentes

Enrichment of ATP Binding Proteins Unveils Proteomic Alterations in Human Macrophage Cell Death, Inflammatory Response, and Protein Synthesis after Interaction with Candida albicans

Macrophages are involved in the primary human response to Candida albicans. After pathogen recognition, signaling pathways are activated, leading to the production of cytokines, chemokines, and antimicrobial peptides. ATP binding proteins are crucial for this regulation. Here, a quantitative proteomic and phosphoproteomic approach was carried out for the study of human macrophage ATP-binding proteins after interaction with C. albicans. From a total of 547 nonredundant quantified proteins, 137 were ATP binding proteins and 59 were detected as differentially abundant. From the differentially abundant ATP-binding proteins, 6 were kinases (MAP2K2, SYK, STK3, MAP3K2, NDKA, and SRPK1), most of them involved in signaling pathways. Furthermore, 85 phosphopeptides were quantified. Macrophage proteomic alterations including an increase of protein synthesis with a consistent decrease in proteolysis were observed. Besides, macrophages showed changes in proteins of endosomal trafficking together with mitochondrial proteins, including some involved in the response to oxidative stress. Regarding cell death mechanisms, an increase of antiapoptotic over pro-apoptotic signals is suggested. Furthermore, a high pro-inflammatory response was detected, together with no upregulation of key mi-RNAs involved in the negative feedback of this response. These findings illustrate a strategy to deepen the knowledge of the complex interactions between the host and the clinically important pathogen C. albicans

Trk1-mediated potassium uptake contributes to cell-surface properties and virulence of Candida glabrata

The absence of high-affinity potassium uptake in Candida glabrata, the consequence of the deletion of the TRK1 gene encoding the sole potassium-specific transporter, has a pleiotropic effect. Here, we show that in addition to changes in basic physiological parameters (e.g., membrane potential and intracellular pH) and decreased tolerance to various cell stresses, the loss of high affinity potassium uptake also alters cell-surface properties, such as an increased hydrophobicity and adherence capacity. The loss of an efficient potassium uptake system results in diminished virulence as assessed by two insect host models, Drosophila melanogaster and Galleria mellonella, and experiments with macrophages. Macrophages kill trk1Δ cells more effectively than wild type cells. Consistently, macrophages accrue less damage when co-cultured with trk1Δ mutant cells compared to wild-type cells. We further show that low levels of potassium in the environment increase the adherence of C. glabrata cells to polystyrene and the propensity of C. glabrata cells to form biofilms

Diseño, desarrollo y elaboración de un soporte informático interactivo para el estudio de las prácticas de la asignatura de Microbiología Clínica mediante el uso de imágenes reales de pruebas microbiológicas obtenidas en el laboratorio

En las diferentes clases prácticas relacionadas con asignaturas de Microbiología, como sucede en otras áreas de conocimiento, un aspecto que requiere especial atención es el diseño y la elaboración de herramientas que contribuyan a facilitar y mejorar el aprendizaje por parte del alumnado de los múltiples conceptos microbiológicos que se imparten en las mismas, facilitando en lo posible la enseñanza no presencial. En este sentido, pensamos que la existencia de un soporte virtual interactivo de los distintos abordajes prácticos realizados en el laboratorio y sus posibles resultados facilitaría en gran medida el estudio, y por tanto, la adquisición de las competencias correspondientes a la docencia práctica de Microbiología. En los dos cursos académicos anteriores (2017/18 y 2018/19), a través de sendos proyectos UCM-INNOVA (Proyectos 161 y 76, respectivamente), se ha recopilado, con la participación activa de los alumnos, una gran cantidad de información gráfica de toda la labor práctica realizada durante la impartición de las asignaturas incluidas en diversas titulaciones, habiéndose generado de esta manera un amplio banco de imágenes de calidad para diversos usos docentes. El proyecto realizado (UCM-INNOVA 19/20 Proyecto 11), ha consistido en el diseño, generación e implementación de una herramienta informática en entorno PowerPoint, a la que hemos denominado EMC (Evaluación Microbiología Clínica), que pone en valor todo el esfuerzo realizado por parte del profesorado y los alumnos en los proyectos anteriores, en relación a la asignatura de Microbiología Clínica del 4º curso del Grado en Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid. En la aplicación EMC se ha incluido y estructurado cada práctica concreta siguiendo la misma organización realizada en el laboratorio, donde se sigue una rutina secuencial y jerárquica en la que el alumno debe interpretar los resultados posibles, fundamentalmente presentados en formato gráfico, de cada una de las pruebas realizadas según el tipo/s de microorganismo/s implicados, siendo redirigido a otro panel de pruebas cada vez más específicas hasta completar cada una de las prácticas. Esta herramienta se ha mostrado útil, no sólo para facilitar el estudio y el aprendizaje de los contenidos temáticos prácticos, sino también para servir de soporte y complemento al estudio del programa teórico de la asignatura. Es importante destacar que, durante las prácticas de Microbiología Clínica se explican los síndromes clínicos relacionados con las enfermedades infecciosas más frecuentes y su diagnóstico microbiológico, incluyendo desde la obtención y procesamiento de las muestras biológicas problema, hasta su posterior análisis microbiológico diferencial con el objeto de identificar a los potenciales microorganismos patógenos responsables de cada cuadro. Tras la realización de cada práctica, las pruebas microbiológicas deben ser adecuadamente eliminadas, no pudiendo guardarse las pruebas de forma indefinida. Por lo tanto, poder revisitar cuantas veces sea necesario por el alumno todas las pruebas y sus correspondientes resultados e interpretación de forma sencilla y visual en un entorno amigable (tipo presentación PowerPoint), supone un apoyo al estudio y al aprendizaje. Finalmente, pensamos que es importante remarcar que incluso en Universidades donde la metodología docente es eminentemente presencial, el desarrollo y utilización de forma complementaria de herramientas que faciliten el aprendizaje on-line es crucial en los tiempos que vivimos, cómo ha dejado patente la pandemia de la COVID-19

