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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES IZTACALA PATRONES DE GENES QUE CODIFICAN PARA ADHESINAS Y RESISTENCIA A LOS AZOLES EN CEPAS DE Candida glabrata AISLADAS DE PACIENTES CON CANDIDOSIS ORAL CRONICA T E S I S QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: B I Ó L O G A PRESENTA: WENDOLY CRUZ MORENO DIRECTOR DE TESIS: Dr. ERIC MONROY PÉREZ Los Reyes Iztacala, Tlalnepantla, Estado de México, 2016 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. DEDICATORIA Y AGRADECIMIENTOS Esta tesis se la dedico a mi Padre Celestial por la oportunidad que me dio de elegir esta carrera, le agradezco porque nací de buenos padres que me han guiado por un buen camino. También agradezco a dios por darme cualidades tales como; paciencia, dedicación y por todo el conocimiento que me brinda para concluir este importante trabajo. Al doctor Eric Monroy y a la doctora Gloria Luz Paniagua por estar siempre al pendiente de mí, de mi trabajo, por animarme y apoyarme en este proyecto. A mi madre Genoveva que me ha brindado toda su longanimidad, por preocuparse por mí, por enseñarme que yo puedo realizar todo en esta vida confiando en mí y en dios, gracias por estar en cada momento de mi vida te amo mama. A mi padre Norberto por todos los sacrificios que ha hecho para verme plena, por sostenerme y darme las fuerzas para seguir adelante. Gracias papi por ir por mi después de mis prácticas de campo e invitarme a cenar y por escuchar mis aventuras. A mis amadas hermanas Ana y Miriam gracias por hacerme feliz, porque con sus palabras de alentó he terminado una de mis metas, por sus porras. Ana gracias por desvelarte conmigo para estudiar para los exámenes, Miri gracias por recordarme día tras día que debía terminar mi tesis. A mis amigas Ericka y Leslie por todo el apoyo que me brindaron por esas noches locas el cual juntábamos nuestro conocimiento para tener éxito, Eri tu y yo hasta final juntas y tú también Les. A mi amigo Carlos por apoyarme en mis trabajos y ser un gran amigo en mi vida. A mi perro Terry el cual me daba alegría al llegar a casa por estar conmigo en las noches haciendo tarea, por cuidarme y levantarme cada mañana. Y por último a mi persona favorita Jorge gracias amor por tus palabras, por creer en mí en que lo lograría, por hacerme feliz esto fue el empujón que necesitaba para concluir esto te amo. Se los dedico con amor. INDICE PÁGINA RESUMEN 1 1. INTRODUCCIÓN 2 1.1Especies del género Candida de importancia médica. 2 1.2Generalidades de Candida glabrata. 3 1.3Características fisiológicas de C. glabrata. 3 1.4Factores de virulencia de C. glabrata. 4 1.5Candidosis oral. 6 1.6Epidemiología. 6 1.7Resistencia a los azoles en Candida glabrata. 7 2. ANTECEDENTES 9 3. OBJETIVO GENERAL 10 3.1Objetivos particulares 10 4. JUSTIFICACIÓN 11 5. MATERIALES Y MÉTODOS 12 6. RESULTADOS 23 7. DISCUCIÓN 40 8. CONCLUSIONES 46 9. LITERATURA CITADA 47 1 RESUMEN Candida glabrata es un patógeno oportunista responsable del 15% de los pacientes no inmunocomprometidos que presentan candidosis oral. C. glabrata posee una familia de genes subteloméricos llamada EPA, los cuales codifican adhesinas de unión a las células epiteliales humanas y AED2 (adherence to endotelial cells) y PWP7 que codifican para adherencia a células endoteliales. El propósito de este trabajo fue determinar la presencia de genes de virulencia, la resistencia a los azoles y los diferentes patrones de expresión de genes de adhesión a células epiteliales y endoteliales en cepas de Candida glabrata de origen oral, utilizando un modelo In vitro de epitelio reconstituido humano (RHE). Se analizaron 39 cepas de C. glabrata previamente aisladas de pacientes no inmunocomprometidos con candidosis oral crónica. Las cepas de C. glabrata fueron identificadas por PCR mediante el gen rRNA. La detección de la familia EPA (1, 3, 7, 9, 11,13 y 15) y de los genes de resistencia a los azoles (CgPDR1 CgPDH1) en las cepas de Candida glabrata se realizó por PCR convencional. Para promover la expresión de los genes, las cepas de C. glabrata (con presencia de los marcadores de virulencia) fueron crecidas en agar Sabouraud a 37ºC por 24 horas, después fueron inoculadas sobre la superficie de los epitelios e incubadas a 37oC x 48 h, en 5% de CO2 y humedad saturada. La extracción del RNA de C. glabrata se realizó utilizando el Qiacube, la reversotranscripción mediante el equipo comercial de Qiagen y la expresión por PCR en Tiempo Real. Los porcentajes de los genes identificados por PCR en las cepas de C. glabrata fueron EPA 3 100% (n=39), EPA 1 89.7% (n=35), PWP7 100% (n=39), CgPDR1 100% (n=39) y CgPDH1 100% (n=39), mientras que los genotipos EPA 7, EPA 13, PWP7 y AED2 se expresaron en el 100% (n=26) de las cepas de C. glabrata. Los resultados demostraron que la cronicidad de la candidosis oral de los pacientes no inmunocomprometidos puede deberse a la participación y expresión de los genes de adhesión de la familia EPA, así como los genes CgPDR1 y CgPDH1 que codifican la resistencia a los azoles. 2 1. INTRODUCCIÓN 1.1 Especies del género Candida de importancia médica. Los hongos del género Candida son un grupo de levaduras sumamente ubicuas y con características muy diversas, este género abarca más de 160 especies, de las cuales se considera que sólo 18 son patógenas para el hombre (López, 2005). Entre los principales especies que ocasionan diferentes tipos de candidosis en el hombre se encuentran; Candida albicans, C. glabrata, C. tropicalis, C. parapsilosis, C. krusei, C. dubliniensis, C. guilliermondii y C. zeylanoides (Carmody y Kane, 1986: Tabla 1). Especie de candida Sitios afectados Enfermedad subyacente C. glabrata Tracto urinario, mucosa y tejido hemático. Infección por VIH, tumores, leucemia, TMO y diabetes. C. tropicalis Mucosa oral, infección de huesos y articulaciones. Infección por VIH, tumores, leucemia y TMO* C. dubliniensis Mucosa oral. Infección por VIH y TMO C. krusei Mucosaoral e Infección diseminada. Infección por VIH, TMO y leucemia. C. parapsolosis Endocarditis e infección de huesos y articulaciones. Nacimiento prematuro, nutrición parenteral y catéter intravenoso. Tabla 1. Especies de candida de importancia médica más comúnmente aisladas (Moran y col. 2002). TMO* = trasplante de médula ósea. 3 1.2 Generalidades de Candida glabrata. Candida glabrata pertenece a la familia Cryptococcaceae, es una levadura haploide, anamórfica, no filamentosa, existe como comensal o patógeno en el tracto gastrointestinal y genitourinario de los humanos y animales en forma de una pequeña blastoconidia (Castañón, 2012). La incidencia cada vez mayor de candidosis intrahospitalarias por Candida y su asociación en individuos susceptibles que cursan con inmunodeficiencias hacen posible que estos microorganismos, considerados comensales, se vuelvan patógenos oportunistas, que se ven implicados en infecciones superficiales y sistemáticas tales como septicemia, endocarditis, infecciones pulmonares e infección de la cavidad oral (Castrillón, 2005). C. glabrata ha sido considerada como un saprobio al ser frecuentemente aislada de piel, boca, vagina e inodoros. Crece en el agar sabouraud como colonias lisas de consistencia blanda y de color crema, constituidas por células de 2.0-4.0 x 3.0-5.5 μm de diámetro, presentan formas individuales ovoides, incapaces de formar seudohifas o seudomicelio, pueden formar una cadena corta de levaduras ovoides. En medios de cultivo líquidos pueden formar un pequeño anillo y sedimento (Rippon, 1988). 