Evaluación de la supervivencia y replicación intracelular de cepas mutantes de Histoplasma capsulatum para el gen ZRT2 relacionado con la obtención de zinc
Introducción: Histoplasma capsulatum es un hongo intracelular facultativo capaz de sobrevivir al interior de los macrófagos, donde este fagocito restringe la disponibilidad de zinc como un mecanismo de defensa, conocido como “inmunidad nutricional”; para contrarrestar este mecanismo, el hongo activa...
- Autores:
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Villegas Correa, Samantha
Monsalve, Ana Gabriela
- Tipo de recurso:
- Article of investigation
- Fecha de publicación:
- 2025
- Institución:
- Universidad de Antioquia
- Repositorio:
- Repositorio UdeA
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- Palabra clave:
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Introducción: Histoplasma capsulatum es un hongo intracelular facultativo capaz de sobrevivir al interior de los macrófagos, donde este fagocito restringe la disponibilidad de zinc como un mecanismo de defensa, conocido como “inmunidad nutricional”; para contrarrestar este mecanismo, el hongo activa mecanismos de obtención de metales como el transportador ZRT2, potencialmente clave para su persistencia intracelular. Objetivo: Evaluar la supervivencia y replicación intracelular de cepas mutantes de H. capsulatum para el gen ZRT2, implicado en la obtención de zinc, utilizando un modelo in vitro con macrófagos activados por citoquinas. Materiales y métodos: Se generaron cepas mutantes (PTS1222) mediante edición génica por el sistema CRISPR/Cas9 y se compararon con cepas silvestres (WT). Se analizó la expresión de ZRT2 mediante qPCR en condiciones basales, con la adición de zinc exógeno, ZnSO₄ (5 µM y 10 µM), y un quelante de zinc, TPEN (ácido N,N,N′,N′-tetrakis(2-piridilmetil)-1,2-ethanediamine). La supervivencia intracelular se evaluó tras infectar macrófagos activados con IFN-γ (50 ng/ml), a través del conteo de unidades formadoras de colonia (UFC) a las 24 y 48 horas. Resultados: La cepa PTS1222 mostró una reducción significativa (~50 %) en la expresión de ZRT2 y una respuesta atenuada a TPEN y suplementación de zinc (P < 0.05). Además, presentaron menor supervivencia intracelular frente a la cepa WT en los tiempos evaluados (P < 0.001). Conclusiones: Este estudio aporta evidencia del papel del gen ZRT2 en la fisiopatología de H. capsulatum y su adaptación a condiciones de inmunidad. Los hallazgos resaltan el valor de integrar herramientas genéticas, inmunológicas y moleculares para comprender los mecanismos que sustentan su capacidad infectiva. |
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Materiales y métodos: Se generaron cepas mutantes (PTS1222) mediante edición génica por el sistema CRISPR/Cas9 y se compararon con cepas silvestres (WT). Se analizó la expresión de ZRT2 mediante qPCR en condiciones basales, con la adición de zinc exógeno, ZnSO₄ (5 µM y 10 µM), y un quelante de zinc, TPEN (ácido N,N,N′,N′-tetrakis(2-piridilmetil)-1,2-ethanediamine). La supervivencia intracelular se evaluó tras infectar macrófagos activados con IFN-γ (50 ng/ml), a través del conteo de unidades formadoras de colonia (UFC) a las 24 y 48 horas. Resultados: La cepa PTS1222 mostró una reducción significativa (~50 %) en la expresión de ZRT2 y una respuesta atenuada a TPEN y suplementación de zinc (P < 0.05). Además, presentaron menor supervivencia intracelular frente a la cepa WT en los tiempos evaluados (P < 0.001). Conclusiones: Este estudio aporta evidencia del papel del gen ZRT2 en la fisiopatología de H. capsulatum y su adaptación a condiciones de inmunidad. Los hallazgos resaltan el valor de integrar herramientas genéticas, inmunológicas y moleculares para comprender los mecanismos que sustentan su capacidad infectiva.Introduction: Histoplasma capsulatum is a facultative intracellular fungus capable of surviving inside macrophages, where this phagocyte restricts zinc availability as a defense mechanism known as "nutritional immunity." To counteract this response, the fungus activates metal acquisition systems such as the ZRT2 transporter, which is potentially crucial for its intracellular persistence. Objective: To evaluate the intracellular survival and replication of H. capsulatum ZRT2 gene mutant strains, involved in zinc acquisition, using an in vitro model with cytokine-activated macrophages. Materials and Methods: Mutant strains (PTS1222) were generated through CRISPR/Cas9 gene editing and compared with wild-type (WT) strains. ZRT2 expression was analyzed by qPCR under basal conditions, with the addition of exogenous zinc, ZnSO₄ (5 µM and 10 µM), and a zinc chelator, TPEN (N,N,N′,N′-tetrakis(2-pyridylmethyl)-1,2-ethanediamine). Intracellular survival was assessed by infecting IFN-γ (50 ng/ml)-activated macrophages and measuring colony-forming units (CFUs) at 24 and 48 hours. Results: The PTS1222 strain showed a significant reduction (~50%) in ZRT2 expression and an attenuated response to TPEN and zinc supplementation (P < 0.05). Moreover, these mutants exhibited decreased intracellular survival compared to the WT strain at both time points (P < 0.001). Conclusions: This study provides evidence of the role of the ZRT2 gene in the pathophysiology of H. capsulatum and its adaptation to immune-mediated stress. The findings highlight the value of integrating genetic, immunological, and molecular tools to understand the mechanisms underlying its infective capacity.MicologíaInmunologíaCOL0126131PregradoMicrobiólogo y Bioanalista21 páginasapplication/pdfspaUniversidad de AntioquiaMicrobiología y BioanálisisMedellín, ColombiaEscuela de MicrobiologíaCampus Medellín - Ciudad Universitariahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAttribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 Internationalhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Evaluación de la supervivencia y replicación intracelular de cepas mutantes de Histoplasma capsulatum para el gen ZRT2 relacionado con la obtención de zincArtículo de investigaciónhttp://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1http://purl.org/redcol/resource_type/ARTTexthttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceinfo:eu-repo/semantics/otherinfo:eu-repo/semantics/draftMittal J, Ponce MG, Gendlina I, Nosanchuk JD. Histoplasma Capsulatum: Mechanisms for Pathogenesis. Curr Top Microbiol Immunol. 2019;422:157-191.Colombo AL, Tobón A, Restrepo A, Queiroz‐Telles F, Nucci M. Epidemiology of endemic systemic fungal infections in Latin America. Med Mycol. 2011 Nov;49(8):785-98.Sepúlveda VE, Williams CL, Goldman WE. Comparison of phylogenetically distinct Histoplasma strains reveals evolutionarily divergent virulence strategies. mBio. 2014;5(4):e01376-14.Dade J, DuBois JC, Pasula R, Donnell AM, Caruso JA, Smulian AG, Deepe GS Jr. HcZrt2, a zinc responsive gene essential for survival of Histoplasma capsulatum within the host. Med Mycol. 2016 Nov;54(8):865-75.Kujoth GC, Sullivan TD, Merkhofer R, Lee TJ, Wang H, Brandhorst T, Wüthrich M, Klein BS. CRISPR/Cas9-Mediated Gene Disruption Reveals the Importance of Zinc Metabolism for Fitness of the Dimorphic Fungal Pathogen Blastomyces dermatitidis. mBio. 2018 Apr 3;9(2):e00412-18.Joehnk B, Maffei CM, Foderaro JE, Sil A. 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