Distinct Human Gut Microbial Taxonomic Signatures Uncovered With Different Sample Processing and Microbial Cell Disruption Methods for Metaproteomic Analysis

The use of metaproteomics for studying the human gut microbiota can shed light on the taxonomic profile and the functional role of the microbial community. Nevertheless, methods for extracting proteins from stool samples continue to evolve, in the pursuit of optimal protocols for moistening and dispersing the stool sample and for disrupting microbial cells, which are two critical steps for ensuring good protein recovery. Here, we evaluated different stool sample processing (SSP) and microbial cell disruption methods (CDMs). The combination of a longer disintegration period of the stool sample in a tube rotator with sonication increased the overall number of identified peptides and proteins. Proteobacteria, Bacteroidetes, Planctomycetes, and Euryarchaeota identification was favored by mechanical cell disruption with glass beads. In contrast, the relative abundance of Firmicutes, Actinobacteria, and Fusobacteria was improved when sonication was performed before bead beating. Tenericutes and Apicomplexa identification was enhanced by moistening the stool samples during processing and by disrupting cells with medium-sized glass beads combined with or without sonication. Human protein identifications were affected by sonication. To test the reproducibility of these gut metaproteomic analyses, we examined samples from six healthy individuals using a protocol that had shown a good taxonomic diversity and identification of proteins from Proteobacteria and humans. We also detected proteins involved in microbial functions relevant to the host and related mostly to specific taxa, such as B12 biosynthesis and short chain fatty acid (SCFA) production carried out mainly by members in the Prevotella genus and the Firmicutes phylum, respectively. The taxonomic and functional profiles obtained with the different protocols described in this work provides the researcher with valuable information when choosing the most adequate protocol for the study of certain pathologies under suspicion of being related to a specific taxon from the gut microbiota

Elaboración de informes virtuales de prácticas de Microbiología general, odontológica e industrial basados en fotografías y su integración en un banco común de imágenes de Microbiología

Este proyecto, que se platea como continuación del número 161 del curso 2016-2017, propone la creación y realización de informes de prácticas virtuales en distintas asignaturas del área de la Microbiología. Con ello, se pretende incentivar el estudio y mejorar el aprovechamiento de las prácticas realizadas por alumnos de distintos cursos, Grados y Facultades, mediante el uso de las nuevas tecnologías y metodologías más visuales. Dichas asignaturas son: • Microbiología e Inmunología, 2º curso Grado de Odontología, Facultad de Odontología. • Microbiología, 3º curso Grado en Farmacia, Facultad de Farmacia. • Microbiología Industrial y biotecnología (MIBT), 2º curso Grado en Ciencia y Tecnología de los alimentos (CYTA), Facultad de Veterinaria. Se han construido 4 espacios virtuales con plantillas de los informes de prácticas, ya que el proyecto se realizó en 4 grupos distintos. De esta forma se tendrían guías virtuales de las distintas asignaturas con la inclusión de las fotografías y su interpretación. También se comprobaría la utilidad de esta metodología según la estructura de las prácticas de las asignaturas y/o la idiosincrasia de los distintos grupos de alumnos. El otro objetivo general del proyecto es el almacenamiento y clasificación de las fotografías realizadas para ampliar el banco de fotografías de microorganismos y pruebas microbiológicas. Esto, también justifica la elección de las 3 asignaturas mencionadas. El proyecto se ha desarrollado según lo previsto y se han alcanzado de manera satisfactoria los objetivos propuestos. Además, aunque de forma desigual según las asignaturas, la realización de este proyecto ha resultado de interés para los estudiantes, repercutiendo de forma positiva en algunas calificaciones y no representando una carga de trabajo adicional excesiva. Para los profesores y otros miembros del equipo del proyecto también ha supuesto una experiencia gratificante y el material generado puede ahora tener múltiples aplicaciones docentes. Por lo tanto, está metodología se podrá seguir utilizando si los profesores así lo desean en las prácticas de las asignaturas en las que haya presentado mayor utilidad.Depto. de Microbiología y ParasitologíaFac. de FarmaciaFALSEsubmitte

Clonación y caracterización de CaSEC14 : un gen inmplicado en la ruta de secreción de proteínas en "Candida albicans"

Uno de los objetivos fundamentales de nuestro grupo de investigación es la identificación de distintas funciones celulares de la célula fúngica que puedan utilizarse en el desarrollo de nuevos fármacos antifungicos. En este trabajo se ha clonado y caracterizado el gen casec14 de la levadura patógena oportunista candida albicans, implicado en la ruta de secreción de proteínas. Dicho gen codifica una proteína, casec14p, que presenta una secuencia con elevada homologa (67%) con otras proteínas sec14p de otras levaduras. Se ha comprobado que sec14 es esencial para la viabilidad celular, ya que no es posible obtener mutantes carentes de el. También se ha comprobado que ambas isofomas de la proteína humana de transferencia de fosfatidilinositol, a pesar tener una secuencia distinta a sec14p de levaduras, son las proteínas homologas funcionales a ella. Estas características de casec14p la convierten en una buena candidata para utilizarla como diana en el desarrollo de nuevas sustancias antifungicas que solucionen el problema clínico de las candidiasis

Trends in microbial proteomics

Depto. de Microbiología y ParasitologíaFac. de FarmaciaTRUEpu