1.3 Características fisiológicas de C. glabrata Los blastoconidios de C. glabrata no asimilan el inositol y no poseen pigmento carotenoide. La temperatura máxima de crecimiento es de 43-45ºC y la temperatura óptima para las cepas de origen clínico es de 35-37 ºC. Solamente fermenta la glucosa y la α-trealosa (Tabla 2). La proporción de guanina-citosina que caracteriza el DNA de C. glabrata es aproximadamente del 40%, posee 11 cromosomas y su DNA mitocondrial es una molécula circular de 19 pb. 4 Tabla 2. Características diferenciales de C. glabrata y C. albicans. 1.4 Factores de virulencia de C. glabrata C. glabrata posee diferentes factores de virulencia entre los que se encuentra la familia de genes EPA (Epithelial Adhesin) que codifican para adhesinas con afinidad para las células epiteliales de mamífero in vitro (Castaño et al., 2005). La capacidad de adhesión es promovida principalmente por el gen EPA1 (Epithelial Adhesin 1), que codifica para una proteína de pared celular. Mutaciones en EPA1, ocasionan la pérdida de adhesión de C. glabrata a células epiteliales in vitro. El genoma de C. glabrata tiene más de 20 genes homólogos a EPA1, algunos de los cuales se ha demostrado que codifican para adhesinas. La mayoría de estos genes se encuentran localizados en regiones subteloméricos del genoma y ésta localización tiene implicaciones importantes para su expresión ya que están regulados negativamente mediante silenciamiento subtelomérico, de manera que in vitro, todos los genes son silenciados excepto EPA1 (Castaño et al., 2005; De Las Peñas et al., 2003). El silenciamiento subtelomérico, por posición cercana al telómero (TPE), se ha descrito en S. cerevisiae y se sabe que participan una serie de proteínas tales como Sir2p, Sir3p, Sir4p, Rap1p, Ku70p Ku80p y Rif1p (Rusche et al., 2003). En S. cerevisiae, el silenciamiento subtelomérico comienza cuando la Características Candida glabrata Candida albicans Blastoconidios 2-5 x 4-6 µm 3-7 x 3-14 µm Seudohifas No Si Clamidosporas No Si Número de cromosomas 11, haploide 7-9, diploide Resistencia a triazoles +++ + Asimilación de azúcares Glucosa y Trealosa Glucosa, sacarosa, maltosa, trealosa, galactosa y arabinosa 5 proteína Rap1p se une a una serie de sitios de reconocimiento en los telómeros. Rap1p recluta a su vez el complejo formado por Sir3p y Sir4p que a su vez reclutan a Sir2p. La proteína Sir2p es una desacetilasa de histonas que utiliza como cofactor NAD+. Esta desacetilasa quita grupos acetilo de las histonas H3 y H4 que se encuentran en los nucleosomas aledaños a los telómeros y favorece la formación de una estructura cerrada de la cromatina que no es favorable para la transcripción (cromatina silenciosa). Se ha reportado que al menos 4 telómeros en C. glabrata (los genes EPA1-7), están sujetos a silenciamiento subtelomérico controlado por los genes SIR, RAP1 y RIF1 (Castaño et al., 2005; De Las Peñas et al., 2003). Mutantes en estos genes eliminan el silenciamiento subtelomérico, y las células se tornan hiperadherentes debido a que se expresan varios genes EPA. La expresión de adhesinas es importante para la virulencia in vivo, porque una cepa que lleva una delección de sir3, presenta un incremento de aproximadamente 3 veces en la colonización del riñón en un modelo de infección sistémica en ratones (Castaño et al., 2005). Por otra parte, una cepa que no contiene ninguno de los genes EPA1, EPA6, y EPA7, no coloniza eficientemente el riñón y la vejiga en un modelo de infección de vías urinarias del ratón (Domergue et al., 2005) Estos datos apuntan a la importancia de las adhesinas Epa1p, Epa6p y Epa7p en la virulencia de C. glabrata. Se ha demostrado que EPA6 se induce en la vejiga y el riñón durante una infección de vías urinarias del ratón. En este caso, la señal importante para la de represión de EPA6, es la deficiencia de niacina o ácido nicotínico (AN) en orina (Domergue et al., 2005). Otra característica importante de C. glabrata es que presenta una alta capacidad de formar biofilms en superficies de plástico, y la adhesina más importante para este fenómeno es EPA6. Así mismo, mutaciones en SIR4 (que afectan silenciamiento), forman biofilms con una mayor eficiencia, presumiblemente debido a la sobreexpresión de EPA6 (Iraqui et al., 2005). Estos resultados pueden tener importantes implicaciones clínicas ya que muchas de las infecciones están asociadas con catéteres implantados. Otros genes que codifican para la adherencia en células endoteliales son AED2 (Adherence to Endotelial Cells) y PWP7 (PA14 domain containing Wall Protein) (Desai et al., 2011). 6 1.5 Candidosis oral Las infecciones micóticas de la cavidad oral son las patologías más frecuentes causadas por las especies del género Candida. La colonización de la superficie de la mucosa oral por Candida va a depender de la expresión de los distintos genotipos de adhesión, aprovechando la baja respuesta inmune de los pacientes infectados. La frecuencia de la candidosis oral (CO) oscila entre el 20% a 70%, y se presenta debidos a diferentes factores, como el tratamiento prolongado con antibióticos para combatir infecciones bacterianas, la diabetes mellitus, por la inmunosupresión de pacientes en tratamiento contra el cáncer, SIDA, etc. (Aguirre, 2002). Candida glabrata se aísla en cavidad oral y vaginal de individuos sanos y en las manos del personal sanitario. La colonización por esta levadura se incrementa con la prolongación de la hospitalización y el deterioro clínico del enfermo. Además de la candidosis oral, C. glabrata también puede ocasionar candidosis vaginal o candidosis sistémica (Buitrón, 2009). 1.6 Epidemiología El aumento de la frecuencia de las infecciones por Candida no solamente se encuentra asociado de un importante incremento de la morbilidad y de las estancias hospitalarias, sino también de un aumento de la mortalidad, por lo que Candida glabrata se aísla cada vez con mayor frecuencia de muestras clínicas, como agente de candidosis vaginal, o produciendo micosis sistémicas graves y candidemia en los enfermos inmunodeprimidos y con neoplasias hematológicas o sólidas (Tabla 3). En las mujeres afectadas de vaginitis conflujo aumentado, C. glabrata corresponde a la especie aislada con mayor frecuencia después de C. 7 albicans, variando desde 0.6 a 36 %, con una frecuencia media entre el 15 a 20%. También se han descrito algunos brotes epidémicos en las unidades de cuidados intensivos (UCI), considerados como infecciones nosocomiales. En un estudio realizado en Madrid por Muriel et al., en 2000, en donde se estudiaron 108 cepas procedentes de muestras ginecológicas, 138 de la UCI neonatal y 71 de las UCI de adultos, se encontró que C. glabrata fue identificada en el 19.4% de las muestras vaginales (consideradas infecciones comunitarias), en el 27.5% de las muestras neonatales, y en el 29.6% de las UCI de adultos. Estos datos demuestran el frecuencia nosocomial predominante de C. glabrata respecto al comunitario. Infección comunitaria Vaginitis Infección nosocomial. Enfermos inmunodeprimidos y debilitados. Asociaciones. Frecuente con otras levaduras. Origen de la infección. Frecuentemente exógeno. Factores de riesgo de la infección sistemática. Sonda vesical (condidura). Catéter vascular (candidemia). Factores específicos de riesgos. Administración previa de fluconazol hospitalización prolongada. Tabla 3. Características de las infecciones por C. glabrata. 