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Regulación de homeostasis del zinc y virulencia en hongos patógenos de animales

Aunque no lo parezca, los tejidos y órganos animales son ambientes muy difíciles de ser colonizados por microorganismos no patógenos porque, a diferencia de los patógenos, no están capacitados para obtener nutrientes esenciales a partir del hospedador, así como para eludir o contrarrestar la respuesta inmune innata de éste.

La biodisponibilidad de metales esenciales (ej. zinc) en los tejidos vivos es extremadamente baja debido a que más del 99,999% de los cationes de Zn2+ se encuentran fuertemente unidos a diversas clases de proteínas animales. Además, Aspergillus fumigatus (Fig. 1), que es el microorganismo empleado como modelo de hongos filamentosos patógenos en nuestro laboratorio, es capaz de eludir la inmunidad nutricional impuesta por el sistema inmune innato del hospedador gracias a su capacidad para sustraer cationes de Zn2+ de los tejidos vivos. Precisamente, ésta es una de las principales razones que permiten a Aspergillus fumigatus crecer en las vías respiratorias pulmonares de individuos susceptibles y, finalmente, invadir el parénquima pulmonar, causando una infección conocida como Aspergilosis Pulmonar Invasora (API) (Fig. 2). Más aún, A. fumigatus es incluso capaz de invadir los vasos sanguíneos pulmonares y diseminarse por el torrente sanguíneo (Fig. 3), lo que le permite llegar a todos los órganos, estableciéndose preferentemente en aquellos con mayor contenido en zinc, tales como el cerebro y corazón. A esta etapa de la enfermedad se la conoce como Aspergilosis Diseminada (AD). Se estima que el 5-30% de las personas inmunosuprimidas padecen API/AD y que la tasa de mortalidad es del 50-95%, incluso entre pacientes que han recibido el correspondiente tratamiento antimicótico.

La investigación de nuestro grupo está orientada a comprender, a nivel molecular, el mecanismo regulador de homeostasis del zinc en Aspergillus fumigatus (Fig. 4), y de qué manera ésta regulación se encuentra influenciada y/o modulada por otros nutrientes o factores ambientales, con el fin de utilizar estos conocimientos para diseñar una nueva estrategia terapéutica para controlar el crecimiento del hongo en las personas infectadas de una manera mucho más rápida y eficaz de lo que se logra con los tratamientos convencionales. En este sentido, varias pruebas de concepto que hemos realizado en colaboración con otros investigadores han avalado la validez y viabilidad de desarrollar un tratamiento antimicótico basado en interferir con la homeostasis fúngica del zinc.

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Miembros del grupo

José Antonio Calera Abad Investigador principal, Profesor Titular (USAL)
Fernando Leal Investigador, Catedrático (USAL)
Laura Marín Vinader Técnico Superior Especializado
Clara Inés Sánchez Suárez Estudiante de Doctorado
Patricia Caballero Fiz Estudiante de Grado

Contacto

José Antonio Calera Abad jacalera@usal.es
923294891
Laboratorio 1.10

Publicaciones recientes

Nuestras últimas publicaciones...
Vicentefranqueira R, Leal F, Marín L, Sánchez CI, Calera JA. (2019).
The interplay between zinc and iron homeostasis in Aspergillus fumigatus under zinc-replete conditions relies on the iron- mediated regulation of alternative transcription units of zafA and the basal amount of the ZafA zinc- responsiveness transcription factor.
Environ Microbiol. (https://doi.org/10.1111/1462-2920.14618)
Vicentefranqueira R, Amich J, Marín L, Sánchez CI, Leal F, Calera JA. (2018).
The transcription factor ZafA regulates the homeostatic and adaptive response to zinc starvation in Aspergillus fumigatus.
Genes 9:318 (https://doi.org/10.3390/genes9070318)
Todas las publicaciones anteriores del grupo se pueden encontrar en el siguiente enlace: ORCID: 0000-0002-7305-4080

Proyectos de investigación

Consejería de Educación de la Junta de Castilla y León Regulación de homeostasis del zinc en el hongo patógeno humano Aspergillus fumigatus. SA020G18.
Proyecto vigente hasta el diciembre de 2020