1. The Dark Side of the Wall: Atomic Force Microscopy Revelations on Drug Resistance and Adhesion
- Author
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Martin-Yken, Hélène, Schiavone, M, Dague, E, Formosa-Dague, Cécile, Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés (LISBP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Équipe Ingénierie pour les sciences du vivant (LAAS-ELIA), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Pr, Mritxell Riquelme, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
- Subjects
[SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology ,GeneralLiterature_INTRODUCTORYANDSURVEY ,[SDV]Life Sciences [q-bio] ,Drug Resistance ,Biotechnologies ,architecture moléculaire ,InformationSystems_MODELSANDPRINCIPLES ,ComputingMilieux_COMPUTERSANDEDUCATION ,antifungal agent ,[SPI.GPROC]Engineering Sciences [physics]/Chemical and Process Engineering ,Atomic Foirce Microscopy ,Génie des procédés ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,[SDV.MP.MYC]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Mycology ,réaction au stress ,Human fungal pathogens ,Yeast ,[SDV.MP]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology ,Process Engineering ,élasticité ,Adhesion ,cell wall ,antifongique ,elasticity ,candida albicans ,ComputingMethodologies_GENERAL ,paroi cellulaire - Abstract
International audience; The cell wall of yeast and fungi plays a crucial role in the way these cells sense, respond and adapt to environmental perturbations. Using recent Atomic Force Microscopy technological developments, the biophysical consequences of different stresses on the major human fungal pathogen, Candida albicans, were imaged and measured. Morphological changes were characterized at the nanoscale, including surface roughness, elasticity and adhesive properties. Exposure to the antifungal Caspofungin was shown to cause a deep cell wall remodeling with major modifications of chitin and beta-glucan content. Remarkably, a low dose of Caspofungin (i.e., 0.5 × MIC) provoked a strong expression of adhesive proteins on the cell surface of C. albicans, a side effect highly relevant considering its wide spread medical use. Moreover, Single Molecule Force Spectroscopy (SMFS) experiments by AFM allowed us to visualize the organization of these adhesins, to map them on the cell surface and to quantify the adhesion forces, including on cells undergoing mophogenetic differentiation. Combined with molecular biology tools, this approach enabled us to unravel the particular contribution of previously uncharacterized proteins (PGA22 and PGA59) to C. albicans adhesion mechanism. In addition, functionalizing the AFM tip with antibodies allows following the appearance of specific proteins, while precisely mapping them at the cell surface and even measuring the time scale of their progression through the cell wall. The example of Hwp1 appearance on geminating hyphal tubes will be illustrated.
- Published
- 2017
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