DORIAN: Defining the molecular mechanisms of tOlerance bReakdown In vulvovAginal caNdidiasis

La Candida è un fungo commensale che può colonizzare il tratto vaginale delle donne sane. Tuttavia, la Candida può causare vulvovaginale candidosi (VVC). La maggior parte dei VVC sono causati da Candida albicans. VVC è una patologia molto comune, che colpisce il 70-75% delle donne di età fertile almeno una volta nella vita. Circa il 5-8% di queste donne soffrirà della forma cronica (VVC ricorrente). Il i sintomi includono sensazione di bruciore, dolore e ridotto stato di benessere mentale. Tuttavia, i fondi di ricerca dedicati al studio di questa malattia specifica femminile non sono commisurati al loro tributo sulla salute pubblica. Cosa induce C. albicans a passare da a commensale innocuo per un agente patogeno virulento, non è ancora chiaro. Esiste una soglia di tolleranza epiteliale per Candida che varia tra donne. Quando questa soglia di tolleranza viene superata, l'ospite diventa suscettibile al fungo e innesca i sintomi del patologia. Ad oggi, non è stato possibile identificare alcun tratto patogeno nella Candida correlato al VVC umano. Il nostro recente i dati suggeriscono che gli isolati di C. albicans da VVC non possono essere distinti da quelli ottenuti da donne colonizzate sulla base di clade, propensione a passare alla morfologia ifale o all'allele della tossina candidalisina. Tuttavia, è stato possibile identificare C. ceppi di albicans in base alla loro diversa capacità di interagire con le cellule epiteliali vaginali in vitro. In effetti, gli isolati VVC sono cresciuti di più e sono stati eliminati più dall'epitelio rispetto agli isolati colonizzanti, oltre a una maggiore esfoliazione delle cellule epiteliali. Il nostro progetto lo farà basarsi su questa notevole differenza e determinerà la base meccanicistica di una maggiore patogenesi dei ceppi associati a VVC. L'analisi RNA-seq che confronta le risposte delle cellule epiteliali vaginali infettate da un VVC selezionato o da un ceppo colonizzante ha ha rivelato molte vie regolate in modo differenziato, tra cui la via dell'interferone di tipo I, la segnalazione mediata dall'integrina e la ferroptosi. In particolare, in questo progetto ci concentreremo sullo studio del ruolo della via dell'interferone di tipo I. In effetti, suggeriscono i nostri dati preliminari che i ceppi VVC possono essere più patogeni smorzando questa via di segnalazione. Nei nostri studi utilizzeremo l'attivazione specifica del percorso e sistemi di inibizione mediante modelli in vitro e in vivo per definire il ruolo di questo componente nella risposta della mucosa Candida. Raccoglieremo informazioni su larga scala da campioni vaginali di VVC o donne colonizzate sane come infiammatorie parametri e composizione del microbioma vaginale. Queste informazioni verranno analizzate in modo incrociato con i dati ottenuti dall'analisi in vitro e esperimenti in vivo per avere un quadro più ampio del ruolo di ciascun attore nell'insorgenza della malattia: Candida, immunitaria risposta e microbiota. I nostri risultati caratterizzeranno nuovi aspetti della risposta dell'ospite per definire i meccanismi molecolari responsabili i sintomi VVC, portando potenzialmente a un trattamento più efficace e di lunga durata per questa malattia poco conosciuta.

Candida is a commensal fungus that can colonizes the vaginal tract of healthy women. However, Candida can cause vulvovaginal candidiasis (VVC). Most of VVC are caused by Candida albicans. VVC is a very common pathology, affecting 70-75% of women of child-bearing age at least once in their lifetime. About 5-8% of these women will suffer from the chronic form (recurrent VVC). The symptoms include burning sensation, pain and reduced state of mental wellbeing. Nevertheless, the research funds dedicated to the study of this female-specific disease are incommensurate with their toll on public health. What induces C. albicans to switch from a harmless commensal to a virulent pathogen, is not yet clear. An epithelial tolerance threshold exists to Candida that varies between women. When this tolerance threshold is overcome, the host becomes susceptible to the fungus and triggers the symptoms of the disease. To date, it has not been possible to identify any disease-causing traits in Candida that correlate with human VVC. Our recent data suggest that C. albicans isolates from VVC can’t be distinguished from those obtained from colonized women based on clade, propensity to switch to hyphal morphology or candidalysin toxin allele. However, it has been possible to identify “vaginopathic” C. albicans strains based on their different ability to interact with vaginal epithelial cells in vitro. Indeed, VVC isolates grew more and were shed more from the epithelium than the colonizing isolates, in addition to a higher epithelial cell exfoliation. Our project will build on this striking difference and will determine the mechanistic basis of enhanced pathogenesis of strains associated to VVC. RNA-seq analysis comparing the responses of vaginal epithelial cells infected with either a selected VVC or colonizing strain has revealed many differentially regulated pathways, including type I interferon pathway, integrin-mediated signaling and ferroptosis. Particularly, in this project we will focalize on studying the role of the type I interferon pathway. Indeed, our preliminary data suggest that VVC strains may be more pathogenic by dampening this signaling pathway. In our studies will use pathway-specific activation and inhibition systems by means of in vitro and in vivo models to define the role of this component in the mucosal response to Candida. We will collect a large-scale information from vaginal samples of VVC or healthy colonized women such as inflammatory parameters and composition of vaginal microbiome. This information will be cross analyzed with the data obtained from the in vitro and in vivo experiments in order to get a broader picture of the role of each player in the onset of the disease: Candida, immune response and microbiota. Our results will characterize new aspects of host response to define molecular mechanisms responsible for the VVC symptoms, potentially leading to more effective and long-lasting treatment for this poorly understood disease.