Trichosporonosis – from the pathogen to the disease

Abstract

Trichosporon asahii is the major etiologic agent of invasive trichosporonosis, an emerging worldwide deep-seated infection affecting mainly immunocompromised individuals. However, many aspects of the host immune response as well as the molecular and cellular events contributing to the establishment of infection are largely unknown. The long pentraxin-3 (PTX3) is a soluble pattern recognition receptor and an essential component of the humoral arm of innate immunity. PTX3 plays a nonredundant role in resistance against selected microbial pathogens, such as A. fumigatus, acting as an opsonin to facilitate phagocytosis and fungal clearance. Therefore, our aim was to characterize the role of this molecule in in vitro and in vivo models of infection by T. asahii. We show that infected human macrophages display an increased expression of PTX3, and that T. asahii uptake was enhanced by the opsonizing activity of PTX3. In an in vivo model of infection, Ptx3-deficient mice displayed increased fungal burden and tissue inflammatory pathology, when compared to the wild type counterpart. Finally, upon assessing the contribution of genetic variants in the PTX3 gene, known to underlie decreased expression of the protein, we disclosed a significant impairment in phagocytosis of T. asahii and cytokine production by human macrophages. Collectively, our results highlight a pivotal role of PTX3 in the immune response to T. asahii and suggest PTX3 deficiency as a major pathogenetic mechanism underlying susceptibility to trichosporonosis.

Trichosporon asahii é o principal agente etiológico da tricosporonose invasiva, uma infeção emergente diagnosticada principalmente em indivíduos imunocomprometidos. Muitos dos aspetos da resposta imunitária, assim como os eventos moleculares e celulares que contribuem para o estabelecimento desta infeção, permanecem largamente desconhecidos. A pentraxina-3 (PTX3) é um recetor solúvel de reconhecimento de padrões com um papel essencial na imunidade inata. A PTX3 tem um papel não redundante na resistência contra alguns microrganismos patogénicos, nomeadamente A. fumigatus, atuando com uma opsonina que facilita a fagocitose e a eliminação do agente patogénico. Neste sentido, o nosso objetivo centrou-se na caraterização do papel da PTX3 em modelos de infeção in vitro e in vivo com T. asahii. Os resultados obtidos demonstram que macrófagos humanos infetados com T. asahii apresentam um aumento na expressão de PTX3 assim como na capacidade fagocítica. No modelo de infeção in vivo, ratinhos deficientes na Ptx3 apresentaram uma maior carga fúngica e patologia inflamatória tecidular, quando comparados com ratinhos da estirpe selvagem. Finalmente, averiguámos a contribuição de variantes genéticas no gene da PTX3, descritas por diminuírem a expressão desta proteína, e observámos um defeito significativo em mecanismos efetores antifúngicos de macrófagos humanos, nomeadamente a fagocitose e a produção de citocinas. Em suma, os nossos resultados demonstram um papel crucial da PTX3 na resposta a T. asahii e sugerem a deficiência da PTX3 como um importante mecanismo patogenético na base da suscetibilidade à tricosporonose.