1.7 Resistencia a los azoles en Candida glabrata En los últimos años el uso inadecuado de los antimicóticos, principalmente de los azoles (fluconazol, ketoconazol, itraconazol, miconazol, etc.) para tratar los diferentes tipos de candidas ocasionadas por las especies del género Candida, incluyendo a C. glabrata, ha ocasionado con el tiempo la selección de cepas resistentes a estos agentes. Se ha descrito que los mecanismos de la elevada resistencia a los azoles en C. glabrata se debe a la sobreexpresión constitutiva de 8 las proteínas transportadoras ABC (ATP-binding cassette) que funcionan como bombas de flujo, y las cuales son codificadas por los genes CDR1 (CgCDR1), CgPDH1, y CgSNQ2 (Miyazaki et al. 1998). Estos transportadores son regulados por el factor de transcripción binuclear de zinc del operón CgPdr1, un gen homólogo al de Saccharomyces cerevisiae Pdr1 (ScPdrl) y al de los factores de transcripción ScPdr3 (Vermitsky et al. 2006), CgPDR1, CgCDR1, CgPDH1 y CgSNQ2. Todos estos genes contienen al menos un elemento de secuencia en respuesta a la droga pleiotrópica (PDRE) en sus promotores, lo que sugiere que CgPdr1 puede regular su propia expresión, así como la de los transportadores, a través de la unión estos elementos de regulación (Torelli et al. 2008). Recientemente se ha reportado que Pdr1 de C. glabrata (y Pdr1 de S. cerevisiae) se unen directamente a fluconazol, lo que resulta en la activación de las bombas de eflujo de las drogas, un mecanismo similar de regulación de la resistencia a multidrogas (MDR) por el receptor pregnane X (PXR), un receptor nuclear en vertebrados, también conocido como un esteroide cristalino hidrocarbonado. Además un solo punto de mutación en el supuesto dominio funcional de CgPDR1 resulta en un incremento de transcripción de CgCDR1, CgPDH1, y CgSNQ2, así como de un incremento de la resistencia a los azoles (Ferrari et al .2009). Recientemente se encontró que existe una elevada variabilidad en las mutaciones del dominio de CgPDR1, demostrando de ésta manera que la activación de la mutación en la proteína CgPDR1 tiene un efecto no únicamente en la resistencia a los azoles, sino también en la virulencia para causar enfermedad en el hospedero (Ferrari et al .2009). 9 2. ANTECEDENTES De las Peñas y colaboradores en el 2003 estudiaron las glicoproteínas de superficie relacionadas con la virulencia de Candida glabrata. Estas adhesinas EPA son codificadas por regiones subteloméricas y el silenciamiento de la transcripción depende de los genes RAP1 y SIR. Estos autores demostraron que el silenciamiento de la región subtelomérica de EPA depende de Sir3p y Rap1p. Irene y colaboradores en el 2005 analizaron la regulación transcripcional y el control de la longitud de los telómeros de las adhesinas subteloméricas en Candida glabrata. Estos autores demostraron la existencia de múltiples genes EPA que codifican para adhesinas y demostraron que la transcripción de al menos dos de estas adhesinas es regulado por silenciamiento subtelomérico. Desai y colaboradores en el 2005 analizaron las adhesinas Pwp7p y Aed1p ancladas a la pared celular de C. glabrata y demostraron que la delección de los genes PWP7 y AED1 que codifican estas proteínas resultó en una significativa reducción en la adherencia a las células endoteliales. Estos datos indicaron que C. glabrata utiliza estas genes para la adhesión a células endoteliales in vitro. Kelly y colaboradores en el 2010 examinaron los perfiles genómicos de expresión de los genes que median la resistencia a los azoles del hongo C. glabrata y demostraron que el gen CgPDR1 activa un amplio repertorio de genes, lo cual provoca mutaciones activadoras específicas que resultan en la activación de subconjuntos discretos de este 10 repertorio, por lo tanto la sobreexpresión condiciona la elevada resistencia a los azoles. 3. OBJETIVO GENERAL Determinar los diferentes patrones de expresión de un grupo de genes de adhesión a células epiteliales y endoteliales en cepas de Candida glabrata de origen oral. 3.1 OBJETIVOS PARTICULARES Identificación de la especie de C. glabrata por PCR multiplex. Caracterización por PCR de punto final de los genes de la familia EPA 1, 3, 7, 9, 11, 13,15, AED2 y PWP7. Detección de los genes que codifican la resistencia a los azoles CgPDR1 y CgPDH1 por PCR en las cepas de C. glabrata. Expresión de los genotipos de adhesión de las cepas de C. glabrata utilizando un modelo in vitro de epitelio reconstituido humano (RHE). Identificación de las diferentes combinaciones de los genes de adhesión y resistencia a los azoles en las cepas de C. glabrata. 11 4.0 JUSTIFICACIÓN Debido al incremento de las candidosis orales por Candida glabrata en nuestro país, es importante caracterizar los perfiles de expresión de los genes involucrados en la adhesión celular durante un modelo in vitro de infección en epitelio oral, así como de los marcadores genéticos que codifican la resistencia a los azoles en un grupo de cepas de Candida glabrata de origen oral. 12 5. MATERIAL Y MÉTODOS 5.1 Obtención de muestras. Las cepas de Candida spp. Fueron aisladas de pacientes no inmunocomprometidos con infecciones orales que acudieron al Laboratorio de Análisis Clínicos de la Clínica Universitaria de la Salud Integral (CUSI), ubicada en la Facultad de Estudios Superiores (FES) Iztacala. 5.2 Toma y Siembra de las muestras Las muestras de las infecciones orales de los pacientes fueron tomadas mediante hisopos estériles y posteriormente se sembraron por el método de estría cruzada en los medios sólidos de cultivo de Agar sangre, S-110 y sabouraud y se incubaron a 37º C/ 24 horas. Al término las cepas del género Candida fueron identificadas por morfología colonial y microscópica utilizando la tinción de Gram. 5.3 Extracción del ADN para la identificación de C. glabrata. El ADN de las cepas del género Candida identificadas fue extraído por el método de ebullición, para lo cual y después de obtener el crecimiento visible de las colonias de Candida en el agar sabouraud por 24 h, se tomaron varias colonias por medio de asas estériles y se depositaron en un tubo de rosca de 16 x 150 que contenía 2 ml de agua desionizada estéril, la muestra se mezcló en un vortex por 20 segundos y se colocó a baño maria por 20 minutos.Al terminó la muestra se depositó en contenedores con hielo por 10 minutos y se centrifugó en tubos eppendorff a 12,000 rpm por 10 minutos. Finalmente se separó el sobrenadante 13 (que contenía el DNA templado) a otro tubo estéril y se guardó a – 20° C para su posterior utilización. 5.4 Identificación de las distintas especies de Candida por PCR multiplex. La detección de las especies de Candida (Tabla 4) por PCR multiplex se llevó a cabo por el método descrito por Luo & Mitchell, (2002). Para lo cual se realizó primero un PCR sencillo de punto final con los oligonucleótidos universales para el grupo de hongos ITS1 e ITS4 (5 pmol). El volumen final para la mezcla de reacción fue de 25 microlitros; 1 microlitro de cada oligonucleótido (TS1 y TS4), 20 microlitros de H2O libre de nucleasa, 3 microlitros de ADN templado, 1.5 mmol de MgCl2, 0.5 U de AmpliTaq polimerase y 100 mmol de dNTPs (PuRetaqTM Ready- To-GoTM PCR beads). La amplificación del DNA se realizó bajo las siguientes condiciones: desnaturalización inicial a 96°C por 5 minutos; seguido de 40 ciclos a 94°C por 30 segundos, 58°C por 30 segundos y 72°C por 30 segundos. Finalmente una extensión de 72°C por 15 minutos. Posteriormente se realizó el PCR multiplex con los oligonucleótidos CALB1 y CALB2 (5 pmol), CGL1 y CGL2 (7 pmol), CPA1e, CPA3f y CPA2 (6 pmol), y CTR1 y CTR2 (4 pmol). El volumen final para la mezcla de reacción fue de 25 microlitros; 1 microlitro de cada primer, 15 microlitros de H2O libre de nucleasa, 3 microlitros de DNA templado, 1.5 mmol de MgCl2, 0.5 U de AmpliTaq polimerase y 100 mmol de dNTPs (PuRetaqTM Ready-To-GoTM PCR beads). La amplificación del ADN se realizó bajo las mismas condiciones que para ITS1 e ITS4. Las cepas de C. albicans ATCC 32354 y Candida glabrata (ATCC 90030) fueron utilizadas como controles positivos. 