Etude des mécanismes impliqués dans la formation de biofilms par la levure Candida albicans
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Abstract EN:
The fungal pathogen Candida albicans forms therapeutically challenging biofilms on biomedical implants. To better understand the mechanisms of biofilm formation, we studied a number of genes expressed preferentially in this condition. Among them, the TYE7 gene encodes a transcriptional activator of glycolytic genes during both planktonic and biofilm growth and is required for the biofilm cohesiveness, limiting hyphal overproduction triggered by the hypoxic environment created within these biofilms. Indeed, inhibition of glycolysis or ATP synthesis using oxalate or an uncoupler, respectively, triggered morphogenesis when a wild-type strain was grown under hypoxia and induced the formation of weakly cohesive and hyperfilamentous biofilms, similar to TYE7 inactivation. Our data indicate that the biofilm creates a hypoxic environment and that activation of glycolysis genes in response to hypoxia increases the glycolytic flux and ATP production compensating defects of the respiratory chain due to oxygen deficiency. In C. Albicans, hyphal production in biofilms can be a process of escape to the unfavorable hypoxic atmosphere elicited during biofilm maturation. Phenotypic characterization of 670 strains deleted for other genes of interest paves the way for a better understanding of the cellular mechanisms necessary for this adaptation.
Abstract FR:
La levure pathogène humaine Candida albicans est capable de former des biofilms, notamment sur les implants médicaux, ce qui lui confère une résistance accrue aux traitements antifongiques. Pour mieux comprendre les mécanismes de formation de ces biofilms, nous nous sommes intéressés à un certain nombre de gènes s’exprimant préférentiellement dans cette condition. Parmi eux, le gène TYE7 code un activateur transcriptionnel des gènes de la glycolyse tant en conditions planctoniques qu’en biofilms et est requis pour leur cohésion, en limitant l'hyperproduction hyphale déclenchée par l'environnement hypoxique constitué au sein de ces biofilms. En effet, l'inhibition de la glycolyse ou de la synthèse d'ATP par l'oxalate ou un découpleur, respectivement, déclenche la morphogenèse chez une souche sauvage en atmosphère hypoxique et induit la formation de biofilms hyperfilamenteux et peu cohésifs, de la même façon qu'une souche délétée pour TYE7. Ces résultats indiquent que le biofilm génère un environnement hypoxique et que l'activation des gènes de la glycolyse en réponse à l'hypoxie permet d'augmenter le flux glycolytique et la production d'ATP par cette voie pour compenser les défauts de la chaîne respiratoire liés à la carence en oxygène. Chez C. Albicans, la production hyphale dans les biofilms peut constituer un processus d'échappement à l'atmosphère hypoxique défavorable occasionnée lors de la maturation du biofilm. L'étude phénotypique de nombreuses souches délétées pour d'autres gènes d'intérêt ouvre la voie vers une compréhension plus détaillée des mécanismes cellulaires nécessaires à cette adaptation.