1. Membrane protective role of autophagic machinery during infection of epithelial cells by Candida albicans
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Pierre Lapaquette, Amandine Ducreux, Louise Basmaciyan, Tracy Paradis, Fabienne Bon, Amandine Bataille, Pascale Winckler, Bernhard Hube, Christophe d’Enfert, Audrey Esclatine, Elisabeth Dubus, Marie-Agnès Bringer, Etienne Morel, Frédéric Dalle, Procédés Alimentaires et Microbiologiques [Dijon] (PAM), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Laboratoire de parasitologie mycologie (CHU de Dijon), Centre Hospitalier Universitaire de Dijon - Hôpital François Mitterrand (CHU Dijon), Plateforme d'Imagerie Cellulaire [Dijon] (CellImaP), Université de Bourgogne (UB)-IFR100 - Structure fédérative de recherche Santé-STIC, Procédés Microbiologiques et Biotechnologiques (PMB), Procédés Alimentaires et Microbiologiques (PAM), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Procédés Alimentaires et Microbiologiques [Dijon] (PAM), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Dispositif Inter-régional d'Imagerie Cellulaire [Dijon] (DImaCell), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Ingénierie et biologie cellulaire et tissulaire (IBCT (ex IFR133)), Centre Hospitalier Régional Universitaire de Besançon (CHRU Besançon)-Etablissement français du sang [Bourgogne-Franche-Comté] (EFS BFC)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Besançon (CHRU Besançon)-Etablissement français du sang [Bourgogne-Franche-Comté] (EFS BFC)-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Agroécologie [Dijon], Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Leibniz Institute for Natural Product Research and Infection Biology (Hans Knoell Institute), Friedrich-Schiller-Universität = Friedrich Schiller University Jena [Jena, Germany], Biologie et Pathogénicité fongiques - Fungal Biology and Pathogenicity (BPF), Institut Pasteur [Paris] (IP)-Université Paris Cité (UPCité)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre des Sciences du Goût et de l'Alimentation [Dijon] (CSGA), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC), Institut Necker Enfants-Malades (INEM - UM 111 (UMR 8253 / U1151)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), This work was supported by the Regional Council of Bourgogne – Franche Comté, the 'Fonds Européen de DEveloppement Régional (FEDER), the Institut Carnot Qualiment, the University of Burgundy and the Hôpital du Bocage, Dijon, France. This work was supported by grants from the Agence Nationale de la Recherche (KANJI, ANR‐08‐MIEN‐ 033‐01) and a BIOASTER‐Sanofi‐Alliance pour les Sciences de la Vie et de la Santé (AVIESAN) joint program (Candida ‐ BAP110) to Frederic Dalle and Christophe d’Enfert., ANR-08-MIEN-0033,KANJI,Colonisation et invasion de la muqueuse digestive par le champignon pathogène de l'homme Candida albicans(2008), Centre Hospitalier Régional Universitaire de Besançon (CHRU Besançon)-Etablissement français du sang [Bourgogne-Franche-Comté] (EFS [Bourgogne-Franche-Comté])-Université de Franche-Comté (UFC), Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] (UBFC)-Centre Hospitalier Régional Universitaire de Besançon (CHRU Besançon)-Etablissement français du sang [Bourgogne-Franche-Comté] (EFS [Bourgogne-Franche-Comté])-Université de Franche-Comté (UFC), Dijon, Institut Agro, and Maladies Infectieuses et environnement - Colonisation et invasion de la muqueuse digestive par le champignon pathogène de l'homme Candida albicans - - KANJI2008 - ANR-08-MIEN-0033 - MIE - VALID
- Subjects
Microbiology (medical) ,autophagy ,Gastroenterology ,RC799-869 ,[SDV.BC.IC] Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology/Cell Behavior [q-bio.CB] ,Diseases of the digestive system. Gastroenterology ,lysosomal exocytosis ,[SDV.MP.MYC] Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Mycology ,Microbiology ,epithelial cells ,plasma membrane damage ,Infectious Diseases ,[SDV.MHEP.MI]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Infectious diseases ,[SDV.BC.IC]Life Sciences [q-bio]/Cellular Biology/Cell Behavior [q-bio.CB] ,[SDV.MHEP.MI] Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology/Infectious diseases ,candida albicans ,[SDV.MP.MYC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Mycology - Abstract
International audience; Candida albicans (C. albicans) is an opportunistic pathogen causing infections ranging from superficial to life-threatening disseminated infections. In a susceptible host, C. albicans is able to translocate through the gut barrier, promoting its dissemination into deeper organs. C. albicans hyphae can invade human epithelial cells by two well-documented mechanisms: epithelial-driven endocytosis and C. albicans-driven active penetration. One mechanism by which host cells protect themselves against intracellular C. albicans is termed autophagy. The protective role of autophagy during C. albicans infection has been investigated in myeloid cells; however, far less is known regarding the role of this process during the infection of epithelial cells. In the present study, we investigated the role of autophagy-related proteins during the infection of epithelial cells, including intestinal epithelial cells and gut explants, by C. albicans. Using cell imaging, we show that key molecular players of the autophagy machinery (LC3-II, PI3P, ATG16L1, and WIPI2) were recruited at Candida invasion sites. We deepened these observations by electron microscopy analyses that reveal the presence of autophagosomes in the vicinity of invading hyphae. Importantly, these events occur during active penetration of C. albicans into host cells and are associated with plasma membrane damage. In this context, we show that the autophagy-related key proteins ATG5 and ATG16L1 contribute to plasma membrane repair mediated by lysosomal exocytosis and participate in protecting epithelial cells against C. albicans-induced cell death. Our findings provide a novel mechanism by which epithelial cells, forming the first line of defense against C. albicans in the gut, can react to limit C. albicans invasion.
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- 2022
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