14 Tabla 4 Oligonucleótidos utilizados en la detección de las distintas especies patógenas del género Candida. 5.5 Identificación de las genes EPA, AED 1, PWP7 y ACT1 PCR . Los oligonucleótidos y las condiciones de PCR para la detección los genes EPA 1, 3, 7, 9, 11, 13, 15 fueron las descritos por De las peñas y colaboradores (2003) (Tabla 5) y la de los genes AED 2, PWP7 y ACT1 por Desai y colaboradores (2005) (Tabla 6). Para la amplificación por PCR para cada gen por separado se utilizaron las perlas PuRetaq, que contenían 1.5 mmol de MgCl2, 0.5 U de Ampli Taq polimerasa y 100 mmol de dNTPs, para un volumen final por mezcla de reacción de 25 µl: por lo cual se tomó 1 µl de cada uno los oligonucleótidos (Tabla 5 y tabla 6), 20 µl de agua libre de nucleasa y 3 µl de ADN templado. La amplificación del ADN se realizó bajo las siguientes condiciones: desnaturalización inicial a 96°C por 5 minutos; seguido de 40 ciclos a 94°C por 30 segundos, 58°C Especie Nombre del oligonucleótido Secuencia del oligonucleótido (5´a 3´) Tamaños de los amplicones (pb) Todos los hongos ITS1 TCCGTAGGTGAACCTGCGG Variable ITS4 TCCTCCGCTTATTGATATGC Candida albicans CALB1 TTTATCAACTTGTCACACCAGA 273 CALB2 ATCCCGCCTTACCACTACCG Candida glabrata CGL1 TTATCACACGACTCGACACT 423 CGL2 CCCACATACTGATATGGCCTACAA Candida parapsilosis CPA1e TTGGTAGGCCTTCTATATGGG 320 300 CPA3f GCCAGAGATTAA ACTCAACCAA CPA2 CCTATCCATTAGTTTATACTCCGC Candida tropicalis CTR1 CAATCCTACCGCCAGAGGTTAT 357 CTR2 TGGCCACTAGCAAAATAAGCGT 15 por 30 segundos y 72°C por 30 segundos. Finalmente una extensión de 72°C por 15 minutos. Gen Nombre del oligonucleótido Secuencia del primer (5-3) Tamaño del amplicón (pb) EPA 1 Forward GGGCTCAAAAACAGCTAAAG 143 pb Reverse TAACAGTGTTTTCGTTTGAT EPA 3 Forward GCATGTTGATAGTTCCAAAA 143 pb Reverse TAATTTGATCAGTAGCACCG EPA 7 Forward GGGTTCTCAAACAGCTAAGG 143 pb Reverse TTACAGGGTTCGAATCTGAC EPA 9 Forward GGCCTAATGAGGCTGACCAA 143 pb Reverse GGCCTAATGAGGCTGACCAA EPA 11 Forward GGCCCAATCAAGATAAGAAT 143 pb Reverse TTAGTGGAGCCGGAGAATCG EPA 13 Forward GGCCAGGCGTGAACAAAAAC 143 pb Reverse TTTGCCGAATAGGCGAGTCA EPA 15 Forward GGGCAAAAAAAGCCTCAAAA 143 pb Reverse TTATTATTGCATTTGAATGC Tabla 5 Oligonucleótidos utilizados en la PCR para la detección de los genes de la Familia EPA que confieren adhesión. Gen Nombre del oligonucleótido Secuencia del primer (5-3) Tamaño del amplicón (pb) AED2 Forward AGGATCCTGACGCAATGAGGCTTA 870pb Reverse ACTTGCTGGAAAGCGAGGGAGTAT PWP7 Forward TTCCGTGGTTACTTCATCCCACCA 137pb Reverse AGAACCAGAACCACCTTCACCAGT ACT1 Forward GTGGCAACGGTTTGATGC 124pb Reverse GGCTTTCGATTTCTCACC Tabla 6 Oligonucleótidos utilizados en la PCR para la detección de los genes de adhesión a las células endoteliales. 16 5.6 Identificación por PCR de los genes que codifican la resistencia a los azoles en las cepas de C. glabrata. La identificación de los genes que codifican la resistencia a los azoles CgPDR1 y, CgPDH1 se realizó por PCR de acuerdo a lo descrito por Caudle y colaboradores (2010) (Tabla 7). Para la amplificación por PCR sencillo se utilizaron las perlas PuRetaq, que contenían 1.5 mmol de MgCl2, 0.5 U de Ampli Taq polimerasa y 100 mmol de dNTPs, para un volumen final por mezcla de reacción de 25 µl: por lo cual se tomó 1 µl de cada uno los oligonucleótidos (Tabla 7), 20 µl de agua libre de nucleasa y 3 µl de ADN templado. La amplificación del ADN se realizó bajo las siguientes condiciones: desnaturalización inicial a 96°C por 5 minutos; seguido de 40 ciclos a 94°C por 30 segundos, 58°C por 30 segundos y 72°C por 30 segundos. Finalmente una extensión de 72°C por 15 minutos. GEN Nombre del oligonucleótido Secuencia del primer (5-3) Tamaño del amplicón (pb) CgPDR1 Forward TTTGACTCTGTTATGAGCGATTACG 51 pb Reverse TTCGGATTTTTCTGTGACAATGG CgPDH1 Forward ACGAGGAGGAAGACGACTACGA 63 pb Reverse CTTTACTGGAGAACTCATCGCTGT Tabla 7 Oligonucleótidos utilizados en la PCR para la identificación de los genes que confieren resistencia a los azoles. 17 5.7 Análisis de las muestras amplificadas por PCR mediante electroforesis en geles de agarosa Después de la amplificación del ADN, 5 µl de cada amplicón fueron analizados por electroforesis en geles de agarosa al 2%. La agarosa contenía 0.3 µl de Midori Green (BioRad) por cada 100 ml de TB 1X. Las bajo condiciones de corrimiento fueron: 120 volts, 94 miliampers por 120 minutos. Al término los geles fueron fotografiados bajo luz UV utilizando el sistema de fotodocumentación modelo GEL LOGIC 100 (KODAK). 5.8 Preparación del inóculo de C. glabrata para la cuantificación de la expresión de los genes EPA, AED 1, PWP7 por PCR en Tiempo Real. Para promover la expresión de los genes, las cepas de C. glabrata (con presencia de los marcadores de virulencia) fueron crecidas en agar Sabouraud a 37ºC por 24 horas. Posteriormente, y por medio de un asa estéril se tomó una colonia de C. glabrata y se depositó en 10 ml de YPD (extracto de levadura peptona dextrosa). El medio se incubó a 37º C por 24 horas. Al término, las células del cultivo se colectaron por centrifugación (2,000 rpm por 3 minutos), se lavaron tres veces con PBS y se contaron. Cuatro millones de células se inocularon en 10 ml de YPD y se incubaron a 37º C por 24 horas. Al término las células del cultivo se colectaron nuevamente por centrifugación (2,000 rpm por 3 minutos), se lavaron tres veces con PBS y se contaron por triplicado (Green et al., 2004). Un inóculo de 4 x 107 células/ml se preparó para usarse en el epitelio oral humano (TR146), de Laboratorio SkinEthic, Francia (Figura 1). 18 Figura 1. Placa con epitelio oral humano (TR146). Fotografía: Laboratorio Clínico, FES-Iztacala, UNAM. 5.9 Inoculación en el epitelio oral humano 50 l de una suspensiónde C. glabrata/PBS (2 x 106 células en total) se depositó en la superficie del epitelio oral humano (TR146), y se incubaron a 37oC x 49 h, en 5% de CO2 y humedad saturada. 5.10 Extracción y purificación del ARN para la PCR en Tiempo Real. El ARN total de C. glabrata fue extraído utilizando el kit Rneasy (Qiagen; No. De catálogo 74104) de acuerdo a las instrucciones del fabricante, y utilizando el 19 equipo QIAcube, para lo cual las levaduras se recolectaron del epitelio oral humano (TR146) y en un tubo Eppendorf se preparó una dilución en PBS para tener 7.5 x 108 células. El equipo QIAcube realizó lo siguiente: El tubo fue centrifugado a 1000 g durante 4º C por 5 minutos. Se decantó totalmente el sobrenadante, se re suspendieron las células del hongo en 2 ml de buffer Y1 con lyticasa (50 U por 1 x 107 células) y se incubó de 10-30 minutos a 30ºC en agitación suave. Posteriormente se centrifugó a 300 g (375 rpm) durante 5 minutos para formar el pellet de esferoplastos y se descartó el sobrenadante. Se adicionaron 350 l de buffer RLT y el tubo se agitó en un vortex vigorosamente para lisar los esferoplastos Si el material insoluble no fue visible, se centrifugó 2 minutos a máxima velocidad, y se usó el sobrenadante en los pasos siguientes. Al término se adicionaron 350 l de etanol al 70% para homogeneizar el lisado, se mezcló suavemente, se transfirieron 700 l a una columna contenida en un tubo de 2 ml, se centrifugó a ≥ 8000 g (≥ 10,000 rpm) por 15 segundos y el líquido de flujo se descartó. Posteriormente se adicionaron 700 l de buffer EW1 a la columna, se centrifugó a ≥ 8000 g (≥ 10,000 rpm) por 15 segundos para lavar la membrana y el líquido de flujo se descartó. Al término se adicionaron 500 l de buffer RPE a la columna, se centrifugó ≥ 8000 g (≥ 10,000 rpm) por 15 segundos para lavar la membrana y el líquido de flujo se descartó. Nuevamente se adicionaron 500 l de buffer RPE a la columna, se centrifugó ≥ 8000 g (≥ 10,000 rpm) por 2 minutos para lavar la membrana y líquido de flujo se descartó. Al término se colocó la columna en un tubo colector nuevo de 2 ml, se centrifugó a máxima velocidad por 1 minuto. De nueva cuenta se colocó la columna en un tubo 20 colector nuevo de 1.5 ml, se adicionaron de 30-50 l de agua libre de Rnasas directamente sobre la membrana de la columna y se centrifugó ≥ 8000 g (≥ 10,000 rpm) por 1 minuto para obtener el ARN. La concentración y pureza total del ARN fue medida utilizando un espectrofotómetro Nanodrop 2000. El ARN esperado debió de ser < 30 g. El ARN es muy inestable, por lo que inmediatamente se realizó la reversotranscripción a ADNc. 5.11 Reversotranscripción con eliminación de ADN genómico. Para realizar el proceso de la reversotranscripción de ARN a ADNc se utilizó el kit Quantitec Revere Transcription (Qiagen; No. De catálogo 205311) siguiendo las instrucciones del fabricante como sigue: Eliminación del ADN genómico. Se descongelaron los componentes del Kit a temperatura ambiente (15-25ºC). Para un volumen final por reacción de 14 microlitros se depositó en un tubo eppendorf de 0.2 ml cada uno de los siguientes componentes (Tabla 8): Componente Volumen/reacción Concentración final gADN Wipeout buffer, 7x 2 microlitros 1x ARN templado 1 microgramos - Agua libre de Rnasa 11 microlitros - Volumen total 14 microlitros - Tabla 8. Componentes de reacción utilizados para eliminar el ADN genómico. 21 Posteriormente se incubó el tubo a 42º C por 2 minutos, e inmediatamente se colocó en hielo. Preparación de la master mix para la reversotranscripción La master mix contenía todos los componentes necesarios para la síntesis de la primera cadena de ADNc. Para un volumen final por reacción de 20 microlitros se depositó en un tubo eppendorf de 0.2 ml cada uno de los siguientes componentes (Tabla 9): Componente Volumen/reacción Concentración final Master mix para reversotranscripción Quantiscript Reverse Transcriptasa (contiene inhibidor de Rnasas) 1 microlitro Quantiscript RT buffer, 5x (incluye Mg2+ y dNTPs) 4 microlitros 1x RT Primer Mix 1 microlitro - ARN Templado (obtenido en la reacción anterior) 14 microlitros - Volumen total 20 microlitros - Tabla 9. Componentes de reacción utilizados para la reversotranscripción. Al término se mezcló el tubo y se mantuvo en hielo hasta incubarlo a 42ºC por 15 minutos. Posteriormente se incubó a 95ºC por 3 minutos para inactivar la transcriptasa reversa. Finalmente se guardó la reacción (ADNc) a -20º C hasta su utilización en PCR en Tiempo Real. 22 5.12 Preparación de la mezcla de reacción para PCR en Tiempo Real utilizando SYBR®Green. Los oligonucleótidos empleados para la cuantificación de la expresión de los genes EPA, AED 2, PWP7 de C. glabrata fueron los mismos utilizados en la PCR convencional (Tablas 5 y 6, respectivamente). Para el ensayo de PCR en Tiempo Real se utilizó el kit Rotor Gene SYBR®Green PCR (Qiagen), siguiendo las instrucciones del fabricante. El volumen final de la mezcla de reacción fue de 25 microlitros; 12.5 microlitros Master Mix SYBR Green, microlitro del primer Forward (1 m), 1 microlitro del primer Reverse (1 m), 2 microlitros (20 ng de ADNc) y 8.5 microlitros de Rnasa-Free-Water. Las condiciones de amplificación fueron: 95°C durante 5 minutos (activación de la HotStart), 40 ciclos de desnaturalización a 95°C durante 5 segundos y la combinación de alineación/extensión de 60°C por 10 segundos El gen rARN de C. albicans se utilizó como gen de referencia. La cepa de C. albicans ATCC 32354 fue utilizada como control positivo. 23 6. RESULTADOS 6.1 Pacientes estudiados Para el desarrollo de este trabajo se analizaron 40 cepas de C. glabrata de pacientes con candidosis oral crónica. El 55% (n=22) fueron mujeres y el 45% (n=18) hombres (Gráfica 1). En la gráfica 2 se observa que los pacientes presentaron una edad comprendida en el rango de 22 a 57 años, la frecuencia más alta se encontró dentro del rango de 30-40 años con un 40% (n=16), seguido por el de 40-50 años con el 30% (n=12), posteriormente se encontró el rango de 22-30 años con el 17.5% (n=7). La frecuencia más baja se observa dentro del rango de 50-57 años con el 12.5% (n=5). 24 6.2. Identificación de Candida glabrata por PCR multiplex. Se analizaron 40 cepas del género Candida spp. Obtenidas de pacientes con candidosis oral crónica. Para la identificación de las distintas especies del género Candida se llevó a cabo el método de PCR multiplex (Fotografía 1.) el cual amplifica regiones internas del gen rRNA de cada especie (tabla 4). El 97.5% (n=39) de las cepas correspondió a la especie Candida glabrata (Fotografía 2), mientras 2.5% (n=1) correspondió a Candida tropicalis. El tamaño del amplicón fue de 423 pb (Fotografía 1). 25 26 6.3 Detección de los genes EPA, AED 2, PWP7 y ACT1 por PCR convencional en cepas de Candida glabrata. La frecuencia de los genes de la familia EPA se observa en la tabla 10 y los genes de adhesión endoteliales tabla 11. Los genes de la familia EPA detectados con mayor frecuencia fueron EPA 3 (100%, n=35) (Fotografía 4), EPA 7 (94.8%, n=37) ( Fotografía 5), EPA 1 (89.7%, n=35) ( Fotografía 3), EPA 11 (89.7%, n=35) (Fotografía 7), EPA 15 (89.7%, n=35) (Fotografía 9), EPA 9 (87.1%, n=34) (Fotografía 6) y EPA 13 (58.9%, n=23) (Fotografía 8). Mientras los genes de adhesión endotelial con mayor frecuencia fueron PWP7 (100%, n=39) (Fotografía 10), AED 2 (100%, n=39) (Fotografía 11) y finalmente ACT 1 (92.3%, n=36). Genes de la familiaEPA No. (%) EPA 1 35 89.7 EPA 3 39 100 EPA 7 37 94.8 EPA 9 34 87.1 EPA 11 35 89.7 EPA 13 23 58.9 EPA 15 35 89.7 Genes No. (%) PWP7 39 100 AED2 39 100 ACT 1 36 92.3 Tabla 10. Detección de los genes de la familia EPA en cepas de Candida glabrata. Tabla 11. Detección de los genes que codifican adhesinas endoteliales en cepas de Candida glabrata. 27 28 29 7.4 Identificación por PCR convencional de los genes que confieren resistencia a los azoles en cepas de C. glabrata. Los genes CgPDR1 y CgPDH1 fueron identificados en el 100% (n= 39) de las cepas (Tabla 12 y Fotografías 12 y 13). Genes No. (%) CgPDR1 39 100 30 CgPDH1 39 100 Tabla 12. Detección de los genes que codifican resistencia a los azoles en cepas de C. glabrata. Tabla 12. Detección de los genes que codifican resistencia a los azoles en cepas de C. glabrata. 31 6.5 Identificacion de las combinaciones de los genes que codifican adhesión y resistencia a los azoles en las cepas de C. glabrata. Se identificaron 13 patrones distintos en las cepas de C. glabrata (Tabla 13), dentro de los cuales el patrón No. 1 conformado por 12 genes (EPA 1, EPA 3, EPA 7, EPA 9, EPA 11, EPA 13, EPA 15, ACT 1, PWP7, AED2, CgPDR1 y CgPDH1) se encontró en el 30.7% (n=12) de las cepas, seguido por el patrón No.2 conformado por 11 genes (Epa 1, Epa 3, Epa 7, Epa 9, Epa 11, Epa 15, ACT 1, PWP7, AED2, CgPDR1 y CgPDH1) con el 23% (n=9). Los otros patrones se observan en la tabla 13. N° patrón Combinación de genes N° de cepas % 1 EPA 1, EPA 3, EPA 7, EPA 9, EPA 11, EPA 13, EPA 15, ACT 1, PWP7, AED2, CGPDR1 Y CGPDH1 12 30.76% 2 EPA 1, EPA 3, EPA 7, EPA 9, EPA 11, EPA 15, ACT 1, PWP7, AED2, CGPDR1 Y CGPDH1 9 23% 3 EPA 1, EPA 3, EPA 7, EPA 9, EPA 11, EPA 13, EPA 15, PWP7, AED2, CGPDR1 Y CGPDH1 3 7.69% 4 EPA 1, EPA 3, EPA 7, EPA 13, EPA 15, ACT 1, PWP7, AED2, CGPDR1 Y CGPDH1 3 7.69% 5 EPA 3, EPA 7, EPA 9, EPA 11, EPA 13, EPA 15, ACT 1, PWP7, AED2, CGPDR1 Y CGPDH1 2 5.12% 6 EPA 1, EPA 3, EPA 9, EPA 11, EPA 15, ACT 1, PWP7, AED2, CGPDR1 Y CGPDH1 2 5.12% 7 EPA 1, EPA 3, EPA 7, EPA 9, EPA 15, ACT 1, PWP7, AED2, CGPDR1 Y CGPDH1 2 5.12% 8 EPA 3, EPA 7, EPA 9, EPA 11, EPA 15, ACT 1, 1 2.56% 32 Tabla 13. Diferentes patrones de los genes de virulencia y resistencia a los azoles en las cepas de C. glabrata. 