The use of two heterologous hosts for the study of virulence of Cryptococcus neoformans/gattii from Puerto Rico

Abstract

Cryptococcus neoformans (C. neoformans) and Cryptococcus gattii (C. gattii) are encapsulated, pathogenic yeasts, belonging to the Basidiomycota. They infect immune-compromised and immune-competent individuals respectively. The yeasts are usually free living, with the preferred habitats being pigeon droppings for C. neoformans and tree detritus for C. gattii. This work presents the characterization of virulence and stress response of four environmental isolates of the Cryptococcus neoformans/gattii species complex from Puerto Rico. Two experiments were undertaken to determine, directly and indirectly, the virulence of these isolates. The first experiment looked to characterize the interactions between C. neoformans/gattii and amoebae from the genus Acanthamoeba. We observed an increment in capsule size after co-incubation of the organisms, with C. gattii showing the greatest increase in capsule size. We then undertook an experiment by infecting Galleria mellonella larvae with different environmental isolates and the type isolate H99, a C. neoformans var. grubii strain. The resulting data shows that at 37 C the environmental isolates are as virulent as H99 in vivo in a non-mammalian host. To the best of our knowledge this is the first study with environmental isolates from Puerto Rico to do studies into the virulence of said isolates, when compared to clinical isolates.

Cryptococcus neoformans (C. neoformans) y Cryptococcus gattii (C. gattii), levaduras patógenas encapsuladas, pertenecientes al filo Basidiomycota. Infectan a individuos inmunocomprometidos e inmunocompetentes respectivamente. Estas levaduras son generalmente de vida libre, siendo sus hábitats preferidos los excrementos secos de palomas para C. neoformans y el detrito de árbol de C. gattii. En este trabajo se presenta la caracterización de la respuesta de estrés y virulencia de cuatro aislamientos ambientales de Puerto Rico del complejo de especies Cryptococcus neoformans/gattii. Dos experimentos se llevaron a cabo para determinar, directa o indirectamente, la virulencia de estos aislamientos El primer experimento se realizó para caracterizar las interacciones entre C. neoformans/gattii y amebas del género Acanthamoeba. Se observó un incremento en el tamaño de la cápsula después de la co-incubación de los organismos, con C. gattii mostrando el mayor aumento de tamaño de la cápsula. De igual forma se observó que la interaccion de C. Neoformans/gattii con A. polyphaga mostró el aumento mayor de capsula. El segundo método utilizado para evaluar la virulencia de los aislamientos fue la infección de larvas de Galleria mellonella con cada uno de los cuatro aislamientos y tipo C. neoformans var. grubii H99, aislado de un paciente con meningoencefalitis. Los resultados muestran que a 37°C, los aislamientos ambientales son tan virulentos como H99, evaluados in vivo, en un huésped no mamífero. A nuestro mejor conocimiento, este es el primer estudio que evalua la capacidad virulenta de aislamientos ambientales de Puerto Rico en comparación con los aislados clínicos usando hospederos no mamiferos.