Ruolo delle proteine Gas/Phr nella morfogenesi e virulenza di Candida albicans

Le proteine Gas, Phr e Gel, rispettivamente di Saccharomyces cerevisiae, Candida albicans e Aspergillus fumigatus, catalizzano l’allungamento e il rimodellamento del beta(1,3)-glucano della parete cellulare. Appartengono alla famiglia GH72 assieme ad altre 90 proteine di origine unicamente fungina. Questi enzimi condividono la presenza di un glicosilfosfatidilinositolo (GPI) che li ancora alla membrana plasmatica. In C. albicans le proteine GH72 sono codificate da una famiglia multigenica costituita da due geni regolati in modo opposto dal pH ambientale, PHR1 e PHR2, e dai geni PHR3, PGA4 e PGA5. Il gene PHR1 è stato oggetto dei nostri studi. E’ espresso in modo pH-dipendente a partire da pH 5.5. A valori di pH ambientale leggermente alcalini (7.5-8) i mutanti nulli phr1 presentano un ridotto livello del beta(1,3)-glucano di parete e marcati difetti morfologici. Inoltre sono avirulenti in modelli di infezione sistemica nel topo. Finora non sono state esplorate le ragioni della ridotta virulenza anche se è stata riscontrata un’accresciuta accessibilità dello strato di glucano all’interazione con le cellule immuni. Poiché l’adesione e l’invasione sono di fondamentale importanza nella virulenza di C. albicans, abbiamo determinato il contributo di Phr1p in questi processi. I mutanti nulli phr1 hanno presentato una riduzione dell’adesione di circa il 70 % rispetto al ceppo isogenico e l’ incapacità di invadere lo strato di cellule epiteliali in modelli di epiteli umani ricostituiti. Per poter correlare questi difetti con il ruolo della proteina abbiamo proceduto allo studio della localizzazione di Phr1p. Abbiamo creato una proteina ibrida costituita dalla Phr1 e dalla Green Fluorescence Protein (GFP). Durante la crescita sotto forma di lievito, la proteina Phr1-GFP si localizzava in siti discreti della membrana plasmatica in accordo con la sua associazione ai lipid rafts. Dopo induzione della crescita ifale, Phr1-GFP era concentrata all’apice dei germ tubes e delle ife. Questi risultati complessivamente suggeriscono che Phr1p sia richiesta nelle aree di crescita polarizzata, probabilmente per facilitare l’incorporazione del glucano nella parete in fase di espansione. Inoltre, il mancato rimodellamento del beta(1,3)-glucano causa difetti di adesione e invasione che possono in parte spiegare la ridotta virulenza del mutante nullo phr1. Questo lavoro è stato in parte finanziato dal PRIN 2005 e contratto Cantrain EU RTN N. 51248