6.6 Expresión de los genes de virulencia en las cepas de C. glabrata por PCR en Tiempo Real utilizando un modelo in vitro de epitelio oral humano. Para llevar a cabo la expresión de los genes se seleccionaron 26 cepas de C. glabrata portadoras de los genes de virulencia. Únicamente 7 genes (EPA 1, EPA 7, EPA 9, EPA 13, PWP7, AED2 Y ACT 1) se expresaron después de la infección in vitro del epitelio oral (Tabla 13). Los genes expresados con mayor frecuencia fueron EPA 7 (100%, n=26) (Fotografía 14 y 15 ), EPA 13 (100%, n=26) (Fotografía 20 y 21 ), PWP7 (100%, n=26) (Fotografía 22 y 23), AED2 (100%, n=26) ( Fotografía 24 y 25 ), EPA 9 (96.1%, n=25) (Fotografía 18 y 19), ACT1 (34.6%, n=9) (Fotografía 26 y 27) y finalmente EPA 1 (11.5%, n=3) (Fotografía 14 y 15 ), mientras que los genes EPA 3, EPA 15 y EPA 16 no se expresaron. PWP7, AED2, CGPDR1 Y CGPDH1 9 EPA 1, EPA 3, EPA 7, EPA 11, EPA 15, ACT 1, PWP7, AED2, CGPDR1 Y CGPDH1 1 2.56% 10 EPA 1, EPA 3, EPA 7, EPA 11, EPA 13, ACT 1, PWP7, AED2, CGPDR1 Y CGPDH1 1 2.56% 11 EPA 1, EPA 3, EPA 7, EPA 9, EPA 11, EPA 13, ACT 1, PWP7, AED2, CGPDR1 Y CGPDH1 1 2.56% 12 EPA 1, EPA 3, EPA 7, EPA 9, EPA 11, ACT 1, PWP7, AED2, CGPDR1 Y CGPDH1 1 2.56% 13 EPA 3, EPA 7, EPA 9, EPA 11, EPA 13, ACT 1, PWP7, AED2, CGPDR1 Y CGPDH1 1 2.56% Genes No. (%) De expresión 33 EPA 1 3 11.5% EPA 7 26 100% EPA 9 25 96.1% EPA 13 26 100% PWP7 26 100% AED2 26 100% ACT 1 9 34.6% Tabla 14. Expresión de los genes en las cepas de C. glabrata después de la infección in vitro del epitelio oral. 34 " ,. " '" '" " "' "' Tl'r esl1 c>d "' " NTe Fotografía 14. Detección de la expresión de l gen EPA1 en las cepas de C. glabrata por PCR en Tiempo Real, utilizando SY BER® Green. La lectura se realizó en el cana l verde. NTC= No Control Templado; Control Positivo= C.glabrata (ATCC 155455). EPA 1 Fotografia 15. Curva de fusión (Melting point) de la corrida del gen EPA 1 35 " " '" "' ••• "' o "" , z "' "' 03 "' "' "" Thres m Control positivo--,~ 10 15 20 25 :Il 35 40 q<- Fotografía 16. Detección de la expres ión del ge n EPA 7 en las cepas de C. glabrata por PCR en Tiempo Rea l, utili zando SYBER® Green. La lectura se realizó en el canal verde. NTC= No Control Templado; Control Pos itivo= C.glabrata ( ATCe 155455). EPA 7 ,. Productos espedficos Fotografía 17. CUf'/ a de fusión (Mell ing poinl ) de la corrida del gen EPA 7. Los productos espec íficos muestran una temperatura más alta que los productos inespec íflcos. 1I 36 055 Fotografía 18. Detección de la expresión del gen EPA 9 en las cepas de C. glabrata por PCR en Tiempo Real, ut ilizando SYBER® Green. La lectura se realizó en el canal verde. NTC= No Control Templado; Control Positivo= C.glabrata ( ATCC 155455). 4.0 " EPA 9 " " ~ 20 Productos especificos 1.5 , .• " 00 " . ", Fotografía 19. Curva de fus ión (Me lting po int) de la corrida del gen EPA 9. Los productos específicos muestran una temperatura más alta que los produc tos inespecíficos . 37 '" " u " o." Control positivo o., "' "' Thresl10 kl NTe 00 Fotografía 20. Detección de la expresión del gen EPA 13 en las cepas de C. glabrata por PCR en Tiempo Rea l, utiliza ndo SY BER(R) Green. La lectura se rea lizó en el canal verde NTC= No Control Templado; Control Pos itivo= Cglabrata (ATCC 155455). EPA 13 Fotografía 21. Curva de fusión (Mell ing point) de la corrida del gen EPA 13. Los productos espec íficos muestran una temperatura más alta que los productos inespec íficos. 38 '" Fotografía 22. Detección de la expresión del gen PWP7 en las cepas de e glabrata por PCR en Tiempo Real, utilizando SYBER® Green. La lectura se realizó en el canal verde. NTC= No Control Templado: Control Posit ivo= C.glabrata ( ATCC 155455). PWP7 Productos especificos O" • Fotografía 23. Curva de fusión (Mell ing point) de la corrida del gen PWP7. Los productos espec íficos muestran una temperatura más alta que los productos inespec íficos. 39 i NTe JI Fotografía 24. Detección de la expres ión del gen AED2 en las cepas de C. glabrata por PCR en Tiempo Real, utilizando SYBER® Green. La lectu ra se reali zó en el canal verde. NTC= No Control Templado; Control Posit ivo= Cglabrata (ATCe 155455). A ED2 Fotografía 25. Curva de fus ión (Melting point) de la corrida del gen AED2. Los productos espec íficos muestran una temperatura más alta que los productos inespecíficos. 40 41 7. DISCUSIÓN 7.1 Análisis de los pacientes estudiados con candidosis oral. En este estudio se analizaron 40 cepas del género Candida aisladas de pacientes con candidosis oral (22 mujeres y 18 hombres, Gráfica 1), dentro de las cuales treinta y nueve pertenecieron a la especie de C. glabrata (Figura 1 y 2). Se ha descrito que C. albicans es el agente causal responsable del 80% de los casos de candidosis oral, mientras el 20% son ocasionadas por otras especies como C. glabrata, C. krusei, C. parapsilosis entre otras (Furneri, 2008). Arevalo en un estudio realizado en 1989 encontró que C. albicans fue la especie más frecuente en infecciones orales (78.7%), seguido por C. tropicalis (8,1 %), C. parapsilosis (5,4 %) y C. glabrata (5.3 %). Estosresultados nos hacen suponer que en un período de 10 años ha ocurrido una disminución de la frecuencia de C. albicans en la candidosis oral, mientras que la frecuencia de otras especies como C. glabrata se han incrementado, Rueda et al., (2011) realizaron un estudio en donde analizaron los cultivos orales de 149 individuos (32 mujeres), encontrando en el 38.3% (n=57) de ellos alguna especie del género Candida, dentro las cuales la especie más frecuente fue C. albicans seguida por C. glabrata. La candidosis oral es una infeccion causada por hongos del genero Candida (Gamboa et al., 2006). La colonización de la cavidad oral por especies de Candida ha sido definida como la adquisición y el mantenimiento del microorganismos sin signos clínicos, esta colonización ha sido asociada a la presencia de caries, mala higiene bucal, uso de prótesis dentales, maloclusión, entre otros (Martins et al., 2010). Diversos factores se han asociado al incremento de las candidosis orales, tales como, SIDA, cáncer, diabetes, leucemia, extremos de la edad (niños y ancianos), utilización de antibioticos de amplio espectro, quimioterapias, terapias en cuidados intensivos, trasplantes de órganos y síndromes metabólicos (Pfaller et al., 2007). En la población en general, se han reportado porcentajes de portadores asintomácos de Candida del 17 al 75% (Jaimes et al., 2008). En la cavidad oral, 42 Candida albicans ha sido la especie más frecuentemente reportada (47-75% de las levaduras aisladas). Asimismo, otras especies también han sido idenficadas, como son C. glabrata, C. parapsilosis, C. krusei, C. tropicalis, C.dubliniensis y Candida guillermondii (Rueda et al., 2011) . 7.2 Identificación de los genes de la Familia EPA, AED2, PWP7 y ACT1 por PCR convencional en las cepas de Candida glabrata. La patogenicidad de C. glabrata se debe a los diferentes factores de virulencia que posee, entre los que se encuentra la familia de genes EPA (Epithelial Adhesin) que codifican para adhesinas con afinidad para las células epiteliales de mamífero in vitro (Castaño et al., 2005). En este estudio se encontró que Los genes de la familia EPA detectados con mayor frecuencia fueron EPA 3 (100%, n=35) (Fotografía 4), EPA 7 (94.8%, n=37) (Fotografía 5), EPA 1 (89.7%, n=35) ( Fotografía 3), EPA 11 (89.7%, n=35) (Fotografía 7), EPA 15 (89.7%, n=35) (Fotografía 9), EPA 9 (87.1%, n=34) (Fotografía 6) y EPA 13 (58.9%, n=23) (Fotografía 8). En C. glabrata las únicas proteínas de adhesión son las Epa, mientras que en C. albicans se enceuntran las proteínas Als (Hoyer, 2001), Hwp1 (Staab et al., 1999) y Eap1 (Li & Palecek, 2003). Se ha descrito que Epa1 es un miembro de una gran clase de proteínas de la pared celular anclado a glicosilfosfatidilinositol (GPI-CWP) encontrado en diversas especies de hongos, incluyendo Saccharomyces cerevisiae, C. glabrata, C. albicans, y Aspergillus fumigatus (Brul et al., 1997; Kapteyn et al., 2000; Klis et al., 2001). En C. glabrata Epa1 es la proteína más importante de la adhesión in vitro en cultivos de células epiteliales humanas (Cormack et al., 1999). Alejandro De Las Peñas et al., (2003) demostraron que los genes EPA6, EPA7 y EPA1 codifican para adhesinas capaces de mediar la adherencia a las células epiteliales, lo cual representó la primera evidencia de que la familia EPA participa en la adhesión celular a células epiteliales. Recientemente Zupancic et al., (2008) describieron que Epa1 y Epa7 también contribuyen a la adherencia a las células endoteliales. 43 En este estudio los genes de adhesión a células endoteliales identificados con mayor frecuencia fueron PWP7 (Fotografía 10) y AED 2 (Fotografía 11) con el 100%, en cada caso (n=39), mientras que ACT 1 se identificó en el 92.3% (n=36). Se ha descrito la participación de las proteínas Pwp7 y Aed2 de C. glabrata en la adhesión a células endoteliales in vitro (Castaño et al 2005). Como ya mencionamos, AED2 es importante para la adhesión de las células endoteliales en humanos, lo que constituye un importante factor de patogenicidad para las infecciones sistémicas ocasionadas por C. glabrata ( Desai et al., 2011). Recientemente se reportó que PWP7 y AED1 poseen un largo intragénico Tándem de secuencias repetidas con un rango de tamaño de 132 a 195 nucleótidos. Pwp7p y Aed1p contienen un conservado “SHITT” de secuencias repetidas, de 5 para Pwp7 y de 6 veces para Aed1p. El tamaño de las repeticiones del tándem es diferente en PWP7 (195 nucleótidos cada repetición) y AED1 (132 nucleótidos cada repetición). No hay ningunas repeticiones de tándem “SHITT” en Aed2p. A causa de su tamaño, dieron a estas secuencias de repetición de tándem el nombre “megasatélites” y como se describió, están presentes sólo en C. glabrata y su pariente de levadura más cercano Kluyveromyces delphensis (Rolland et al., 2010; Thierry et al., 2008). De modo interesante, estas secuencias de repetición son encontradas sólo en genes que codifican para proteínas de la pared celular, sugiriendo que ellas pueden tener un rol en la adherencia y patogenicidad (Thierry et al., 2008; Thierry et al., 2010). 7.3 Identificación por PCR convencional de los genes que confieren resistencia a los azoles en las cepas de Candida glabrata. En este estudio se encontró que los genes CgPDR1 y CgPDH1 que codifican para la resistencia a los azoles (Tabla 12 y Fotografías 12 y13), estuvieron presentes en todas las cepas (n=39,100%) de Candida glabrata. Se ha descrito que los mecanismos de la elevada resistencia a los azoles en C. glabrata se debe a la sobreexpresión constitutiva de las proteínas transportadoras ABC (ATP- 44 binding cassette) que funcionan como bombas de flujo, y las cuales son codificadas por los genes CDR1 (CgCDR1), CgPDH1, y CgSNQ2 . Caudle et al., 2010 demostró que el gen CgPDR1 regula diversos grados de expresión de los genes transportadores ABC (CgCDR1, CgPDH, y CgSNQ2). La elevada frecuencia de los genes que codifican para resistencia a los azoles encontrada en este estudio en las cepas de C. glabrata, podría deberse al uso indiscriminado de los azoles, en cuyo caso las cepas se han seleccionado como resistentes, debido probablemente a mutaciones del gen CgPDR1. Estos resultados ponen de manifiesto que en México ha ocurrido un notable incremento de cepas de C. glabrata portadoras de genes que codifican para la resistencia a los azoles, por lo que se considera importante utilizar otros antifúngicos para tratar las candidosis orales por este tipo de hongos. 7.4 Identificación de las diferentes combinaciones de los genes de adhesión y de resistencia a los azoles en las cepas de C. glabrata. En este estudio se encontraron 13 patrones distintos de asociación de los genes de adhesión, de ACT 1 y de los marcadores de resistencia a los azoles en las cepas de C. glabrata estudiadas (Tabla 13), dentro de los cuales el patrón No. 1 conformado por 12 genes (EPA 1, EPA 3, EPA 7, EPA 9, EPA 11, EPA 13, EPA 15, ACT 1, PWP7, AED2, CgPDR1 y CgPDH1) se encontró en 12 cepas. Estos resultados reflejan que las cepas de C. glabrata estudiadas podrían presentar diversos perfiles de expresión durante el proceso de infección de la candidosis oral, por lo que suponemos que las cepas con más marcadores de virulencia podrían ser más patógenas para los pacientes, en donde los procesos infecciosos podrían volverse crónicos, debido a la elevada frecuencia de los genotipos que codifican para la resistencia a los azoles. 45 7.5 Determinación de la expresión de los genes de adhesión en las cepas de C. glabrata utilizando un modelo in vitro de epitelio oral. Con el propósito de determinar la expresión de los genes de adhesión utilizando un modelo in vitro de epitelio humano oral, se seleccionaron 26 cepas de Candida glabrata portadoras de la mayoríade los genes de virulencia. El 100% (n=26) de las cepas de C. glabrata expresó los genes EPA 7 (Tabla 17 y fotografía 14 y 15), EPA 13 (Fotografía 20 y 21), PWP7 (Fotografía 22 y 23) y AED2 (Fotografía 24 y 25), el 96.1% (n=25) EPA 9 (Fotografía 18 y 19), 34.6% (n= 9) ACT1 (Fotografía 26 y 27) y finalmente el 11.5% EPA 1 (n=3) (Fotografía 14 y 15 ), mientras que los genes EPA 3, EPA 15 y EPA 16 no se expresaron. Se ha descrito que EPA 1 es el principal gen de adhesión a la células epiteliales de 45mamífero in vitro (Castaño et al., 2005), sin embargo en este estudio solamente tres cepas fueron capaces de expresarlo (11.5%, Fotografía 14 y 15). Este hecho puede deberse a que se ha descrito que EPA1 es débilmente transcrito en la fase estacionaria de crecimiento, en donde probablemente se encontraban nuestras células, por consiguiente, se ha reportado que las células de C. glabrata en la fase estacionaria no son adherentes a una variedad de células epiteliales (Lec2 células, así como a células HeLa, células A498 y células T24) (Castaño et al., 2005). Los resultados también concuerdan con los resultados de Kaur y col. (2007), quienes describieron que EPA 1 se expresa principalmente a las 3 horas y empieza a disminuir a las 6 horas. Se ha reportado que al menos 4 telómeros en C. glabrata (los genes EPA1-7), están sujetos a silenciamiento subtelomérico controlado por los genes SIR, RAP1 y RIF1 (Castaño et al., 2005; De Las Peñas et al., 2003). Se ha reportado que mutantes en estos genes eliminan el silenciamiento subtelomérico, y las células se tornan hiperadherentes debido a que se expresan varios genes EPA. Estas mutaciones probablemente pueden encontrarse en las cepas de C. glabrata, estudiadas, debido a que los genes EPA7, EPA9 y EPA13 (Fotografías 14, 18 y 20, respectivamente) fueron capaces de expresarse in vitro, después de la infección del epitelio oral humano. 46 Por otro lado los genes PWP7 (Fotografía 22) y AED2 (Fotografía 24) fueron capaces de expresarse en todas las cepas estudiadas (n=26) después de la infección del epitelio. Aunque es bien conocido que estos genes tienen afinidad para las células endoteliales (Desai et al., 2011), y la subsecuentes infecciones sistémicas, en este trabajo se demostró que estos marcadores genéticos también se expresan durante infecciones a células epiteliales. 47 8. CONCLUSIONES 1. En este estudio se encontró que Candida glabrata fue la especie aislada con más frecuencia de los pacientes no inmunocomprometidos con candidosis oral. 2. Los genes de la familia EPA detectados con mayor frecuencia en las cepas de C. glabrata fueron EPA 3, EPA 7, EPA 1, EPA 11, EPA 15 y EPA 9. 3. Todas las cepas de C. glabrata fueron portadoras de los genes PWP7 y AED2 que codifican para adhesión a células endoteliales y de los marcadores CgPDR1 y CgPDH1 que codifican para resistencia a los azoles. 4. Las cepas de C. glabrata presentaron diferentes patrones de combinaciones de marcadores de virulencia y de resistencia a los azoles. 5. En este estudio se demostró que la mayoría de las cepas de C. glabrata fue capaz de expresar los genes EPA 7, EPA 13, PWP7, AED2 y EPA 9 después de la infección in vitro del epitelio oral humano. 48 9. LITERATURA CITADA 1. Aguirre JM. 2002 “Candidiasis orales”. Rev. Iberoam Micol, 19: 17-21pág. 2. Buitrón GF, Javier AS. 2009. Candida glabrata: un oportunista emergente en vulvovaginitis 77, No. 6. 455-460. 3. Carmody T, Kane K. 1986. Torulopsis (Candida) glabrata endocarditis involving a bovinepericardial xenograft heart valve. Heart Lung 15:40-42. 4. Castaño I, Cormack B, De Las Peñas A. 2006 Virulencia del hongo patógeno oportunista Candida glabrata. Rev Lat Microbiol 48: 66-69. 5. Castaño I, Pan SJ, Zupancic M, Hennequin C, Dujon B, Cormack BP. 2005. Telomere length control and transcriptional regulation of subtelomeric adhesins in Candida glabrata. Telomere length control and transcriptional regulation of subtelomeric adhesins in Candida glabrata. Mol Microbiology 55:1246–1258. 6. Castañón LR. 2012. Candidiasis o candidosis”, UNAM. Disponible en http://www.facmed.unam.mx/deptos/microbiologia/micologia/candidosis.html http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Casta%C3%B1o%20I%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15686568 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Pan%20SJ%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15686568 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Zupancic%20M%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15686568 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Hennequin%20C%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15686568 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Dujon%20B%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15686568 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Cormack%20BP%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15686568 http://www.facmed.unam.mx/deptos/microbiologia/micologia/candidosis.html 49 7. Castrillón RE. y col. 2005 Factores de virulencia en Candida sp. Dermatología Rev. Mex. Volumen 49, Núm. 1. 8. Desai C, Mayrianos J, Chauhan N. 2011. Candida glabrata Pwp7p and Aed1p are required for Adherence to Human Endothelial Cells. FEMS Yeast Res; 11: 595–601). 9. De Las Peñas A, Shih-Jung P, Castaño I, Alder J. Cregg, R. and Brendan P. Cormack.2003. Virulence-related surface glycoproteins in the yeast pathogen Candida glabrata are encoded in subtelomeric clusters and subject to RAP1- and SIR-dependent transcriptional silencing. Genes & Development 17:2245– 225). 10. Domergue R, Castano I, De Las Peñas A, Zupancic M, Lockatell V, Hebel JR, Johnson D. and Cormack BP. 2005 Nicotinic acid limitation regulates silencing of Candida adhesins during UTI. Science 308: 866-870. 11. Ferrari S y col. 2009. . Gain of function mutations in CgPDR1 of Candida glabrata not only mediate antifungal resistance but also enhance virulence. PLoS Pathog. 5:e1000268. 12. Fidel PL, Vázquez JA, Sobel D. 1999. Candida glabrata: review of epidemiology pathogenesis, and clinical disease with comparison to C. albicans. Clin Microbiol Rev. 12: 80-96. 13. Iraqui I, Garcia-Sanchez S, Aubert S, Dromer F, Ghigo JM. 2005. The Yak1p kinasecontrols expression of adhesins and biofilm formation in Candida glabrata in a Sir4p-dependent pathway. Mol Microbiol 55: 1259-1271. 50 14. Kaur R, Castano I and Cormack BP. 2004. Functional genomic analysis of fluconazole susceptibility in the pathogenic yeast Candida glabrata: roles of calcium signaling and mitochondria. Antimicrob. Agents Chemother. 48:1600- 1613. 15. López C, Giro L, Ramos L, Ramadán S y Bulacio L .2005. Comparación de diferentes métodos para la identificación de especies del género Candida Rev. argent. microbiol. v.37 n.1 Ciudad Autónoma de Buenos Aires ene. mar. 16. Martinez M, Henriques M, Ribeiro AP, Fernandes R, Goncalves V, Seabra A, et al. 2010. Oral Candida carriage of pa,ents aJending a dental clinic in Braga, Portugal. Rev Iberoam Micol; 27(3):119-24. 17. Miyazaki H, Miyazaki Y, Geber A. 1998. Fluconazole resistance associated with drug efflux and increased transcription of a drug transporter gene, PDH1, in Candida glabrata. Antimicrob Agents Chemother. 42:1695–170. 18. Rippon JW. 1988. Infecciones oportunistas. Levaduras: Candidiasis y levaduras patógenas. Tratado de Micología Médica. 3ª edición. Interoamericana McGraw-Hill. pp 574-628. 19. Rueda Gordillo F, Hernández Solís SE, Ordoñez Sánchez W, Villamil Urzaiz JL, Godoy Montañez CC. Portadores de Candida oral en pacientes atendidos en una clínica dental de Tabasco, México. Rev Odontol Latinoam 2011; 3(2): 45-48. http://www.imbiomed.com.mx/1/1/articulos.php?method=showDetail&id_articulo=80610&id_seccion=3711&id_ejemplar=7967&id_revista=225 http://www.imbiomed.com.mx/1/1/articulos.php?method=showDetail&id_articulo=80610&id_seccion=3711&id_ejemplar=7967&id_revista=22551 20.Torelli R, Posteraro B, Ferrari S, La Sorda M, Fadda G, Sanglard D y Sanguinetti M. 2008. The ATP-binding cassette transporter-encoding gene CgSNQ2 is contributing to the CgPDR1-dependent azole resistance of Candida glabrata. Mol. Microbiol. 68:186–201. 21. Torres J M, Brito A, Mendoza M, Fernandez A, Diaz E. 2008. Deteccion of Candida dubliniensis in pa,ents with candidiasis in Caracas, Venezuela. Rev Iberoam Micol 2006;23(2):81-4. Un patógeno emergente. Control de Calidad SEMC. http://www.seimc.org/control/ revi_Mico/cglabra.htm. 22. Vermitsky J P., et al. 2006. Pdr1 regulates multidrug resistance in Candida glabrata: gene disruption and genome-wide expression studies. Mol. Microbiol. 61:704–722. . http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Torelli%20R%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=18312269 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Posteraro%20B%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=18312269 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Ferrari%20S%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=18312269 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=La%20Sorda%20M%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=18312269 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Fadda%20G%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=18312269 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Sanglard%20D%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=18312269 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Sanguinetti%20M%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=18312269 Portada Índice Resumen 1. Introducción 2. Antecedentes 3. Objetivo General 4. Justificación 5. Material y Métodos 6. Resultados 7. Discusión 8. Conclusiones 9. Literatura Citada
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